304 துருப்பிடிக்காத எஃகு வெல்டட் சுருள் குழாய் / குழாய் zhemical zomponent ,உலகளாவிய கடல் நுண்ணுயிரியின் உயிரியல் திறன்

Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி.வரையறுக்கப்பட்ட CSS ஆதரவுடன் உலாவிப் பதிப்பைப் பயன்படுத்துகிறீர்கள்.சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கப் பயன்முறையை முடக்கவும்).கூடுதலாக, தொடர்ந்து ஆதரவை உறுதிப்படுத்த, தளத்தை பாணிகள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் காட்டுகிறோம்.
ஒரு ஸ்லைடிற்கு மூன்று கட்டுரைகளைக் காட்டும் ஸ்லைடர்கள்.ஸ்லைடுகளின் வழியாக செல்ல பின் மற்றும் அடுத்த பட்டன்களைப் பயன்படுத்தவும் அல்லது ஒவ்வொரு ஸ்லைடையும் நகர்த்த இறுதியில் ஸ்லைடு கன்ட்ரோலர் பொத்தான்களைப் பயன்படுத்தவும்.

விரிவான தயாரிப்பு விளக்கம்

304 துருப்பிடிக்காத எஃகு பற்றவைக்கப்பட்ட சுருள் குழாய் / குழாய்
1. விவரக்குறிப்பு: துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய் / குழாய்
2. வகை: பற்றவைக்கப்பட்ட அல்லது தடையற்றது
3. தரநிலை: ASTM A269, ASTM A249
4. துருப்பிடிக்காத எஃகு சுருள் குழாய் OD: 6mm முதல் 25.4MM வரை
5. நீளம்: 600-3500MM அல்லது வாடிக்கையாளரின் தேவைக்கேற்ப.
6. சுவர் தடிமன்: 0.2மிமீ முதல் 2.0மிமீ வரை.

7. சகிப்புத்தன்மை: OD: +/-0.01mm;தடிமன்: +/-0.01%.

8. சுருள் உள் துளை அளவு: 500MM-1500MM (வாடிக்கையாளர் தேவைகளுக்கு ஏற்ப சரிசெய்யலாம்)

9. சுருள் உயரம்: 200MM-400MM (வாடிக்கையாளர் தேவைகளுக்கு ஏற்ப சரிசெய்யலாம்)

10. மேற்பரப்பு: பிரகாசம் அல்லது அனீல்ட்
11. பொருள்: 304, 304L, 316L, 321, 301, 201, 202, 409, 430, 410, அலாய் 625, 825, 2205, 2507, முதலியன.
12. பேக்கிங்: மரப்பெட்டியில் நெய்யப்பட்ட பைகள், மரத்தாலான தட்டு, மரத்தண்டு அல்லது வாடிக்கையாளரின் தேவைக்கேற்ப
13. சோதனை : இரசாயன கூறு, மகசூல் வலிமை, இழுவிசை வலிமை, கடினத்தன்மை அளவீடு
14. உத்தரவாதம்: மூன்றாம் தரப்பு (உதாரணமாக :SGS TV ) ஆய்வு, முதலியன.
15. விண்ணப்பம்: அலங்காரம், தளபாடங்கள், எண்ணெய் போக்குவரத்து, வெப்பப் பரிமாற்றி, தண்டவாளம் தயாரித்தல், காகிதம் தயாரித்தல், ஆட்டோமொபைல், உணவு பதப்படுத்துதல், மருத்துவம் போன்றவை.

இயற்கை நுண்ணுயிர் சமூகங்கள் பைலோஜெனட்டிகல் மற்றும் வளர்சிதை மாற்றத்தில் வேறுபட்டவை.உயிரினங்களின் குறைவான ஆய்வுக் குழுக்களுக்கு கூடுதலாக, இந்த பன்முகத்தன்மை சுற்றுச்சூழல் மற்றும் உயிரி தொழில்நுட்ப ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க நொதிகள் மற்றும் உயிர்வேதியியல் சேர்மங்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான வளமான ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது2,3.இருப்பினும், அத்தகைய சேர்மங்களை ஒருங்கிணைத்து அவற்றை அந்தந்த ஹோஸ்ட்களுடன் பிணைக்கும் மரபணு பாதைகளைத் தீர்மானிக்க இந்த பன்முகத்தன்மையைப் படிப்பது ஒரு சவாலாகவே உள்ளது.உலக அளவில் முழு மரபணுத் தீர்மானம் தரவின் பகுப்பாய்வில் உள்ள வரம்புகள் காரணமாக திறந்த கடலில் உள்ள நுண்ணுயிரிகளின் உயிரியக்கவியல் திறன் பெரும்பாலும் அறியப்படவில்லை.இங்கு, 10,000 க்கும் மேற்பட்ட கடல்நீர் மாதிரிகளிலிருந்து புதிதாக புனரமைக்கப்பட்ட 25,000 க்கும் மேற்பட்ட வரைவு மரபணுக்களைக் கொண்ட வளர்ப்பு செல்கள் மற்றும் ஒற்றை உயிரணுக்களிலிருந்து சுமார் 10,000 நுண்ணுயிர் மரபணுக்களை ஒருங்கிணைப்பதன் மூலம் கடலில் உள்ள உயிரியக்க மரபணுக் கூட்டங்களின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் பன்முகத்தன்மையை ஆராய்வோம்.இந்த முயற்சிகள் சுமார் 40,000 புதிய உயிரியக்க மரபணுக் குழுக்களை அடையாளம் கண்டுள்ளன, அவற்றில் சில முன்னர் சந்தேகத்திற்கு இடமில்லாத பைலோஜெனடிக் குழுக்களில் கண்டறியப்பட்டுள்ளன.இந்த மக்கள்தொகையில், பயிரிடப்படாத பாக்டீரியல் பைலத்தைச் சேர்ந்த உயிரியக்க மரபணுக் கூட்டங்களில் (“கேண்டிடேடஸ் யூடோர்மைக்ரோபியேசி”) செறிவூட்டப்பட்ட ஒரு பரம்பரையை நாங்கள் அடையாளம் கண்டோம், மேலும் இந்த சூழலில் உயிரியக்கவியல் ரீதியாக வேறுபட்ட சில நுண்ணுயிரிகளை உள்ளடக்கியுள்ளோம்.இவற்றில், பாஸ்பேடேஸ்-பெப்டைட் மற்றும் பைட்டோனமைடு பாதைகளை நாங்கள் வகைப்படுத்தியுள்ளோம், முறையே அசாதாரண உயிரியக்க கலவை அமைப்பு மற்றும் நொதியியல் நிகழ்வுகளை அடையாளம் கண்டுள்ளோம்.முடிவில், நுண்ணுயிர் அடிப்படையிலான உத்திகள் எவ்வாறு சரியாகப் புரிந்து கொள்ளப்படாத மைக்ரோபயோட்டா மற்றும் சூழலில் முன்னர் விவரிக்கப்படாத என்சைம்கள் மற்றும் இயற்கை உணவுகளை ஆராய்வதை செயல்படுத்த முடியும் என்பதை இந்த ஆய்வு நிரூபிக்கிறது.
நுண்ணுயிரிகள் உலகளாவிய உயிர்வேதியியல் சுழற்சிகளை இயக்குகின்றன, உணவு வலைகளை பராமரிக்கின்றன, மேலும் தாவரங்களையும் விலங்குகளையும் ஆரோக்கியமாக வைத்திருக்கின்றன.அவற்றின் மகத்தான பைலோஜெனடிக், வளர்சிதை மாற்ற மற்றும் செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மை புதிய டாக்ஸா1, என்சைம்கள் மற்றும் இயற்கை பொருட்கள் உட்பட உயிர்வேதியியல் சேர்மங்களைக் கண்டுபிடிப்பதற்கான வளமான ஆற்றலைக் குறிக்கிறது.சுற்றுச்சூழல் சமூகங்களில், இந்த மூலக்கூறுகள் பல்வேறு உடலியல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் செயல்பாடுகளுடன் நுண்ணுயிரிகளை வழங்குகின்றன, தொடர்பு முதல் போட்டி 2, 7 வரை.அவற்றின் அசல் செயல்பாடுகளுக்கு கூடுதலாக, இந்த இயற்கை பொருட்கள் மற்றும் அவற்றின் மரபணு குறியீட்டு உற்பத்தி பாதைகள் உயிரி தொழில்நுட்ப மற்றும் சிகிச்சை பயன்பாடுகளுக்கு எடுத்துக்காட்டுகளை வழங்குகின்றன2,3.இத்தகைய பாதைகள் மற்றும் இணைப்புகளை அடையாளம் காண்பது வளர்ப்பு நுண்ணுயிரிகளின் ஆய்வு மூலம் பெரிதும் எளிதாக்கப்பட்டுள்ளது.இருப்பினும், இயற்கை சூழல்களின் வகைபிரித்தல் ஆய்வுகள் பெரும்பாலான நுண்ணுயிரிகள் பயிரிடப்படவில்லை என்பதைக் காட்டுகிறது8.இந்த கலாச்சார சார்பு பல நுண்ணுயிரிகளால் குறியிடப்பட்ட செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையைப் பயன்படுத்துவதற்கான நமது திறனைக் கட்டுப்படுத்துகிறது4,9.
இந்த வரம்புகளை கடக்க, கடந்த பத்தாண்டுகளில் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றங்கள் ஆராய்ச்சியாளர்களை நேரடியாக (அதாவது, முன் கலாச்சாரம் இல்லாமல்) முழு சமூகங்களிலிருந்தும் (மெட்டஜெனோமிக்ஸ்) அல்லது ஒற்றை செல்களிலிருந்து நுண்ணுயிர் டிஎன்ஏ துண்டுகளை வரிசைப்படுத்த அனுமதித்தன.இந்த துண்டுகளை பெரிய மரபணு துண்டுகளாக இணைத்து, பல மெட்டஜெனோமிகல் அசெம்பிள்ட் ஜீனோம்கள் (MAG கள்) அல்லது ஒற்றை பெருக்கப்பட்ட மரபணுக்களை (SAGs) மறுகட்டமைக்கும் திறன் முறையே, நுண்ணுயிரிகளின் (அதாவது நுண்ணுயிர் சமூகங்கள் மற்றும் நுண்ணுயிரி) வரிவிதிப்பு ஆய்வுகளுக்கு ஒரு முக்கியமான வாய்ப்பைத் திறக்கிறது.புதிய பாதைகளை அமைக்கும்.கொடுக்கப்பட்ட சூழலில் சொந்த மரபணு பொருள்) 10,11,12.உண்மையில், சமீபத்திய ஆய்வுகள் பூமியில் உள்ள நுண்ணுயிர் பன்முகத்தன்மையின் பைலோஜெனடிக் பிரதிநிதித்துவத்தை பெரிதும் விரிவுபடுத்தியுள்ளன, மேலும் தனிப்பட்ட நுண்ணுயிர் சமூகங்களில் உள்ள செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையை முன்னர் வளர்க்கப்பட்ட நுண்ணுயிர் குறிப்பு மரபணு வரிசைமுறைகளால் (REFs) வெளிப்படுத்தியுள்ளன.புரவலன் மரபணு (அதாவது, மரபணு தீர்மானம்) பின்னணியில் கண்டறியப்படாத செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையை வைக்கும் திறன், புதிய இயற்கை தயாரிப்புகளை மறைமுகமாக குறியாக்கம் செய்யும் இன்னும் வகைப்படுத்தப்படாத நுண்ணுயிர் கோடுகளை முன்னறிவிப்பதற்கு அல்லது அத்தகைய கலவைகளை அவற்றின் அசல் உற்பத்தியாளரிடம் கண்டுபிடிப்பதற்கு மிகவும் முக்கியமானது.எடுத்துக்காட்டாக, ஒருங்கிணைந்த மெட்டஜெனோமிக் மற்றும் ஒற்றை-செல் மரபணு பகுப்பாய்வு அணுகுமுறையானது, பல்வேறு வகையான மருந்து திறன்களின் உற்பத்தியாளர்களாக, வளர்சிதை மாற்றத்தில் நிறைந்த கடற்பாசி-தொடர்புடைய பாக்டீரியாக்களின் குழுவான Candidatus Entotheonella ஐ அடையாளம் காண வழிவகுத்தது.இருப்பினும், பல்வேறு நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் மரபணு ஆய்வுக்கான சமீபத்திய முயற்சிகள் இருந்தபோதிலும், பூமியின் மிகப்பெரிய சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளுக்கான உலகளாவிய மெட்டஜெனோமிக் தரவுகளில் மூன்றில் இரண்டு பங்கு 16,20 இன்னும் காணவில்லை.எனவே, பொதுவாக, கடல் நுண்ணுயிரிகளின் உயிரியக்கவியல் திறன் மற்றும் நாவல் நொதி மற்றும் இயற்கைப் பொருட்களின் களஞ்சியமாக அதன் சாத்தியக்கூறுகள் பெரும்பாலும் புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை.
உலகளாவிய அளவில் கடல் நுண்ணுயிர்களின் உயிரியக்கவியல் திறனை ஆராய, நாம் முதலில் பண்பாடு சார்ந்த மற்றும் கலாச்சாரம் அல்லாத முறைகளைப் பயன்படுத்தி பெறப்பட்ட கடல் நுண்ணுயிர் மரபணுக்களை ஒருங்கிணைத்து பைலோஜெனெடிக்ஸ் மற்றும் மரபணு செயல்பாட்டின் விரிவான தரவுத்தளத்தை உருவாக்கினோம்.இந்தத் தரவுத்தளத்தை ஆய்வு செய்ததில், பலவகையான உயிரியக்கவியல் மரபணுக் கிளஸ்டர்கள் (பிஜிசிக்கள்) கண்டறியப்பட்டன, அவற்றில் பெரும்பாலானவை இன்னும் குறிப்பிடப்படாத மரபணுக் கிளஸ்டர் (ஜிசிஎஃப்) குடும்பங்களைச் சேர்ந்தவை.கூடுதலாக, இன்றுவரை திறந்த கடலில் BGC களின் மிக உயர்ந்த பன்முகத்தன்மையை வெளிப்படுத்தும் அறியப்படாத பாக்டீரியா குடும்பத்தை நாங்கள் அடையாளம் கண்டுள்ளோம்.தற்போது அறியப்பட்ட பாதைகளிலிருந்து அவற்றின் மரபணு வேறுபாடுகளின் அடிப்படையில் சோதனைச் சரிபார்ப்பிற்காக இரண்டு ரைபோசோமால் தொகுப்பு மற்றும் மொழிபெயர்ப்புக்குப் பின் மாற்றியமைக்கப்பட்ட பெப்டைட் (RiPP) பாதைகளைத் தேர்ந்தெடுத்தோம்.இந்த பாதைகளின் செயல்பாட்டு குணாதிசயம் நொதியின் எதிர்பாராத எடுத்துக்காட்டுகள் மற்றும் புரோட்டீஸ் தடுப்பு செயல்பாடு கொண்ட கட்டமைப்பு ரீதியாக அசாதாரண கலவைகளை வெளிப்படுத்தியுள்ளது.
முதலில், மரபணு பகுப்பாய்வுக்கான உலகளாவிய தரவு வளத்தை உருவாக்குவதை நோக்கமாகக் கொண்டோம், அதன் பாக்டீரியா மற்றும் தொல்பொருள் கூறுகளில் கவனம் செலுத்துகிறோம்.இந்த நோக்கத்திற்காக, உலகளவில் விநியோகிக்கப்பட்ட 215 மாதிரி தளங்களிலிருந்து (அட்சரேகை வரம்பு = 141.6°) மற்றும் பல ஆழமான அடுக்குகளிலிருந்து (1 முதல் 5600 மீ ஆழம் வரை, பெலஜிக், மெசோபெலாஜிக் மற்றும் அபிசல் மண்டலங்களை உள்ளடக்கியது) மெட்டஜெனோமிக் தரவு மற்றும் 1038 கடல்நீர் மாதிரிகளை சேகரித்தோம்.பின்னணி21,22,23 (படம். 1a, நீட்டிக்கப்பட்ட தரவு, படம். 1a மற்றும் துணை அட்டவணை 1).பரந்த புவியியல் கவரேஜை வழங்குவதோடு, தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வடிகட்டப்பட்ட மாதிரிகள், வைரஸ் நிறைந்த (<0.2 µm), புரோகாரியோடிக் நிறைந்த (0.2-3 µm), துகள்கள் நிறைந்த (0.8 µm) கடல் நுண்ணுயிரியின் பல்வேறு கூறுகளை ஒப்பிட்டுப் பார்க்க அனுமதித்தன. )–20 µm) மற்றும் வைரஸ்-குறைக்கப்பட்ட (>0.2 µm) காலனிகள்.
a, உலகளவில் விநியோகிக்கப்பட்ட 215 இடங்களிலிருந்து (62°S முதல் 79°N மற்றும் 179°W முதல் 179°E வரை) சேகரிக்கப்பட்ட கடல் நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் மொத்தம் 1038 பொதுவில் கிடைக்கும் மரபணுக்கள் (மெட்டாஜெனோமிக்ஸ்).வரைபடம் ஓடுகள் © Esri.ஆதாரங்கள்: GEBCO, NOAA, CHS, OSU, UNH, CSUMB, National Geographic, DeLorme, NAVTEQ மற்றும் Esri.b, இந்த மெட்டஜெனோம்கள் MAG களை (முறைகள் மற்றும் கூடுதல் தகவல்) புனரமைக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டன, அவை தரவுத்தொகுப்புகளில் (வண்ணத்தில் குறிக்கப்பட்டவை) அளவு மற்றும் தரத்தில் (முறைகள்) வேறுபடுகின்றன.புனரமைக்கப்பட்ட MAGகள் கைவினைப் பொருட்கள் MAG26, SAG27 மற்றும் REF உட்பட பொதுவில் கிடைக்கக்கூடிய (வெளிப்புற) மரபணுக்களுடன் கூடுதலாக வழங்கப்பட்டுள்ளன.27 ஓஎம்டியை தொகுக்கவும்.c, SAG (GORG)20 அல்லது MAG (GEM)16ஐ மட்டுமே அடிப்படையாகக் கொண்ட முந்தைய அறிக்கைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​OMD ஆனது கடல் நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் (மெட்டஜெனோமிக் ரீட் மேப்பிங் ரேட்; முறை) மரபணு குணாதிசயத்தை இரண்டு முதல் மூன்று மடங்கு வரை ஆழமான மற்றும் நிலையான பிரதிநிதித்துவத்துடன் மேம்படுத்துகிறது. அட்சரேகை..<0.2, n=151, 0.2-0.8, n=67, 0.2-3, n=180, 0.8-20, n=30, >0.2, n=610, <30°, n = 132, 30-60° , n = 73, >60°, n = 42, EPI, n = 174, MES, n = 45, BAT, n = 28. d, OMD இனங்கள் கிளஸ்டர்கள் அளவில் (95% சராசரி நியூக்ளியோடைடு அடையாளம்) மொத்தமாக அடையாளப்படுத்துகிறது ஏறக்குறைய 8300 இனங்கள், அவற்றில் பாதிக்கும் மேற்பட்டவை GTDB (பதிப்பு 89) e ஐப் பயன்படுத்தி வகைபிரித்தல் சிறுகுறிப்புகளின் படி வகைப்படுத்தப்படவில்லை, மரபணு வகையின் வகையின் வகைப்பாடு MAG, SAG மற்றும் REF கள் ஒருவரையொருவர் நன்கு பூர்த்தி செய்வதைக் காட்டுகிறது. கடல் நுண்ணுயிர்.குறிப்பாக, 55%, 26% மற்றும் 11% இனங்கள் முறையே MAG, SAG மற்றும் REF க்கு குறிப்பிட்டவை.BATS, பெர்முடா அட்லாண்டிக் நேரத் தொடர்;GEM, பூமியின் நுண்ணுயிரிகளின் மரபணுக்கள்;GORG, உலகளாவிய கடல் குறிப்பு மரபணு;HOT, ஹவாய் பெருங்கடல் நேரத் தொடர்.
இந்தத் தரவுத்தொகுப்பைப் பயன்படுத்தி, மொத்தம் 26,293 MAGகளை நாங்கள் புனரமைத்தோம், பெரும்பாலும் பாக்டீரியா மற்றும் தொல்பொருள் (படம். 1b மற்றும் விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 1b).வெவ்வேறு இடங்கள் அல்லது நேரப் புள்ளிகளிலிருந்து (முறைகள்) மாதிரிகள் இடையே இயற்கையான வரிசை மாறுபாட்டின் சரிவைத் தடுக்க, மெட்டஜெனோமிக் மாதிரிகளை தனித்தனியாக இருந்து அசெம்பிளிகளில் இருந்து உருவாக்கினோம்.கூடுதலாக, அதிக எண்ணிக்கையிலான மாதிரிகளில் (58 முதல் 610 மாதிரிகள் வரை, கணக்கெடுப்பு; முறையைப் பொறுத்து) அவற்றின் பரவலான தொடர்புகளின் அடிப்படையில் மரபணு துண்டுகளை நாங்கள் தொகுத்தோம்.பல பெரிய அளவிலான MAG16, 19, 25 புனரமைப்புப் பணிகளில் இது தவிர்க்கப்பட்ட நேரத்தை எடுத்துக்கொள்ளும் ஆனால் முக்கியமான படி24 என்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம், மேலும் அதன் அளவு (சராசரியாக 2.7 மடங்கு) மற்றும் தரத்தை (சராசரியாக +20%) கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. மரபணுஇங்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட கடல் மெட்டஜெனோமில் இருந்து புனரமைக்கப்பட்டது (நீட்டிக்கப்பட்ட தரவு, படம். 2a மற்றும் கூடுதல் தகவல்).ஒட்டுமொத்தமாக, இந்த முயற்சிகள் கடல் நுண்ணுயிர் MAG களில் 4.5 மடங்கு அதிகரிப்புக்கு வழிவகுத்தன (உயர்தர MAG கள் மட்டுமே கருதப்பட்டால் 6 மடங்கு) இன்று கிடைக்கும் மிக விரிவான MAG வளத்துடன் ஒப்பிடும்போது16 (முறைகள்).புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட இந்த MAG தொகுப்பு பின்னர் 830 கையால் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட MAG26கள், 5969 SAG27s மற்றும் 1707 REFகளுடன் இணைக்கப்பட்டது.கடல் பாக்டீரியா மற்றும் ஆர்க்கியாவின் இருபத்தேழு இனங்கள் 34,799 மரபணுக்களின் ஒருங்கிணைந்த தொகுப்பை உருவாக்கியது (படம் 1b).
கடல் நுண்ணுயிர் சமூகங்களை பிரதிநிதித்துவப்படுத்தும் திறனை மேம்படுத்துவதற்கும் பல்வேறு மரபணு வகைகளை ஒருங்கிணைப்பதன் தாக்கத்தை மதிப்பிடுவதற்கும் புதிதாக உருவாக்கப்பட்ட வளத்தை மதிப்பீடு செய்தோம்.சராசரியாக, இது தோராயமாக 40-60% கடல் மெட்டஜெனோமிக் தரவுகளை உள்ளடக்கியிருப்பதைக் கண்டறிந்தோம் (படம் 1c), ஆழம் மற்றும் அட்சரேகை இரண்டிலும் உள்ள முந்தைய MAG-மட்டும் அறிக்கைகளை விட இரண்டு முதல் மூன்று மடங்கு அதிக தொடர் 16 அல்லது SAG20.கூடுதலாக, நிறுவப்பட்ட சேகரிப்புகளில் வகைபிரித்தல் பன்முகத்தன்மையை முறையாக அளவிட, ஜீனோம் வகைபிரித்தல் தரவுத்தள (ஜிடிடிபி) கருவித்தொகுப்பை (முறைகள்) பயன்படுத்தி அனைத்து மரபணுக்களையும் சிறுகுறிப்பு செய்தோம் மற்றும் சராசரியாக 95% மரபணு அளவிலான நியூக்ளியோடைடு அடையாளத்தைப் பயன்படுத்தினோம்.28 8,304 இனங்கள் கூட்டங்களை (இனங்கள்) அடையாளம் காணவும்.இவற்றில் மூன்றில் இரண்டு பங்கு இனங்கள் (புதிய கிளாட்கள் உட்பட) GTDB இல் முன்னர் தோன்றவில்லை, அவற்றில் 2790 இந்த ஆய்வில் புனரமைக்கப்பட்ட MAG ஐப் பயன்படுத்தி கண்டுபிடிக்கப்பட்டது (படம் 1d).கூடுதலாக, பல்வேறு வகையான மரபணுக்கள் மிகவும் நிரப்பியாக இருப்பதைக் கண்டறிந்தோம்: 55%, 26% மற்றும் 11% இனங்கள் முறையே MAG, SAG மற்றும் REF ஆகியவற்றால் ஆனது (படம் 1e).கூடுதலாக, MAG நீர் நிரலில் காணப்படும் அனைத்து 49 வகைகளையும் உள்ளடக்கியது, அதே நேரத்தில் SAG மற்றும் REF ஆகியவை முறையே 18 மற்றும் 11 வகைகளை மட்டுமே குறிக்கின்றன.இருப்பினும், SAG ஆனது பெலஜிக் பாக்டீரியாக்கள் (SAR11) போன்ற பொதுவான கிளேடுகளின் (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 3a) பன்முகத்தன்மையை சிறப்பாக பிரதிபலிக்கிறது, SAG கிட்டத்தட்ட 1300 இனங்கள் மற்றும் MAG 390 இனங்களை மட்டுமே உள்ளடக்கியது.குறிப்பிடத்தக்க வகையில், REFகள் அரிதாகவே இனங்கள் மட்டத்தில் MAGகள் அல்லது SAGகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று சேர்க்கப்படுகின்றன மற்றும் இங்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட திறந்த கடல் மெட்டஜெனோமிக் தொகுப்புகளில் காணப்படாத தோராயமாக 1000 மரபணுக்களில் 95% பிரதிநிதித்துவப்படுத்தப்படுகின்றன, முக்கியமாக மற்ற வகை தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பிரதிநிதி கடல் மாதிரிகள் (எ.கா. படிவுகள்) .அல்லது ஹோஸ்ட்-அசோசியேட்).விஞ்ஞான சமூகத்திற்கு பரவலாகக் கிடைக்கச் செய்ய, இந்த கடல் மரபணு வளம், வகைப்படுத்தப்படாத துண்டுகளையும் உள்ளடக்கியது (எ.கா., கணிக்கப்பட்ட பேஜ்கள், மரபணு தீவுகள் மற்றும் MAG புனரமைப்புக்கு போதுமான தரவு இல்லாத மரபணு துண்டுகள்), வகைபிரித்தல் தரவுகளுடன் ஒப்பிடலாம். .பெருங்கடல் நுண்ணுயிரியல் தரவுத்தளத்தில் (OMD; https://microbiomics.io/ocean/) மரபணு செயல்பாடு மற்றும் சூழல் அளவுருக்களுடன் சிறுகுறிப்புகளை அணுகவும்.
திறந்த கடல் நுண்ணுயிரிகளில் உயிரியக்கவியல் ஆற்றலின் செழுமையையும் புதுமையையும் ஆராய நாங்கள் புறப்பட்டோம்.இந்த நோக்கத்திற்காக, மொத்தம் 39,055 BGC களைக் கணிக்க 1038 கடல் மெட்டஜெனோம்களில் (முறைகள்) காணப்படும் அனைத்து MAGகள், SAGகள் மற்றும் REF களுக்கு நாங்கள் முதலில் antiSMASH ஐப் பயன்படுத்தினோம்.பின்னர், இவற்றை 6907 தேவையற்ற GCFகள் மற்றும் 151 ஜீன் கிளஸ்டர் மக்கள்தொகையாக (GCCகள்; துணை அட்டவணை 2 மற்றும் முறைகள்) குழுவாகப் பிரித்தோம், இது உள்ளார்ந்த பணிநீக்கம் (அதாவது, ஒரே BGC பல மரபணுக்களில் குறியாக்கம் செய்யப்படலாம்) மற்றும் மெட்டஜெனோமிக் தரவு செறிவூட்டப்பட்ட BGC களின் துண்டு துண்டாக உள்ளது.44% மற்றும் 86% வழக்குகளில் குறைந்தபட்சம் ஒரு அப்படியே BGC உறுப்பினரைக் கொண்ட முறையே GCFகள் மற்றும் GCCகளின் எண்ணிக்கை (துணைத் தகவல்) இருந்தால், முழுமையற்ற BGCகள் கணிசமாக அதிகரிக்கவில்லை.
GCC மட்டத்தில், பலவிதமான கணிக்கப்பட்ட RiPPகள் மற்றும் பிற இயற்கை தயாரிப்புகளைக் கண்டறிந்தோம் (படம் 2a).அவற்றில், எடுத்துக்காட்டாக, அரில்போலீன்கள், கரோட்டினாய்டுகள், எக்டோயின்கள் மற்றும் சைடரோபோர்கள் ஆகியவை ஜி.சி.சி.களுக்குச் சொந்தமானவை, அவை பரந்த பைலோஜெனடிக் விநியோகம் மற்றும் கடல்சார் மெட்டஜெனோம்களில் அதிக அளவில் உள்ளன, அவை கடல் சூழலுக்கு நுண்ணுயிரிகளின் பரவலான தழுவலைக் குறிக்கலாம், எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்களுக்கு எதிர்ப்பு உட்பட. ஆக்ஸிஜனேற்ற மற்றும் ஆஸ்மோடிக் அழுத்தம்..அல்லது இரும்பு உறிஞ்சுதல் (மேலும் தகவல்).இந்த செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மை NCBI RefSeq தரவுத்தளத்தில் (BiG-FAM/RefSeq, இனிமேல் RefSeq என குறிப்பிடப்படுகிறது) சின்தேஸ் (PKS) BGCs (துணைத் தகவல்).44 (29%) GCCகள் எந்த RefSeq BGC (\(\bar{d}\)RefSeq > 0.4; படம். 2a மற்றும் முறைகள்) மற்றும் 53 (35%) GCCகள் ஆகியவற்றுடன் மட்டுமே MAG இல் மட்டுமே தொடர்புடையதாக இருப்பதைக் கண்டறிந்தோம். OMD இல் முன்னர் விவரிக்கப்படாத இரசாயனங்களைக் கண்டறிய.இந்த GCC கள் ஒவ்வொன்றும் மிகவும் மாறுபட்ட உயிரியக்க செயல்பாடுகளை பிரதிநிதித்துவம் செய்வதால், GCF மட்டத்தில் தரவுகளை மேலும் பகுப்பாய்வு செய்தோம், அதேபோன்ற இயற்கை தயாரிப்புகளுக்கு குறியீடு கணிக்கப்பட்ட BGC களின் விரிவான குழுவை வழங்கும் முயற்சியில்.மொத்தம் 3861 (56%) அடையாளம் காணப்பட்ட GCFகள் RefSeq உடன் ஒன்றுடன் ஒன்று சேரவில்லை, மேலும் > 97% GCFகள் MIBiG இல் இல்லை, இது சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கப்பட்ட BGC களின் மிகப்பெரிய தரவுத்தளங்களில் ஒன்றாகும் (படம் 2b).குறிப்பு மரபணுவால் நன்கு பிரதிநிதித்துவப்படுத்தப்படாத அமைப்புகளில் பல சாத்தியமான புதுமையான பாதைகளைக் கண்டுபிடிப்பதில் ஆச்சரியமில்லை என்றாலும், தரப்படுத்தலுக்கு முன் BGC களை GCF களாக மாற்றுவதற்கான எங்கள் முறை முந்தைய அறிக்கைகளிலிருந்து வேறுபட்டது 16 மற்றும் புதுமையின் பக்கச்சார்பற்ற மதிப்பீட்டை வழங்க அனுமதிக்கிறது.பெரும்பாலான புதிய பன்முகத்தன்மை (3012 GCF அல்லது 78%) முன்னறிவிக்கப்பட்ட டெர்பென்கள், RiPP அல்லது பிற இயற்கை தயாரிப்புகளுடன் ஒத்துப்போகிறது, மேலும் பெரும்பாலானவை (1815 GCF அல்லது 47%) அவற்றின் உயிரியக்கத் திறன் காரணமாக அறியப்படாத வகைகளில் குறியாக்கம் செய்யப்பட்டுள்ளன.பிகேஎஸ் மற்றும் என்ஆர்பிஎஸ் கிளஸ்டர்களைப் போலல்லாமல், இந்த கச்சிதமான பிஜிசிகள் மெட்டாஜெனோமிக் அசெம்பிளி 31 இன் போது துண்டு துண்டாக இருக்க வாய்ப்புகள் குறைவு மற்றும் அவற்றின் தயாரிப்புகளின் அதிக நேரம் மற்றும் வளம் மிகுந்த செயல்பாட்டு பண்புகளை அனுமதிக்கின்றன.
மொத்தம் 39,055 BGC கள் 6,907 GCFகள் மற்றும் 151 GCCகள் என தொகுக்கப்பட்டன.a, தரவு பிரதிநிதித்துவம் (உள் வெளி).GCC அடிப்படையிலான BGC தூரங்களின் படிநிலை கிளஸ்டரிங், இதில் 53 MAG ஆல் மட்டுமே நிர்ணயிக்கப்பட்டது.GCC ஆனது வெவ்வேறு டாக்ஸா (ln-மாற்றப்பட்ட கேட் அதிர்வெண்) மற்றும் வெவ்வேறு BGC வகுப்புகளில் இருந்து BGC களைக் கொண்டுள்ளது (வட்ட அளவு அதன் அதிர்வெண்ணுடன் ஒத்துள்ளது).ஒவ்வொரு GCC க்கும், வெளிப்புற அடுக்கு BGCகளின் எண்ணிக்கை, பரவல் (மாதிரிகளின் சதவீதம்) மற்றும் BiG-FAM இலிருந்து BGC வரையிலான தூரம் (குறைந்தபட்ச BGC கொசைன் தூரம் (min(dMIBiG))) ஆகியவற்றைக் குறிக்கிறது.சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கப்பட்ட BGC களுடன் (MIBiG) நெருங்கிய தொடர்புடைய BGCகளுடன் GCC கள் அம்புக்குறிகளால் தனிப்படுத்தப்படுகின்றன.b கணிக்கப்பட்ட (BiG-FAM) மற்றும் சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கப்பட்ட (MIBiG) BGCகளுடன் GCFஐ ஒப்பிடுகையில், 3861 புதிய (d–>0.2) GCFகள் கண்டறியப்பட்டன.இந்தக் குறியீடுகளில் பெரும்பாலானவை (78%) RiPP, terpenes மற்றும் பிற இயற்கைப் பொருட்களுக்கான குறியீடு.c, 1038 கடல் மெட்டஜெனோம்களில் காணப்படும் OMD இல் உள்ள அனைத்து மரபணுக்களும் OMD இன் பைலோஜெனடிக் கவரேஜைக் காட்ட GTDB அடிப்படை மரத்தில் வைக்கப்பட்டன.OMD இல் மரபணுக்கள் இல்லாத கிளேடுகள் சாம்பல் நிறத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளன.BGCகளின் எண்ணிக்கையானது, கொடுக்கப்பட்ட கிளேடில் உள்ள ஒரு மரபணுவிற்குக் கணிக்கப்பட்ட BGCகளின் மிகப்பெரிய எண்ணிக்கையுடன் ஒத்துப்போகிறது.தெளிவுக்காக, கடைசி 15% முனைகள் சரிந்தன.அம்புகள் மைக்கோபாக்டீரியம், கோர்டோனியா (ரோடோகாக்கஸுக்கு இரண்டாவது) மற்றும் க்ரோகோஸ்பேரா (சினெகோகாக்கஸுக்கு இரண்டாவது) தவிர, BGC (>15 BGC) நிறைந்த கிளாட்களைக் குறிக்கின்றன.d, தெரியாத c.Eremiobacterota மிக உயர்ந்த உயிரியக்கவியல் பன்முகத்தன்மையைக் காட்டியது (இயற்கை தயாரிப்பு வகையின் அடிப்படையில் ஷானன் குறியீடு).ஒவ்வொரு இசைக்குழுவும் இனங்களில் அதிக BGC களைக் கொண்ட மரபணுவைக் குறிக்கிறது.T1PKS, PKS வகை I, T2/3PKS, PKS வகை II மற்றும் வகை III.
செழுமை மற்றும் புதுமைக்கு கூடுதலாக, கடல் நுண்ணுயிரியின் உயிரியக்க ஆற்றலின் உயிர் புவியியல் கட்டமைப்பை ஆராய்வோம்.சராசரி மெட்டஜெனோமிக் GCF நகல் எண் விநியோகம் (முறைகள்) மூலம் மாதிரிகளை தொகுத்தல் குறைந்த-அட்சரேகை, மேற்பரப்பு, புரோகாரியோடிக்-பணக்கார மற்றும் வைரஸ்-ஏழை சமூகங்கள், பெரும்பாலும் மேற்பரப்பு அல்லது ஆழமான சூரிய ஒளி நீரிலிருந்து, RiPP மற்றும் BGC டெர்பென்கள் நிறைந்தவை என்பதைக் காட்டுகிறது.இதற்கு நேர்மாறாக, துருவ, ஆழ்கடல், வைரஸ் மற்றும் துகள்கள் நிறைந்த சமூகங்கள் NRPS மற்றும் PKS BGC (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 4 மற்றும் கூடுதல் தகவல்) அதிக அளவில் தொடர்புடையது.இறுதியாக, நன்கு ஆய்வு செய்யப்பட்ட வெப்பமண்டல மற்றும் பெலஜிக் சமூகங்கள் புதிய டெர்பென்களின் மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய ஆதாரங்கள் என்பதைக் கண்டறிந்தோம் (ஆக்மென்ட் டேட்டா படம்).PKS, RiPP மற்றும் பிற இயற்கைப் பொருட்களுக்கான அதிகபட்ச சாத்தியம் (விரிவாக்கப்பட்ட தரவுகளுடன் படம் 5a).
கடல் நுண்ணுயிரிகளின் உயிரியக்கவியல் திறனைப் பற்றிய எங்கள் ஆய்வை நிறைவுசெய்ய, அவற்றின் பைலோஜெனடிக் விநியோகத்தை வரைபடமாக்கி புதிய BGC-செறிவூட்டப்பட்ட கிளேட்களை அடையாளம் காண்பதை நோக்கமாகக் கொண்டோம்.இந்த நோக்கத்திற்காக, கடல் நுண்ணுயிரிகளின் மரபணுக்களை இயல்பாக்கப்பட்ட GTDB13 பாக்டீரியல் மற்றும் தொல்பொருள் பைலோஜெனடிக் மரத்தில் வைத்தோம், மேலும் அவை குறியாக்கம் செய்யும் உயிரியக்கவியல் பாதைகளை மேலெழுதினோம் (படம் 2c).சயனோபாக்டீரியா (சினெகோகாக்கஸ்) மற்றும் டிஸ்ட்ரெல்லா32,33 போன்ற புரோட்டியஸ் பாக்டீரியா போன்ற கடல்நீர் மாதிரிகளில் (முறைகள்) பல BGC-செறிவூட்டப்பட்ட கிளேட்களை (15 BGC களுக்கு மேல் பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகிறது) எளிதாகக் கண்டறிந்துள்ளோம் அல்லது சமீபத்தில் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளோம். இயற்கை பொருட்கள்.Myxococcota (Sandaracinaceae), Rhodococcus மற்றும் Planctomycetota34,35,36 போன்றவை.சுவாரஸ்யமாக, இந்த கிளேடுகளில் முன்னர் ஆராயப்படாத பல பரம்பரைகளைக் கண்டறிந்தோம்.எடுத்துக்காட்டாக, ஃபைலா பிளாங்க்டோமைசெட்டோட்டா மற்றும் மைக்சோகோகோட்டா ஆகியவற்றில் பணக்கார உயிரியக்கவியல் ஆற்றலைக் கொண்ட அந்த இனங்கள் முறையே வகைப்படுத்தப்படாத வேட்பாளர் ஆர்டர்கள் மற்றும் வகைகளைச் சேர்ந்தவை (துணை அட்டவணை 3).ஒன்றாக எடுத்துக்கொண்டால், OMD நுண்ணுயிரிகள் உட்பட, முன்னர் அறியப்படாத பைலோஜெனடிக் தகவல்களுக்கான அணுகலை வழங்குகிறது, இது நொதி மற்றும் இயற்கையான தயாரிப்பு கண்டுபிடிப்புக்கான புதிய இலக்குகளைக் குறிக்கலாம்.
அடுத்து, BGC-செறிவூட்டப்பட்ட கிளேடை அதன் உறுப்பினர்களால் குறியிடப்பட்ட BGCகளின் அதிகபட்ச எண்ணிக்கையைக் கணக்கிடுவது மட்டுமல்லாமல், இந்த BGCகளின் பன்முகத்தன்மையை மதிப்பிடுவதன் மூலமும் வகைப்படுத்தினோம், இது பல்வேறு வகையான இயற்கை வேட்பாளர் தயாரிப்புகளின் அதிர்வெண்ணை விளக்குகிறது (படம். 2c மற்றும் முறைகள். ).இந்த ஆய்வில் சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட பாக்டீரியா MAG களால் மிகவும் உயிரியக்க ரீதியாக வேறுபட்ட இனங்கள் குறிப்பிடப்படுகின்றன என்பதைக் கண்டறிந்தோம்.இந்த பாக்டீரியாக்கள் பயிரிடப்படாத ஃபைலம் Candidatus Eremiobacterota ஐச் சேர்ந்தவை, இது ஒரு சில மரபணு ஆய்வுகளைத் தவிர பெரும்பாலும் ஆராயப்படாமல் உள்ளது37,38.“சி.ஏ.Eremiobacterota இனமானது நிலப்பரப்பு சூழலில் மட்டுமே பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது.ஒரே இனத்தின் எட்டு MAGகளை இங்கே புனரமைத்துள்ளோம் (நியூக்ளியோடைடு அடையாளம் > 99%) 23. எனவே, கிரேக்க புராணங்கள் மற்றும் பயணங்களின் அழகிய பரிசான nereid (கடல் நிம்ஃப்) பெயரிடப்பட்ட "Candidatus Eudoremicrobium malaspinii" இனத்தின் பெயரை நாங்கள் முன்மொழிகிறோம்.'கா.பைலோஜெனடிக் சிறுகுறிப்பு 13 இன் படி, E. மலாஸ்பினிக்கு வரிசை நிலைக்குக் கீழே உள்ள உறவினர்கள் யாரும் இல்லை, எனவே நாங்கள் "Ca.E. malaspinii” வகை இனமாகவும், “Ca.Eudormicrobiaceae” அதிகாரப்பூர்வ பெயராக (துணைத் தகவல்).'Ca இன் சுருக்கமான மெட்டஜெனோமிக் புனரமைப்பு.E. malaspinii மரபணுத் திட்டம் மிகக் குறைந்த உள்ளீடு, நீண்ட வாசிப்பு மெட்டஜெனோமிக் வரிசைமுறை மற்றும் 75 kb டூப்ளிகேஷனுடன் ஒற்றை 9.63 Mb லீனியர் குரோமோசோமாக ஒற்றை மாதிரியின் (முறைகள்) இலக்கு அசெம்பிளி மூலம் சரிபார்க்கப்பட்டது.என ஒரே தெளிவின்மை.
இந்த இனத்தின் பைலோஜெனடிக் சூழலை நிறுவ, இலக்கு மரபணு புனரமைப்பு மூலம் தாரா பெருங்கடல் பயணத்திலிருந்து கூடுதல் யூகாரியோடிக்-செறிவூட்டப்பட்ட மெட்டஜெனோமிக் மாதிரிகளில் 40 நெருங்கிய தொடர்புடைய உயிரினங்களைத் தேடினோம்.சுருக்கமாக, மெட்டஜெனோமிக் ரீட்களை “Ca உடன் தொடர்புடைய மரபணு துண்டுகளுடன் இணைத்துள்ளோம்.E. malaspinii” மற்றும் இந்த மாதிரியில் அதிகரித்த ஆட்சேர்ப்பு விகிதம் மற்ற உறவினர்கள் (முறைகள்) இருப்பதைக் குறிக்கிறது என்று அனுமானிக்கப்பட்டது.இதன் விளைவாக, புதிதாக வரையறுக்கப்பட்ட குடும்பத்தில் (அதாவது "Ca. Eudormicrobiaceae") மூன்று வகைகளில் ஐந்து இனங்களைக் குறிக்கும் 19 MAGகளின் கலவையான 10 MAGகளைக் கண்டறிந்தோம்.கைமுறை ஆய்வு மற்றும் தரக் கட்டுப்பாடு (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 6 மற்றும் கூடுதல் தகவல்) பிறகு, "Ca.Eudormicrobiaceae இனங்கள் மற்ற "Ca" உறுப்பினர்களைக் காட்டிலும் பெரிய மரபணுக்களையும் (8 Mb) மற்றும் பணக்கார உயிரியக்கத் திறனையும் (ஒரு இனத்திற்கு 14 முதல் 22 BGC) வழங்குகின்றன.கிளேட் எரெமியோபாக்டெரோட்டா (7 BGC வரை) (படம் 3a-c).
a, ஐந்து 'Ca இன் பைலோஜெனடிக் நிலைகள்.Eudormicrobiaceae இனங்கள் இந்த ஆய்வில் அடையாளம் காணப்பட்ட கடல் கோடுகளுக்கு குறிப்பிட்ட BGC செழுமையைக் காட்டின.பைலோஜெனடிக் மரம் அனைத்து 'Ca' ஐ உள்ளடக்கியது.MAG Eremiobacterota மற்றும் GTDB (பதிப்பு 89) இல் வழங்கப்பட்ட பிற பைலாவின் உறுப்பினர்கள் (அடைப்புக்குறிக்குள் உள்ள மரபணு எண்கள்) பரிணாம பின்னணிக்கு (முறைகள்) பயன்படுத்தப்பட்டன.வெளிப்புற அடுக்குகள் குடும்ப மட்டத்தில் ("Ca. Eudormicrobiaceae" மற்றும் "Ca. Xenobiaceae") மற்றும் வகுப்பு மட்டத்தில் ("Ca. Eremiobacteria") வகைப்பாடுகளைக் குறிக்கின்றன.இந்த ஆய்வில் விவரிக்கப்பட்டுள்ள ஐந்து இனங்கள் எண்ணெழுத்து குறியீடுகள் மற்றும் முன்மொழியப்பட்ட இருசொற் பெயர்கள் (துணைத் தகவல்) மூலம் குறிப்பிடப்படுகின்றன.b, சரி.Eudormicrobiaceae இனங்கள் ஏழு பொதுவான BGC கருக்களைப் பகிர்ந்து கொள்கின்றன.A2 கிளேடில் BGC இல்லாதது பிரதிநிதி MAG (துணை அட்டவணை 3) முழுமையடையாததன் காரணமாகும்.BGCகள் "Ca.ஆம்பிதோமைக்ரோபியம்" மற்றும் "Ca.ஆம்பிதோமைக்ரோபியம்” (கிளாடுகள் A மற்றும் B) காட்டப்படவில்லை.c, அனைத்து BGCகளும் “Ca.Eudoremicrobium taraoceanii தாரா கடல்களில் இருந்து எடுக்கப்பட்ட 623 மெட்டாட்ரான்ஸ்கிரிப்டோம்களில் வெளிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.திட வட்டங்கள் செயலில் படியெடுத்தலைக் குறிக்கின்றன.ஆரஞ்சு வட்டங்கள், வீட்டு பராமரிப்பு மரபணு வெளிப்பாடு வீதத்திற்கு (முறைகள்) கீழே மற்றும் மேலே உள்ள log2-மாற்றப்பட்ட மடிப்பு மாற்றங்களைக் குறிக்கிறது.d, ஒப்பீட்டு மிகுதியான வளைவுகள் (முறைகள்) 'Ca.Eudormicrobiaceae இனங்கள் பெரும்பாலான கடல் படுகைகளிலும், முழு நீர்ப் பத்தியிலும் (மேற்பரப்பிலிருந்து குறைந்தது 4000 மீ ஆழம் வரை) பரவலாகக் காணப்படுகின்றன.இந்த மதிப்பீடுகளின் அடிப்படையில், 'Ca.ஈ. மலாஸ்பினி' ஆழ்கடல் பெலஜிக் தானியத்துடன் தொடர்புடைய சமூகங்களில் 6% வரை புரோகாரியோடிக் செல்களைக் கொண்டுள்ளது.கொடுக்கப்பட்ட ஆழமான அடுக்கின் அளவின் எந்தப் பகுதியிலும் ஒரு இனம் காணப்பட்டால், அது தளத்தில் இருப்பதாக நாங்கள் கருதுகிறோம்.IO - இந்தியப் பெருங்கடல், NAO - வடக்கு அட்லாண்டிக், NPO - வடக்கு பசிபிக், RS - செங்கடல், SAO - தெற்கு அட்லாண்டிக், SO - தெற்கு பெருங்கடல், SPO - தெற்கு பசிபிக்.
Ca இன் மிகுதியையும் விநியோகத்தையும் ஆய்வு செய்தல்.Eudormicrobiaceae, இது நாம் கண்டறிந்தபடி, பெரும்பாலான கடல் படுகைகளிலும், முழு நீர் நிரலிலும் (படம் 3d) ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது.உள்நாட்டில், அவை கடல் நுண்ணுயிர் சமூகத்தில் 6% ஆகும், இது உலகளாவிய கடல் நுண்ணுயிரிகளின் முக்கிய பகுதியாகும்.கூடுதலாக, Ca இன் தொடர்புடைய உள்ளடக்கத்தைக் கண்டறிந்தோம்.Eudormicrobiaceae இனங்கள் மற்றும் அவற்றின் BGC வெளிப்பாடு அளவுகள் யூகாரியோடிக் செறிவூட்டப்பட்ட பின்னத்தில் (படம். 3c மற்றும் நீட்டிக்கப்பட்ட தரவு, படம். 7) அதிகமாக இருந்தது, இது பிளாங்க்டன் உட்பட துகள் பொருளுடன் சாத்தியமான தொடர்புகளைக் குறிக்கிறது.இந்த அவதானிப்பு 'Ca' உடன் சில ஒற்றுமையைக் கொண்டுள்ளது.அறியப்பட்ட பாதைகள் மூலம் சைட்டோடாக்ஸிக் இயற்கைப் பொருட்களை உற்பத்தி செய்யும் யூடோரெமிக்ரோபியம் BGC கள் கொள்ளையடிக்கும் நடத்தையை வெளிப்படுத்தலாம் (துணைத் தகவல் மற்றும் விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம் 8), குறிப்பாக Myxococcus41 போன்ற வளர்சிதை மாற்றங்களை உருவாக்கும் பிற வேட்டையாடுபவர்களைப் போலவே.Ca இன் கண்டுபிடிப்பு.Eudormicrobiaceae குறைவாகக் கிடைக்கும் (ஆழமான கடல்) அல்லது புரோகாரியோடிக் மாதிரிகளை விட யூகாரியோடிக் இந்த பாக்டீரியாக்கள் மற்றும் அவற்றின் எதிர்பாராத BGC பன்முகத்தன்மை ஏன் இயற்கை உணவு ஆராய்ச்சியின் பின்னணியில் தெளிவாக இல்லை என்பதை விளக்கலாம்.
இறுதியில், புதிய பாதைகள், என்சைம்கள் மற்றும் இயற்கைப் பொருட்களைக் கண்டுபிடிப்பதில் எங்கள் நுண்ணுயிர் அடிப்படையிலான பணியின் வாக்குறுதியை சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்க முயன்றோம்.BGC களின் வெவ்வேறு வகுப்புகளில், முதிர்ந்த நொதிகள் மூலம் கோர் பெப்டைடின் பல்வேறு மொழிபெயர்ப்புக்கு பிந்தைய மாற்றங்களின் காரணமாக RiPP பாதையானது செழுமையான இரசாயன மற்றும் செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையை குறியாக்கம் செய்வதாக அறியப்படுகிறது.எனவே நாங்கள் இரண்டு 'Ca' தேர்வு செய்தோம்.Eudoremicrobium' RiPP BGCகள் (புள்ளிவிவரங்கள் 3b மற்றும் 4a-e) எந்த அறியப்பட்ட BGC (\(\bar{d}\)MIBiG மற்றும் \(\bar{d}\)RefSeq 0.2 க்கு மேல்) .
a–c, ஆழ்கடல் Ca இனங்களுக்கு குறிப்பிட்ட RiPP உயிரித்தொகுப்பின் ஒரு நாவலின் (\(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) இன் விட்ரோ ஹீட்டோரோலஜஸ் எக்ஸ்பிரஷன் மற்றும் இன் விட்ரோ என்சைமடிக் மதிப்பீடுகள்.E. malaspinii' டைபாஸ்போரிலேட்டட் தயாரிப்புகளின் உற்பத்திக்கு வழிவகுத்தது.c, உயர்-தெளிவுத்திறன் (HR) MS/MS (வேதியியல் கட்டமைப்பில் b மற்றும் y அயனிகளால் குறிக்கப்படும் துண்டு) மற்றும் NMR (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம் 9) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி அடையாளம் காணப்பட்ட மாற்றங்கள்.d, இந்த பாஸ்போரிலேட்டட் பெப்டைட் பாலூட்டிகளின் நியூட்ரோபில் எலாஸ்டேஸின் குறைந்த மைக்ரோமொலார் தடுப்பை வெளிப்படுத்துகிறது, இது கட்டுப்பாட்டு பெப்டைட் மற்றும் டீஹைட்ரேட்டிங் பெப்டைடில் (ரசாயன நீக்கம் தூண்டப்பட்ட நீரிழப்பு) காணப்படவில்லை.இதேபோன்ற முடிவுகளுடன் சோதனை மூன்று முறை மீண்டும் செய்யப்பட்டது.எடுத்துக்காட்டாக, இரண்டாவது நாவல் \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) புரோட்டீன் உயிரியக்கத் தொகுப்பின் பன்முகத்தன்மை வெளிப்பாடு 46 அமினோ அமில கோர் பெப்டைடை மாற்றியமைக்கும் நான்கு முதிர்ந்த நொதிகளின் செயல்பாட்டை தெளிவுபடுத்துகிறது.HR-MS/MS, ஐசோடோப்பு லேபிளிங் மற்றும் NMR பகுப்பாய்வு (துணைத் தகவல்) ஆகியவற்றால் கணிக்கப்பட்ட மாற்றத்தின் தளத்தின் படி எச்சங்கள் படிந்துள்ளன.இரண்டு எச்சங்களில் ஒன்றில் மாற்றம் நிகழும் என்பதை கோடு வண்ணம் குறிக்கிறது.ஒரே கருவில் உள்ள அனைத்து முதிர்ந்த நொதிகளின் செயல்பாட்டைக் காட்டுவதற்காக, பல பன்முகக் கட்டமைப்புகளின் தொகுப்பே உருவம்.h, முதுகெலும்பு அமைடு N-மெத்திலேஷனுக்கான NMR தரவின் விளக்கம்.முழு முடிவுகள் படம் காட்டப்பட்டுள்ளன.10 நீட்டிக்கப்பட்ட தரவுகளுடன்.i, MIBiG 2.0 தரவுத்தளத்தில் காணப்படும் அனைத்து FkbM டொமைன்களிலும் முதிர்ந்த FkbM புரோட்டீன் கிளஸ்டர் நொதியின் பைலோஜெனடிக் நிலை இந்த குடும்பத்தின் N-methyltransferase செயல்பாட்டுடன் (துணைத் தகவல்) ஒரு நொதியை வெளிப்படுத்துகிறது.BGCs (a, e), முன்னோடி பெப்டைட் கட்டமைப்புகள் (b, f) மற்றும் இயற்கைப் பொருட்களின் (c, g) வேதியியல் கட்டமைப்புகளின் திட்ட வரைபடங்கள் காட்டப்பட்டுள்ளன.
முதல் RiPP பாதை (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.41, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.29) ஆழ்கடல் இனங்களில் மட்டுமே காணப்பட்டது “Ca.E. malaspinii” மற்றும் பெப்டைட்- முன்னோடிக்கான குறியீடுகள் (படம் 4a, b).இந்த முதிர்ந்த நொதியில், லாண்டிபெப்டைட் சின்தேஸின் நீரிழப்பு டொமைனுடன் ஒரே மாதிரியான ஒரு செயல்பாட்டு டொமைனை நாங்கள் கண்டறிந்துள்ளோம், இது பொதுவாக பாஸ்போரிலேஷனை ஊக்குவிக்கிறது மற்றும் 43 (துணைத் தகவல்) அகற்றப்படுகிறது.எனவே, முன்னோடி பெப்டைடை மாற்றியமைப்பது அத்தகைய இரண்டு-படி நீரழிவை உள்ளடக்கியது என்று நாங்கள் கணிக்கிறோம்.இருப்பினும், டேன்டெம் மாஸ் ஸ்பெக்ட்ரோமெட்ரி (எம்எஸ்/எம்எஸ்) மற்றும் நியூக்ளியர் மேக்னடிக் ரெசோனன்ஸ் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (என்எம்ஆர்) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, பாலிபாஸ்போரிலேட்டட் லீனியர் பெப்டைடை (படம் 4 சி) அடையாளம் கண்டோம்.எதிர்பாராதது என்றாலும், அதன் இறுதிப் பொருளாக இருப்பதை ஆதரிப்பதற்கான பல ஆதாரங்களை நாங்கள் கண்டறிந்தோம்: இரண்டு வெவ்வேறு ஹீட்டோரோலஜஸ் ஹோஸ்ட்கள் மற்றும் விட்ரோ ஆய்வுகளில் நீரிழப்பு இல்லை, முதிர்ந்த நொதியின் வினையூக்க நீரிழப்பு தளத்தில் பிறழ்ந்த முக்கிய எச்சங்களை அடையாளம் காணுதல்.அனைத்தும் "Ca" மூலம் புனரமைக்கப்பட்டது.E. malaspinii மரபணு (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 9 மற்றும் கூடுதல் தகவல்) மற்றும் இறுதியாக, பாஸ்போரிலேட்டட் தயாரிப்பின் உயிரியல் செயல்பாடு, ஆனால் வேதியியல் ரீதியாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட நீரிழப்பு வடிவம் (படம். 4d).உண்மையில், இது நியூட்ரோபில் எலாஸ்டேஸுக்கு எதிரான குறைந்த மைக்ரோமொலார் புரோட்டீஸ் தடுப்புச் செயல்பாட்டை வெளிப்படுத்துகிறது, இது மற்ற தொடர்புடைய இயற்கைப் பொருட்களுடன் செறிவு வரம்பில் (IC50 = 14.3 μM) ஒப்பிடத்தக்கது.இந்த முடிவுகளின் அடிப்படையில், பாதைக்கு "பாஸ்பெப்டின்" என்று பெயரிட முன்மொழிகிறோம்.
இரண்டாவது வழக்கு 'Ca' க்கு குறிப்பிட்ட ஒரு சிக்கலான RiPP பாதை.யூடோரெமைக்ரோபியம் (\(\bar{d}\)MIBiG = 0.46, \(\bar{d}\)RefSeq = 0.33) இயற்கை புரத தயாரிப்புகளை குறியாக்கம் செய்யும் என்று கணிக்கப்பட்டது (படம் 4e).ஒப்பீட்டளவில் குறுகிய BGCs45 மூலம் குறியிடப்பட்ட என்சைம்களால் நிறுவப்பட்ட எதிர்பார்க்கப்படும் அடர்த்தி மற்றும் பல்வேறு அசாதாரண இரசாயன மாற்றங்கள் காரணமாக இந்த பாதைகள் குறிப்பிட்ட உயிரி தொழில்நுட்ப ஆர்வத்தை கொண்டுள்ளன.இந்த புரதம், பாலிசெராமைடுகளின் முக்கிய NX5N மையக்கருத்து மற்றும் லேண்டோர்னாமைடுகளின் லாந்தியோனைன் லூப் ஆகிய இரண்டும் இல்லாததால், முன்னர் வகைப்படுத்தப்பட்ட புரதங்களிலிருந்து வேறுபடுகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தோம்.பொதுவான பன்முக வெளிப்பாடு வடிவங்களின் வரம்புகளைக் கடக்க, நான்கு முதிர்ந்த பாதை நொதிகளை (முறைகள்) வகைப்படுத்த தனிப்பயன் மைக்ரோவிர்குலா ஏரோடெனிட்ரிஃபிகன் அமைப்புடன் அவற்றைப் பயன்படுத்தினோம்.MS/MS, ஐசோடோப் லேபிளிங் மற்றும் NMR ஆகியவற்றின் கலவையைப் பயன்படுத்தி, பெப்டைட்டின் 46-அமினோ அமில மையத்தில் இந்த முதிர்ந்த நொதிகளைக் கண்டறிந்தோம் (படம். 4f,g, விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 10-12 மற்றும் கூடுதல் தகவல்).முதிர்ந்த நொதிகளில், RiPP பாதையில் FkbM O-methyltransferase குடும்ப உறுப்பினர் 47 இன் முதல் தோற்றத்தை நாங்கள் வகைப்படுத்தினோம் மற்றும் எதிர்பாராத விதமாக இந்த முதிர்ந்த நொதி முதுகெலும்பு N-மெத்திலேஷனை அறிமுகப்படுத்துகிறது (படம் 4h, i மற்றும் கூடுதல் தகவல்).இந்த மாற்றம் இயற்கையான NRP48 தயாரிப்புகளில் அறியப்பட்டாலும், அமைடு பிணைப்புகளின் நொதி N-மெத்திலேஷன் என்பது ஒரு சிக்கலான ஆனால் உயிரி தொழில்நுட்ப ரீதியாக குறிப்பிடத்தக்க எதிர்வினையாகும். இது இதுவரை RiPP குடும்ப போரோசின்களுக்கு ஆர்வமாக உள்ளதுதனித்தன்மை 50,51.என்சைம்கள் மற்றும் RiPP இன் பிற குடும்பங்களில் இந்த செயல்பாட்டை அடையாளம் காண்பது புதிய பயன்பாடுகளைத் திறக்கலாம் மற்றும் புரதங்கள் 52 மற்றும் அவற்றின் வேதியியல் பன்முகத்தன்மையின் செயல்பாட்டு பன்முகத்தன்மையை விரிவுபடுத்தலாம்.அடையாளம் காணப்பட்ட மாற்றங்கள் மற்றும் முன்மொழியப்பட்ட தயாரிப்பு கட்டமைப்பின் அசாதாரண நீளம் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில், "பைத்தோனமைடு" என்ற பாதை பெயரை நாங்கள் முன்மொழிகிறோம்.
நொதிகளின் செயல்பாட்டுக் குணாதிசயமான குடும்பத்தில் எதிர்பாராத என்சைமாலஜியின் கண்டுபிடிப்பு, புதிய கண்டுபிடிப்புகளுக்கான சுற்றுச்சூழல் மரபியலின் வாக்குறுதியை விளக்குகிறது, மேலும் வரிசை ஹோமோலஜியின் அடிப்படையில் மட்டுமே செயல்பாட்டு அனுமானத்திற்கான வரையறுக்கப்பட்ட திறனையும் விளக்குகிறது.எனவே, நியதி அல்லாத உயிர்வேதியியல் பாலிபாஸ்ஃபோரிலேட்டட் RiPP களின் அறிக்கைகளுடன், உயிர்வேதியியல் சேர்மங்களின் செயல்பாட்டு செழுமை, பன்முகத்தன்மை மற்றும் அசாதாரண கட்டமைப்புகளை முழுமையாகக் கண்டறிய செயற்கை உயிரியல் முயற்சிகளுக்கு வள-தீவிரமான ஆனால் முக்கியமான மதிப்பை எங்கள் முடிவுகள் நிரூபிக்கின்றன.
நுண்ணுயிரிகளால் குறியிடப்பட்ட உயிரியக்கவியல் சாத்தியக்கூறுகளின் வரம்பையும், உலகளாவிய கடல் நுண்ணுயிரியிலுள்ள அவற்றின் மரபணு சூழலையும் இங்கு நாங்கள் நிரூபித்துள்ளோம், இதன் விளைவாக வரும் வளத்தை விஞ்ஞான சமூகத்திற்கு (https://microbiomics.io/ocean/) கிடைக்கச் செய்வதன் மூலம் எதிர்கால ஆராய்ச்சியை எளிதாக்குகிறோம்.MAG கள் மற்றும் SAG களை புனரமைப்பதன் மூலம் மட்டுமே அதன் பைலோஜெனடிக் மற்றும் செயல்பாட்டு புதுமையைப் பெற முடியும் என்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம், குறிப்பாக எதிர்கால பயோபிராஸ்பெக்டிங் முயற்சிகளுக்கு வழிகாட்டக்கூடிய பயன்படுத்தப்படாத நுண்ணுயிர் சமூகங்களில்.நாம் இங்கு கவனம் செலுத்தினாலும் 'Ca.Eudormicrobiaceae" ஒரு பரம்பரையாக குறிப்பாக உயிரியக்கவியல் "திறமை", கண்டுபிடிக்கப்படாத மைக்ரோபயோட்டாவில் கணிக்கப்படும் பல BGC கள் சுற்றுச்சூழல் மற்றும்/அல்லது உயிரி தொழில்நுட்ப முக்கியத்துவம் வாய்ந்த செயல்களுடன் சேர்மங்களை வழங்கும் முன்னர் விவரிக்கப்படாத என்சைமாலஜிகளை குறியாக்கக்கூடும்.
சமுத்திரப் படுகைகள், ஆழமான அடுக்குகள் மற்றும் காலப்போக்கில் உலகளாவிய கடல் நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் கவரேஜை அதிகரிக்க, போதுமான வரிசைமுறை ஆழம் கொண்ட முக்கிய கடல்சார் மற்றும் நேரத் தொடர் ஆய்வுகளின் மெட்டாஜெனோமிக் தரவுத்தொகுப்புகள் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன.இந்த தரவுத்தொகுப்புகளில் (துணை அட்டவணை 1 மற்றும் படம் 1) தாராவின் பெருங்கடல்களில் சேகரிக்கப்பட்ட மாதிரிகளிலிருந்து மெட்டஜெனோமிக்ஸ் அடங்கும் (வைரஸ் செறிவூட்டப்பட்ட, n=190; புரோகாரியோடிக் செறிவூட்டப்பட்ட, n=180)12,22 மற்றும் பயோஜியோட்ராசெஸ் பயணம் (n=480).ஹவாய் ஓசியானிக் நேரத் தொடர் (HOT, n = 68), பெர்முடா-அட்லாண்டிக் நேரத் தொடர் (BATS, n = 62)21 மற்றும் மலாஸ்பினா எக்ஸ்பெடிஷன் (n = 58)23.அனைத்து மெட்டஜெனோமிக் துண்டுகளிலிருந்தும் வரிசைப்படுத்துதல் ரீட்கள் தரத்திற்காக BBMap (v.38.71) ஐப் பயன்படுத்தி ரீட்களில் இருந்து வரிசைப்படுத்தும் அடாப்டர்களை அகற்றி, தரக் கட்டுப்பாட்டு வரிசைகளுக்கு (PhiX மரபணுக்கள்) மேப் செய்யப்பட்ட ரீட்களை அகற்றி, trimq=14, maq=20 மோசமான வாசிப்புத் தரத்தை நிராகரிக்கிறது, maxns = 0 மற்றும் மின் நீளம் = 45. குறிப்பிட்டால், QC ரீட்களுடன் அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்வுகள் இயக்கப்பட்டன அல்லது இணைக்கப்பட்டன (bbmerge.sh minoverlap=16).MetaSPAdes (தேவைப்பட்டால் v.3.11.1 அல்லது v.3.12)53 ஐப் பயன்படுத்தி உருவாக்குவதற்கு முன் QC அளவீடுகள் இயல்பாக்கப்பட்டன (bbnorm.sh இலக்கு = 40, minddepth = 0).இதன் விளைவாக சாரக்கட்டு கான்டிஜ்கள் (இனி சாரக்கட்டுகள் என குறிப்பிடப்படுகின்றன) இறுதியாக நீளம் (≥1 kb) மூலம் வடிகட்டப்பட்டன.
1038 மெட்டஜெனோமிக் மாதிரிகள் குழுக்களாகப் பிரிக்கப்பட்டன, மேலும் ஒவ்வொரு குழு மாதிரிகளுக்கும், அனைத்து மாதிரிகளின் மெட்டஜெனோமிக் தரக் கட்டுப்பாடுகள் ஒவ்வொரு மாதிரியின் அடைப்புக்குறிக்குள் தனித்தனியாகப் பொருத்தப்பட்டன, இதன் விளைவாக பின்வரும் எண்ணிக்கையிலான ஜோடிவரிசை அடைப்புக் குழு வாசிக்கிறது: தாரா மரைன் வைரஸ்கள் - செறிவூட்டப்பட்டது (190×190 ), புரோகாரியோட்ஸ் செறிவூட்டப்பட்ட (180×180), பயோஜியோட்ரேஸ்கள், ஹாட் மற்றும் பேட்ஸ் (610×610) மற்றும் மலாஸ்பினா (58×58).Burrows-Wheeler-Aligner (BWA) (v.0.7.17-r1188)54 ஐப் பயன்படுத்தி மேப்பிங் செய்யப்பட்டது, இது இரண்டாம் நிலை தளங்களுக்கு (-a கொடியைப் பயன்படுத்தி) அளவீடுகளை பொருத்த அனுமதிக்கிறது.சீரமைப்புகள் குறைந்தபட்சம் 45 தளங்கள் நீளமாகவும், ≥97% அடையாளத்தைக் கொண்டதாகவும், ≥80% அளவீடுகள் கொண்டதாகவும் வடிகட்டப்பட்டன.இதன் விளைவாக வரும் BAM கோப்புகள் ஒவ்வொரு குழுவிற்கும் உள் மற்றும் மாதிரி கவரேஜை வழங்க MetaBAT2 (v.2.12.1)55 க்கான jgi_summarize_bam_contig_depths ஸ்கிரிப்டைப் பயன்படுத்தி செயலாக்கப்பட்டன.இறுதியாக, -minContig 2000 மற்றும் -maxEdges 500 உடன் அனைத்து மாதிரிகளிலும் தனித்தனியாக MetaBAT2 ஐ இயக்குவதன் மூலம் உணர்திறனை அதிகரிக்க அடைப்புக்குறிகள் குழுவாக்கப்பட்டன. நாங்கள் குழும குத்துச்சண்டை வீரருக்குப் பதிலாக MetaBAT2 ஐப் பயன்படுத்துகிறோம், ஏனெனில் இது மிகவும் பயனுள்ள ஒற்றை குத்துச்சண்டை வீரராகக் காட்டப்பட்டுள்ளது.மற்றும் பொதுவாக பயன்படுத்தப்படும் குத்துச்சண்டை வீரர்களை விட 10 முதல் 50 மடங்கு வேகமானது57.மிகுதியான தொடர்புகளின் விளைவைச் சோதிக்க, மெட்டஜெனோமிக்ஸின் தோராயமாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட துணை மாதிரி (இரண்டு தாரா பெருங்கடல் தரவுத்தொகுப்புகளில் ஒவ்வொன்றிற்கும் 10, பயோஜியோட்ரேஸுக்கு 10, ஒவ்வொரு நேரத் தொடருக்கும் 5 மற்றும் மலாஸ்பினாவுக்கு 5) கூடுதலாக மாதிரிகள் மட்டுமே பயன்படுத்தப்பட்டன.கவரேஜ் தகவலைப் பெற உள் மாதிரிகள் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன.(கூடுதல் தகவல்).
கூடுதல் (வெளிப்புற) மரபணுக்கள் அடுத்தடுத்த பகுப்பாய்வில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, அதாவது தாரா ஓசியன்ஸ்26 தரவுத்தொகுப்பின் துணைக்குழுவிலிருந்து 830 கைமுறையாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட MAGகள், GORG20 தரவுத்தொகுப்பிலிருந்து 5287 SAGகள் மற்றும் MAR தரவுத்தளத்திலிருந்து தரவு (MarDB v. 4) 1707 மற்றும் தனிமைப்படுத்தப்பட்டது. 682 SAGs) 27. MarDB தரவுத்தொகுப்புக்கு, மாதிரி வகை பின்வரும் வழக்கமான வெளிப்பாட்டுடன் பொருந்தினால் கிடைக்கும் மெட்டாடேட்டாவின் அடிப்படையில் மரபணுக்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்படும்: '[S|s]ingle.?[C|c]ell|[C|c]ulture| [I|i] தனிமைப்படுத்தப்பட்டது'.
ஒவ்வொரு மெட்டஜெனோமிக் கொள்கலன் மற்றும் வெளிப்புற மரபணுக்களின் தரம் CheckM (v.1.0.13) மற்றும் Anvi'o's Lineage Workflow (v.5.5.0)58,59 ஐப் பயன்படுத்தி மதிப்பிடப்பட்டது.CheckM அல்லது Anvi'o ≥50% முழுமை/முழுமை மற்றும் ≤10% மாசுபாடு/பணிநீக்கம் ஆகியவற்றைப் புகாரளித்தால், பின்னர் பகுப்பாய்வுக்காக மெட்டஜெனோமிக் செல்கள் மற்றும் வெளிப்புற மரபணுக்களை சேமிக்கவும்.சமூக அளவுகோல்களின்படி மரபணு தரத்தை பின்வருமாறு வகைப்படுத்த இந்த மதிப்பெண்கள் சராசரி முழுமை (mcpl) மற்றும் சராசரி மாசுபாடு (mctn) என இணைக்கப்பட்டன: உயர் தரம்: mcpl ≥ 90% மற்றும் mctn ≤ 5%;நல்ல தரம்: mcpl ≥ 70%, mctn ≤ 10%, நடுத்தர தரம்: mcpl ≥ 50% மற்றும் mctn ≤ 10%, நியாயமான தரம்: mcpl ≤ 90% அல்லது mctn ≥ 10%.வடிகட்டப்பட்ட மரபணுக்கள் தர மதிப்பெண்களுடன் (Q மற்றும் Q') பின்வருமாறு தொடர்புபடுத்தப்பட்டன: Q = mcpl – 5 x mctn Q' = mcpl – 5 x mctn + mctn x (திரிபு மாறுபாடு)/100 + 0.5 x பதிவு[N50] .(dRep61 இல் செயல்படுத்தப்பட்டது).
வெவ்வேறு தரவு மூலங்கள் மற்றும் மரபணு வகைகளுக்கு (MAG, SAG மற்றும் REF) இடையே ஒப்பீட்டு பகுப்பாய்வை அனுமதிக்க, dRep (v.2.5.4) ஐப் பயன்படுத்தி மரபணு அளவிலான சராசரி நியூக்ளியோடைடு அடையாளத்தின் (ANI) அடிப்படையில் 34,799 மரபணுக்கள் குறிப்பிடப்பட்டன.மீண்டும் வருகிறது)61 95% ANI வரம்புகள்28,62 (-comp 0 -con 1000 -sa 0.95 -nc 0.2) மற்றும் SpecI63 ஐப் பயன்படுத்தி ஒற்றை நகல் மார்க்கர் மரபணுக்கள் இனங்கள் மட்டத்தில் மரபணு கிளஸ்டரிங் வழங்குகிறது.மேலே வரையறுக்கப்பட்ட அதிகபட்ச தர மதிப்பெண் (Q') படி ஒவ்வொரு dRep கிளஸ்டருக்கும் ஒரு பிரதிநிதி மரபணு தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, இது இனங்களின் பிரதிநிதியாக கருதப்பட்டது.
மேப்பிங் வேகத்தை மதிப்பிட, BWA (v.0.7.17-r1188, -a) OMD இல் உள்ள 34,799 மரபணுக்களுடன் அனைத்து 1038 மெட்டஜெனோமிக் ரீட்களையும் வரைபடமாக்க பயன்படுத்தப்பட்டது.தர-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ரீட்கள் ஒற்றை-முடிவு பயன்முறையில் வரைபடமாக்கப்பட்டன மற்றும் அதன் விளைவாக சீரமைப்புகள் ≥45 bp நீளமுள்ள சீரமைப்புகளை மட்டுமே தக்கவைக்க வடிகட்டப்பட்டன.மற்றும் அடையாளம் ≥95%.ஒவ்வொரு மாதிரிக்கான காட்சி விகிதம் என்பது வடிகட்டலுக்குப் பிறகு மீதமுள்ள அளவீடுகளின் சதவீதத்தை தரக் கட்டுப்பாட்டு அளவீடுகளின் மொத்த எண்ணிக்கையால் வகுக்கப்படும்.அதே அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி, 1038 மெட்டஜெனோம்கள் ஒவ்வொன்றும் 5 மில்லியன் செருகல்களாகக் குறைக்கப்பட்டன (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம். 1c) மற்றும் OMD மற்றும் அனைத்து GEM16 இல் GORG SAG உடன் பொருத்தப்பட்டது.GEM16 அட்டவணையில் உள்ள கடல்நீரில் இருந்து மீட்கப்பட்ட MAGகளின் அளவு, மெட்டஜெனோமிக் மூலங்களின் முக்கிய வினவல்கள், கடல் நீர் மாதிரிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பது (எ.கா., கடல் வண்டல்களுக்கு மாறாக) மூலம் தீர்மானிக்கப்பட்டது.குறிப்பாக, "நீர்வாழ்" என்பதை "சுற்றுச்சூழல்_வகை" என்றும், "கடல்" "சுற்றுச்சூழல்_வகை" என்றும், "வாழ்விடத்தை" "ஆழமான கடல்", "கடல்", "கடல் கடல்", "பெலஜிக் கடல்", "கடல் நீர்" என்றும் வடிகட்டுகிறோம். "கடல்", "கடல் நீர்", "மேற்பரப்பு கடல் நீர்", "மேற்பரப்பு கடல் நீர்".இதன் விளைவாக 5903 MAGகள் (734 உயர் தரம்) 1823 OTU களுக்கு மேல் விநியோகிக்கப்பட்டன (பார்வைகள் இங்கே).
ப்ரோகாரியோடிக் மரபணுக்கள் GTDB-Tk (v.1.0.2)64 ஐப் பயன்படுத்தி GTDB r89 பதிப்பு 13 ஐ இலக்காகக் கொண்ட இயல்புநிலை அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தி வகைப்படுத்தப்பட்டன. டொமைன் கணிப்பு மற்றும் ≥50% மற்றும் பணிநீக்கம் 10% ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் யூகாரியோடிக் மரபணுக்களை அடையாளம் காண Anvi'o பயன்படுத்தப்பட்டது.ஒரு இனத்தின் வகைபிரித்தல் சிறுகுறிப்பு அதன் பிரதிநிதி மரபணுக்களில் ஒன்றாக வரையறுக்கப்படுகிறது.யூகாரியோட்கள் (148 MAG) தவிர, ஒவ்வொரு மரபணுவும் முதன்முதலில் புரோக்கா (v.1.14.5)65 ஐப் பயன்படுத்தி, முழுமையான மரபணுக்களுக்குப் பெயரிட்டு, "ஆர்க்கியா" அல்லது "பாக்டீரியா" அளவுருக்களை தேவைக்கேற்ப வரையறுத்து, அவை அல்லாதவற்றுக்கும் தெரிவிக்கப்படுகின்றன. குறியீட்டு மரபணுக்கள்.மற்றும் CRISPR பகுதிகள், பிற மரபணு அம்சங்களுடன்.ஃபெட்ச்எம்ஜி (வி.1.2)66 ஐப் பயன்படுத்தி யுனிவர்சல் சிங்கிள்-காப்பி மார்க்கர் ஜீன்களை (யுஎஸ்சிஎம்ஜி) அடையாளம் காண்பதன் மூலம் கணிக்கப்பட்ட ஜீன்களை சிறுகுறிப்பு செய்யவும், ஆர்த்தோலாக் குழுக்களை ஒதுக்கவும் மற்றும் எக்னோஜி (வி.5.0) 68ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட எம்பேப்பர் (வி.2.0.1)67 ஐப் பயன்படுத்தி வினவவும்.KEGG தரவுத்தளம் (பிப்ரவரி 10, 2020 அன்று வெளியிடப்பட்டது) 69. DIAMOND (v.0.9.30)70 ஐப் பயன்படுத்தி ≥70% வினவல் மற்றும் தலைப்புக் கவரேஜுடன் KEGG தரவுத்தளத்துடன் புரதங்களைப் பொருத்துவதன் மூலம் கடைசிப் படி செய்யப்பட்டது.பிட்ரேட் ≥ 50% அதிகபட்ச எதிர்பார்க்கப்படும் பிட்ரேட்டின் (இணைப்பு தானே) அடிப்படையில் என்சிபிஐ புரோகாரியோடிக் ஜீனோம் சிறுகுறிப்பு பைப்லைன்71 இன் படி முடிவுகள் மேலும் வடிகட்டப்பட்டன.இயல்புநிலை அளவுருக்கள் மற்றும் வெவ்வேறு கிளஸ்டர் வெடிப்புகளுடன் antiSMASH (v.5.1.0)72 ஐப் பயன்படுத்தி மரபணுவில் உள்ள BGCகளை அடையாளம் காண மரபணு வரிசைகளும் உள்ளீடாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.அனைத்து மரபணுக்களும் சிறுகுறிப்புகளும் இணையத்தில் கிடைக்கும் சூழல்சார் மெட்டாடேட்டாவுடன் OMD இல் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன (https://microbiomics.io/ocean/).
முன்பு விவரிக்கப்பட்ட முறைகளைப் போலவே 12,22 CD-HIT (v.4.8.1) ஐப் பயன்படுத்தி 56.6 மில்லியன் புரோட்டீன்-குறியீட்டு மரபணுக்களை OMD இலிருந்து 95% அடையாளம் மற்றும் குறுகிய மரபணுக்கள் (90% கவரேஜ்) 73 வரை >17.7 மில்லியன் மரபணுக் கொத்துகள்.ஒவ்வொரு மரபணு கிளஸ்டருக்கான பிரதிநிதி மரபணுவாக நீளமான வரிசை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.1038 மெட்டாஜெனோம்கள் பின்னர் >17.7 மில்லியன் BWA (-a) கிளஸ்டர் உறுப்பினர்களுடன் பொருத்தப்பட்டன, மேலும் இதன் விளைவாக வரும் BAM கோப்புகள் ≥95% சதவீத அடையாளம் மற்றும் ≥45 அடிப்படை சீரமைப்புகளுடன் சீரமைப்புகளை மட்டுமே தக்கவைக்க வடிகட்டப்பட்டன.நீளம்-சாதாரணப்படுத்தப்பட்ட மரபணு மிகுதியானது, சிறந்த தனித்துவமான சீரமைப்பில் இருந்து செருகல்களை முதலில் எண்ணுவதன் மூலம் கணக்கிடப்பட்டது, பின்னர், தெளிவற்ற-வரைபடப்பட்ட செருகல்களுக்கு, அவற்றின் தனித்துவமான செருகல்களின் எண்ணிக்கைக்கு விகிதாசாரமாக தொடர்புடைய இலக்கு மரபணுக்களுக்கு பின்ன எண்ணிக்கையைச் சேர்ப்பதன் மூலம் கணக்கிடப்பட்டது.
விரிவாக்கப்பட்ட OMD இலிருந்து மரபணுக்கள் ("Ca. Eudormicrobiaceae" இலிருந்து கூடுதல் MAGகளுடன், கீழே பார்க்கவும்) mOTUs74 மெட்டஜெனோமிக் பகுப்பாய்வு கருவி தரவுத்தளத்தில் (v.2.5.1) நீட்டிக்கப்பட்ட mOTU குறிப்பு தரவுத்தளத்தை உருவாக்குவதற்காக சேர்க்கப்பட்டது.பத்து uscMG களில் ஆறு ஒற்றை நகல் மரபணுக்கள் (23,528 மரபணுக்கள்) மட்டுமே உயிர் பிழைத்தன.தரவுத்தளத்தின் விரிவாக்கம் இனங்கள் மட்டத்தில் 4,494 கூடுதல் கிளஸ்டர்களை உருவாக்கியது.1038 மெட்டஜெனோம்கள் இயல்புநிலை mOTU அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தி பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டன (v.2).644 mOTU கிளஸ்டர்களில் உள்ள மொத்தம் 989 மரபணுக்கள் (95% REF, 5% SAG மற்றும் 99.9% MarDB ஐச் சேர்ந்தவை) mOTU சுயவிவரத்தால் கண்டறியப்படவில்லை.இது MarDB மரபணுக்களின் கடல் தனிமைப்படுத்தலின் பல்வேறு கூடுதல் ஆதாரங்களை பிரதிபலிக்கிறது (கண்டறியப்படாத மரபணுக்களில் பெரும்பாலானவை படிவுகள், கடல் புரவலன்கள் போன்றவற்றிலிருந்து தனிமைப்படுத்தப்பட்ட உயிரினங்களுடன் தொடர்புடையவை).இந்த ஆய்வில் திறந்த கடல் சூழலில் தொடர்ந்து கவனம் செலுத்த, இந்த ஆய்வில் உருவாக்கப்பட்ட நீட்டிக்கப்பட்ட mOTU தரவுத்தளத்தில் அவை கண்டறியப்பட்டாலோ அல்லது சேர்க்கப்படாவிட்டாலோ அவற்றை கீழ்நிலை பகுப்பாய்விலிருந்து விலக்கியுள்ளோம்.
OMD இல் உள்ள MAG, SAG மற்றும் REF இலிருந்து அனைத்து BGC களும் (மேலே காண்க) அனைத்து மெட்டஜெனோமிக் சாரக்கட்டுகளில் (antiSMASH v.5.0, இயல்புநிலை அளவுருக்கள்) அடையாளம் காணப்பட்ட BGCகளுடன் இணைக்கப்பட்டு BiG-SLICE (v.1.1) (PFAM டொமைன் )75 ஐப் பயன்படுத்தி வகைப்படுத்தப்பட்டது.இந்த அம்சங்களின் அடிப்படையில், BGC களுக்கு இடையே உள்ள அனைத்து கொசைன் தூரங்களையும் கணக்கிட்டு, அவற்றை (சராசரி இணைப்புகள்) GCF மற்றும் GCC ஆக முறையே 0.2 மற்றும் 0.8 தூர வரம்புகளைப் பயன்படுத்தி தொகுத்துள்ளோம்.இந்த வரம்புகள் யூக்ளிடியன் தூரம்75 ஐப் பயன்படுத்தி கோசைன் தூரத்துடன் முன்பு பயன்படுத்தப்பட்ட வரம்புகளின் தழுவலாகும், இது அசல் BiG-SLICE கிளஸ்டரிங் உத்தியில் (துணைத் தகவல்) சில பிழைகளைப் போக்குகிறது.
BGC கள் வடிகட்டப்பட்டது. சாரக்கட்டுகளில் குறியிடப்பட்ட ≥5 kb மட்டுமே முன்பு விவரித்தபடி துண்டு துண்டாகும் அபாயத்தைக் குறைக்கவும், 1038 மெட்டஜெனோம்களில் காணப்படாத MarDB REFகள் மற்றும் SAG களை விலக்கவும் (மேலே பார்க்கவும்).இதன் விளைவாக மொத்தம் 39,055 BGCகள் OMD மரபணுவால் குறியாக்கம் செய்யப்பட்டன, கூடுதலாக 14,106 மெட்டாஜெனோமிக் துண்டுகளில் அடையாளம் காணப்பட்டது (அதாவது MAG களில் இணைக்கப்படவில்லை).தரவுத்தளத்தில் (துணைத் தகவல்) கைப்பற்றப்படாத கடல் நுண்ணுயிர் உயிரியக்கத் திறனின் விகிதத்தை மதிப்பிடுவதற்கு இந்த "மெட்டஜெனோமிக்" BGC கள் பயன்படுத்தப்பட்டன.ஒவ்வொரு BGC ஆனது, BiG-SCAPE76 இல் வரையறுக்கப்பட்ட ஸ்மாஷ் எதிர்ப்பு அல்லது கரடுமுரடான தயாரிப்பு வகைகளால் வரையறுக்கப்பட்ட முன்கணிப்பு தயாரிப்பு வகைகளின்படி செயல்பாட்டு ரீதியாக வகைப்படுத்தப்பட்டது.அளவீட்டில் மாதிரி சார்பு (GCC/GCF இன் வகைபிரித்தல் மற்றும் செயல்பாட்டு கலவை, தரவுத்தளங்களைக் குறிப்பிடுவதற்கான GCF மற்றும் GCC இன் தூரம் மற்றும் GCF இன் மெட்டஜெனோமிக் மிகுதி) ஆகியவற்றைத் தடுக்க, ஒவ்வொரு இனத்திற்கும் GCFக்கு மிக நீண்ட BGCயை மட்டுமே வைத்து, 39,055 BGCகள் மேலும் விலக்கப்பட்டன. இதன் விளைவாக மொத்தம் 17,689 BGC.
GCC மற்றும் GCF இன் புதுமை கணக்கிடப்பட்ட தரவுத்தளத்திற்கும் (BIG-FAM இல் உள்ள RefSeq தரவுத்தளத்திற்கும்) 29 மற்றும் சோதனை ரீதியாக சரிபார்க்கப்பட்ட (MIBIG 2.0)30 BGC க்கும் இடையிலான தூரத்தின் அடிப்படையில் மதிப்பிடப்பட்டது.ஒவ்வொரு 17,689 பிரதிநிதி BGC களுக்கும், அந்தந்த தரவுத்தளத்திற்கான மிகச்சிறிய கொசைன் தூரத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தோம்.இந்த குறைந்தபட்ச தூரங்கள் பின்னர் GCF அல்லது GCC இன் படி சராசரியாக (சராசரியாக) பொருத்தப்படும்.தரவுத்தளத்திற்கான தூரம் 0.2 ஐ விட அதிகமாக இருந்தால், GCF புதியதாகக் கருதப்படுகிறது, இது (சராசரி) GCF மற்றும் குறிப்பிற்கு இடையே உள்ள சிறந்த பிரிப்பிற்கு ஒத்திருக்கிறது.GCC க்கு, இணைப்புகளுடன் நீண்ட கால உறவைப் பூட்ட, GCF ஆல் வரையறுக்கப்பட்ட வாசலை விட இரண்டு மடங்கு அதிகமாக இருக்கும் 0.4ஐத் தேர்வு செய்கிறோம்.
BGC இன் மெட்டஜெனோமிக் மிகுதியானது அதன் உயிரியக்கவியல் மரபணுக்களின் சராசரி மிகுதியாக மதிப்பிடப்பட்டது (எதிர்ப்பு SMASH ஆல் தீர்மானிக்கப்பட்டது) மரபணு-நிலை சுயவிவரங்களிலிருந்து கிடைக்கிறது.ஒவ்வொரு GCF அல்லது GCC இன் மெட்டஜெனோமிக் மிகுதியும் பின்னர் பிரதிநிதி BGCகளின் கூட்டுத்தொகையாக கணக்கிடப்பட்டது (17,689 இல்).இந்த மிகுதியான வரைபடங்கள் பின்னர் ஒரு மாதிரி mOTU எண்ணிக்கையைப் பயன்படுத்தி செல்லுலார் கலவைக்கு இயல்பாக்கப்பட்டன, இது வரிசைப்படுத்தும் முயற்சிகளுக்கும் காரணமாகும் (விரிவாக்கப்பட்ட தரவு, படம் 1d).GCF அல்லது GCC இன் பரவலானது, மிகுதியாக > 0 உள்ள மாதிரிகளின் சதவீதமாகக் கணக்கிடப்பட்டது.
மாதிரிகளுக்கு இடையிலான யூக்ளிடியன் தூரம் இயல்பாக்கப்பட்ட GCF சுயவிவரத்திலிருந்து கணக்கிடப்பட்டது.UMAP77 ஐப் பயன்படுத்தி இந்த தூரங்கள் அளவு குறைக்கப்பட்டன, இதன் விளைவாக உட்பொதிப்புகள் HDBSCAN78 ஐப் பயன்படுத்தி மேற்பார்வை செய்யப்படாத அடர்த்தி அடிப்படையிலான கிளஸ்டரிங் பயன்படுத்தப்பட்டன.HDBSCAN ஆல் பயன்படுத்தப்படும் ஒரு கிளஸ்டருக்கான உகந்த குறைந்தபட்ச புள்ளிகளின் எண்ணிக்கை (அதனால் கிளஸ்டர்களின் எண்ணிக்கை) கிளஸ்டர் உறுப்பினர்களின் ஒட்டுமொத்த நிகழ்தகவை அதிகரிப்பதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.அடையாளம் காணப்பட்ட கிளஸ்டர்கள் (மற்றும் இந்த கிளஸ்டர்களின் சீரற்ற சமச்சீர் துணை மாதிரியானது மாறுபாட்டின் பன்முகப் பகுப்பாய்வின் (PERMANOVA) சார்புகளைக் கணக்கிடுவதற்கு) PERMANOVA ஐப் பயன்படுத்தி குறைக்கப்படாத யூக்ளிடியன் தூரங்களுக்கு எதிராக முக்கியத்துவத்திற்காக சோதிக்கப்பட்டது.மாதிரிகளின் சராசரி மரபணு அளவு mOTU இன் ஒப்பீட்டு மிகுதி மற்றும் மரபணுக்களின் உறுப்பினர்களின் மதிப்பிடப்பட்ட மரபணு அளவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் கணக்கிடப்பட்டது.குறிப்பாக, ஒவ்வொரு mOTU இன் சராசரி மரபணு அளவும் அதன் உறுப்பினர்களின் மரபணு அளவுகளின் சராசரியாக (வடிகட்டலுக்குப் பிறகு) சரி செய்யப்பட்டதாக மதிப்பிடப்பட்டது (உதாரணமாக, 3 Mb நீளம் கொண்ட 75% முழுமையான மரபணுவானது சரிசெய்யப்பட்ட அளவு 4 ஆகும். Mb).ஒருமைப்பாடு ≥70% கொண்ட நடுத்தர மரபணுக்களுக்கு.ஒவ்வொரு மாதிரியின் சராசரி மரபணு அளவு பின்னர் ஒப்பீட்டு மிகுதியால் எடையுள்ள mOTU மரபணு அளவுகளின் கூட்டுத்தொகையாக கணக்கிடப்பட்டது.
OMD இல் உள்ள மரபணு-குறியீடு செய்யப்பட்ட BGCகளின் வடிகட்டப்பட்ட தொகுப்பு பாக்டீரியா மற்றும் தொல்பொருள் GTDB மரங்களில் காட்டப்பட்டுள்ளது (≥5 kb கட்டமைப்பில், REF மற்றும் SAG MarDB தவிர, 1038 மெட்டாஜெனோம்களில் காணப்படவில்லை, மேலே பார்க்கவும்) மற்றும் அவற்றின் கணிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு வகைகள் பைலோஜெனடிக் அடிப்படையில் மரபணுவின் நிலை (மேலே காண்க).நாங்கள் முதலில் இனங்கள் வாரியாக தரவைக் குறைத்தோம், அந்த இனத்தில் அதிக BGC களைக் கொண்ட மரபணுவைப் பிரதிநிதியாகப் பயன்படுத்தினோம்.காட்சிப்படுத்தலுக்காக, பிரதிநிதிகள் மேலும் மரக் குழுக்களாகப் பிரிக்கப்பட்டனர், மீண்டும், ஒவ்வொரு செல் கிளேடிற்கும், அதிக எண்ணிக்கையிலான பிஜிசிகளைக் கொண்ட மரபணு ஒரு பிரதிநிதியாகத் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது.BGC-செறிவூட்டப்பட்ட இனங்கள் (>15 BGCகளுடன் குறைந்தபட்சம் ஒரு மரபணு) அந்த BGC களில் குறியிடப்பட்ட தயாரிப்பு வகைகளுக்கான ஷானன் பன்முகத்தன்மை குறியீட்டைக் கணக்கிடுவதன் மூலம் மேலும் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.அனைத்து கணிக்கப்பட்ட தயாரிப்பு வகைகளும் ஒரே மாதிரியாக இருந்தால், இரசாயன கலப்பினங்கள் மற்றும் பிற சிக்கலான BGCகள் (SMAH-எதிர்ப்பு கணித்தபடி) ஒரே தயாரிப்பு வகையைச் சேர்ந்ததாகக் கருதப்படும், அவை கிளஸ்டரில் (எ.கா. புரதம்-பாக்டீரியோசின் மற்றும் பாக்டீரியோசின்-புரோட்டீன் இணைவு உடல்).கலப்பின).
மீதமுள்ள டிஎன்ஏ (6 ng என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது) மலாஸ்பினா மாதிரி MP1648 இலிருந்து, உயிரியல் மாதிரி SAMN05421555 உடன் தொடர்புடையது மற்றும் குறுகிய வாசிப்புக்கான Illumina SRR3962772 மெட்டஜெனோமிக் ரீட் செட் உடன் பொருந்துகிறது, PacBio வரிசைமுறை நெறிமுறையின்படி PMNART PMRTI உள்ளீட்டைப் பயன்படுத்த அல்ட்ரா-லோலோ ஜி.டி. கிட் (100-980-000) மற்றும் SMRTbell Express 2.0 டெம்ப்ளேட் தயாரிப்பு கிட் (100-938-900).சுருக்கமாக, மீதமுள்ள டிஎன்ஏ, கோவாரிஸ் (g-TUBE, 52104) ஐப் பயன்படுத்தி வெட்டப்பட்டது, சரி செய்யப்பட்டது மற்றும் சுத்திகரிக்கப்பட்டது (ProNex beads).சுத்திகரிக்கப்பட்ட டிஎன்ஏ பின்னர் நூலக தயாரிப்பு, பெருக்கம், சுத்திகரிப்பு (ப்ரோநெக்ஸ் மணிகள்) மற்றும் அளவு தேர்வு (>6 கேபி, ப்ளூ பிப்பின்) ஒரு இறுதி சுத்திகரிப்பு படிக்கு முன் (ப்ரோநெக்ஸ் மணிகள்) மற்றும் தொடர்ச்சி II மேடையில் வரிசைப்படுத்தப்படுகிறது.
முதல் இரண்டின் புனரமைப்பு ca.MAG Eremiobacterota க்கு, ஆறு கூடுதல் ANIகள்> 99% (படம் 3 இல் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன) ஆகியவற்றை நாங்கள் கண்டறிந்தோம், இவை ஆரம்பத்தில் மாசுபடுத்தும் மதிப்பெண்களின் அடிப்படையில் வடிகட்டப்பட்டன (பின்னர் மரபணு நகல்களாக அடையாளம் காணப்பட்டன, கீழே பார்க்கவும்)."Ca" என்று பெயரிடப்பட்ட தட்டு ஒன்றையும் கண்டோம்.Eremiobacterota” பல்வேறு ஆய்வுகளில் இருந்து23 மற்றும் எங்கள் ஆய்வில் இருந்து எட்டு MAG களுடன் அவற்றைப் பயன்படுத்தி, 633 யூகாரியோடிக் செறிவூட்டப்பட்ட (> 0.8 µm) மாதிரிகளில் இருந்து BWA (v.0.7.17) Ref -r1188, – ஒரு கொடி) மாதிரிகள் குறைக்கப்பட்டது. மேப்பிங் (5 மில்லியன் வாசிப்பு).செறிவூட்டல்-குறிப்பிட்ட வரைபடங்களின் அடிப்படையில் (95% சீரமைப்பு அடையாளம் மற்றும் 80% ரீட் கவரேஜ் மூலம் வடிகட்டப்பட்டது), 10 மெட்டஜெனோம்கள் (எதிர்பார்க்கப்படும் கவரேஜ் ≥5×) அசெம்பிளிக்காகவும் மேலும் 49 மெட்டாஜெனோம்கள் (எதிர்பார்க்கப்படும் கவரேஜ் ≥1×) உள்ளடக்க தொடர்புக்காகவும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டன.மேலே உள்ள அதே அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தி, இந்த மாதிரிகள் இணைக்கப்பட்டு 10 கூடுதல் 'Ca'கள் சேர்க்கப்பட்டன.MAG Eremiobacterota மீட்டமைக்கப்பட்டது.இந்த 16 MAGகள் (ஏற்கனவே தரவுத்தளத்தில் உள்ள இரண்டைக் கணக்கிடவில்லை) விரிவாக்கப்பட்ட OMD இல் உள்ள மொத்த மரபணுக்களின் எண்ணிக்கையை 34,815 ஆகக் கொண்டு வருகின்றன.MAG களுக்கு அவற்றின் மரபணு ஒற்றுமை மற்றும் GTDB இல் உள்ள நிலை ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் வகைபிரித்தல் தரவரிசைகள் ஒதுக்கப்படுகின்றன.18 MAGகள் dRep ஐப் பயன்படுத்தி 5 இனங்களாகவும் (இன்ட்ராஸ்பெசிஃபிக் ANI >99%) மற்றும் 3 வகைகளாகவும் (இன்ட்ராஜெனெரிக் ANI 85% முதல் 94% வரை) ஒரே குடும்பத்திற்குள் அழிக்கப்பட்டன79.ஒருமைப்பாடு, மாசுபாடு மற்றும் N50 ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் இனங்கள் பிரதிநிதிகள் கைமுறையாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டனர்.பரிந்துரைக்கப்பட்ட பெயரிடல் துணைத் தகவலில் வழங்கப்பட்டுள்ளது.
'Ca' இன் நேர்மை மற்றும் மாசுபாட்டை மதிப்பிடுக.MAG Eremiobacterota, நாங்கள் uscMG இருப்பதையும், CheckM மற்றும் Anvi'o ஆல் பயன்படுத்தப்படும் பரம்பரை மற்றும் டொமைன்-குறிப்பிட்ட ஒற்றை நகல் மார்க்கர் மரபணு தொகுப்புகளையும் மதிப்பிட்டோம்.40 uscMGகளில் 2 நகல்களை அடையாளம் காண்பது பைலோஜெனடிக் புனரமைப்பு மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (கீழே காண்க) சாத்தியமான மாசுபாட்டை நிராகரிக்கவும் (இந்த 40 மார்க்கர் மரபணுக்களின் அடிப்படையில் இது 5% உடன் ஒத்துள்ளது).ஐந்து பிரதிநிதித்துவ MAGs 'Ca' பற்றிய கூடுதல் ஆய்வு.இந்த புனரமைக்கப்பட்ட மரபணுக்களில் குறைந்த அளவிலான அசுத்தங்கள், ஏராளமான மற்றும் வரிசை கலவை தொடர்புகளின் (துணைத் தகவல்) அடிப்படையில் ஊடாடும் Anvi'o இடைமுகத்தைப் பயன்படுத்தி Eremiobacterota இனங்களுக்கு உறுதிப்படுத்தப்பட்டது.
பைலோஜெனோமிக் பகுப்பாய்விற்கு, நாங்கள் ஐந்து பிரதிநிதித்துவ MAGs "Ca" ஐத் தேர்ந்தெடுத்தோம்.Eudormicrobiaceae", அனைத்து இனங்கள் "Ca.Eremiobacterota மற்றும் பிற பைலாவின் (UBP13, Armatimonadota, Patescibacteria, Dormibacterota, Chloroflexota, Cyanobacteria, Actinobacteria மற்றும் Planctomycetota உட்பட) உறுப்பினர்களின் மரபணு GTDB (r89)13 இலிருந்து கிடைக்கிறது.இந்த மரபணுக்கள் அனைத்தும் ஒற்றை நகல் குறிப்பான் மரபணு பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் BGC சிறுகுறிப்பு ஆகியவற்றிற்காக முன்னர் விவரிக்கப்பட்டபடி சிறுகுறிப்பு செய்யப்பட்டன.மேலே உள்ள ஒருமைப்பாடு மற்றும் மாசுபடுத்தல் அளவுகோல்களின்படி GTDB மரபணுக்கள் பாதுகாக்கப்பட்டன.Anvi'o Phylogenetics59 பணிப்பாய்வுகளைப் பயன்படுத்தி பைலோஜெனடிக் பகுப்பாய்வு செய்யப்பட்டது.Anvi'o (MUSCLE, v.3.8.1551)81 ஆல் அடையாளம் காணப்பட்ட 39 டேன்டெம் ரைபோசோமால் புரதங்களின் சீரமைப்பில் IQTREE (v.2.0.3) (இயல்புநிலை விருப்பங்கள் மற்றும் -bb 1000)80 ஐப் பயன்படுத்தி மரம் கட்டப்பட்டது.அவரது பதவிகள் குறைக்கப்பட்டன.குறைந்தபட்சம் 50% genome82 ஐ மறைப்பதற்கு மற்றும் Planctomycecota GTDB ட்ரீ டோபாலஜியின் அடிப்படையில் ஒரு குழுவாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது.40 uscMGகளின் ஒரு மரம் அதே கருவிகள் மற்றும் அளவுருக்களைப் பயன்படுத்தி கட்டப்பட்டது.
பொதுவான நுண்ணுயிர் பண்புகளைக் கணிக்க, இயல்புநிலை அளவுருக்களுடன் (பினோடைப், நியூக்ளியோடைடுகளிலிருந்து)83 உடன் Traitar (v.1.1.2) ஐப் பயன்படுத்தினோம்.மரபணுவில் உள்ள புரத-குறியீட்டு மரபணுவின் உள்ளடக்கத்தைப் பொறுத்து, முன்னர் உருவாக்கப்பட்ட கொள்ளையடிக்கும் குறியீட்டு 84 இன் அடிப்படையில் சாத்தியமான கொள்ளையடிக்கும் வாழ்க்கை முறையை நாங்கள் ஆராய்ந்தோம்.குறிப்பாக, OrthoMCL தரவுத்தளத்திற்கு (v.4)85-க்கு எதிராக மரபணுவில் உள்ள புரதங்களை ஒப்பிட்டுப் பார்க்க DIAMOND ஐப் பயன்படுத்துகிறோம் - அதிக உணர்திறன் -id ​​25 -query-cover 70 -subject-cover 70 -top 20 மற்றும் தொடர்புடைய மரபணுக்களைக் கணக்கிடுகிறோம். வேட்டையாடுபவர்கள் மற்றும் வேட்டையாடாதவர்களுக்கான மார்க்கர் மரபணுக்கள்.குறியீடானது கொள்ளையடிக்கும் மற்றும் கொள்ளையடிக்காத குறிகளின் எண்ணிக்கைக்கு இடையே உள்ள வித்தியாசம்.கூடுதல் கட்டுப்பாட்டாக, "Ca" மரபணுவையும் பகுப்பாய்வு செய்தோம்.Entotheonella TSY118 காரணி Ca உடன் அதன் தொடர்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது.யூடோரெமைக்ரோபியம் (பெரிய மரபணு அளவு மற்றும் உயிரியக்கவியல் திறன்).அடுத்து, வேட்டையாடும் மற்றும் வேட்டையாடும் அல்லாத மார்க்கர் மரபணுக்களுக்கும் Ca இன் உயிரியக்கத் திறனுக்கும் இடையிலான சாத்தியமான இணைப்புகளை நாங்கள் சோதித்தோம்.Eudormicrobiaceae” மற்றும் BGC உடன் ஒன்றுக்கு மேற்பட்ட மரபணுக்கள் (எந்த வகை குறிப்பான் மரபணுவிலிருந்தும், அதாவது வேட்டையாடும்/வேட்டையாடும் அல்லாத மரபணுவிலிருந்து) ஒன்றுக்கு மேற்பட்டவை இல்லை என்பதைக் கண்டறிந்தது, BGC வேட்டையாடும் சமிக்ஞைகளை குழப்பாது என்று கூறுகிறது.சுரப்பு அமைப்பு, பிலி மற்றும் ஃபிளாஜெல்லா86 ஆகியவற்றை குறிப்பாக ஆராய TXSSCAN (v.1.0.2) ஐப் பயன்படுத்தி துருவப்பட்ட பிரதிகளின் கூடுதல் மரபணு சிறுகுறிப்பு செய்யப்பட்டது.
தாரா பெருங்கடல்களின் 22,40,87 (BWA, v.0.7.17-r1188, -a கொடியைப் பயன்படுத்தி) புரோகாரியோடிக் மற்றும் யூகாரியோடிக் செறிவூட்டல் பின்னங்களிலிருந்து 623 மெட்டாட்ரான்ஸ்கிரிப்டோம்களை வரைபடமாக்குவதன் மூலம் ஐந்து பிரதிநிதி 'Ca'கள் வரைபடமாக்கப்பட்டன.Eudormicrobiaceae மரபணு.BAM கோப்புகள் 80% வாசிப்பு கவரேஜ் மற்றும் 95% அடையாள வடிகட்டலுக்குப் பிறகு FeatureCounts (v.2.0.1)88 மூலம் செயலாக்கப்பட்டன (விருப்பங்களுடன் அம்சமான எண்ணிக்கைகள் –Primary -O –fraction -t CDS,tRNA -F GTF -g ID -p ) எண்ணுகிறது ஒரு மரபணுவில் உள்ள செருகல்களின் எண்ணிக்கை.உருவாக்கப்பட்ட வரைபடங்கள் மரபணு நீளம் மற்றும் மார்க்கர் மரபணு மிகுதியான mOTU (செருகு எண்ணிக்கை> 0 கொண்ட மரபணுக்களுக்கான நீளம்-இயல்பாகப்படுத்தப்பட்ட சராசரி செருகல் எண்ணிக்கை) மற்றும் ஒவ்வொரு மரபணு மட்டத்தின் ஒரு கலத்திற்கும் ஒப்பீட்டு வெளிப்பாட்டைப் பெற 22.74 க்கு பதிவு-மாற்றப்பட்டது, இது விளக்குகிறது. வரிசைப்படுத்தும் போது மாதிரியிலிருந்து மாதிரிக்கு மாறுபாடு.இத்தகைய விகிதங்கள் ஒப்பீட்டு பகுப்பாய்வை அனுமதிக்கின்றன, ஒப்பீட்டு மிகுதியான தரவைப் பயன்படுத்தும் போது கலவை சிக்கல்களைத் தணிக்கின்றன.10 mOTU மார்க்கர் மரபணுக்களில் > 5 கொண்ட மாதிரிகள் மட்டுமே மரபணுவின் போதுமான பெரிய பகுதியைக் கண்டறிய அனுமதிக்க கூடுதல் பகுப்பாய்வுக்காக கருதப்பட்டன.
'Ca இன் இயல்பாக்கப்பட்ட டிரான்ஸ்கிரிப்டோம் சுயவிவரம்.E. taraoceanii UMAP ஐப் பயன்படுத்தி பரிமாணக் குறைப்புக்கு உட்படுத்தப்பட்டது, இதன் விளைவாக வெளிப்படுத்தப்பட்ட பிரதிநிதித்துவம் HDBSCAN (மேலே காண்க) மூலம் வெளிப்பாடு நிலையைத் தீர்மானிக்க, மேற்பார்வை செய்யப்படாத கிளஸ்டரிங் பயன்படுத்தப்பட்டது.PERMANOVA அசல் (குறைக்கப்படவில்லை) தூர இடைவெளியில் அடையாளம் காணப்பட்ட கிளஸ்டர்களுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகளின் முக்கியத்துவத்தை சோதிக்கிறது.இந்த நிலைமைகளுக்கு இடையே உள்ள வேறுபாடு வெளிப்பாடு மரபணு முழுவதும் சோதிக்கப்பட்டது (மேலே பார்க்கவும்) மற்றும் 201 KEGG பாதைகள் 6 செயல்பாட்டு குழுக்களில் அடையாளம் காணப்பட்டன, அதாவது: BGC, சுரப்பு அமைப்பு மற்றும் TXSSCAN இலிருந்து கொடிய மரபணுக்கள், சிதைவு என்சைம்கள் (புரோட்டீஸ் மற்றும் பெப்டிடேஸ்கள்) மற்றும் கொள்ளையடிக்கும் மற்றும் அல்லாதவை. கொள்ளையடிக்கும் மரபணுக்கள்.கொள்ளையடிக்கும் குறியீட்டு குறிப்பான்கள்.ஒவ்வொரு மாதிரிக்கும், ஒவ்வொரு வகுப்பிற்கான சராசரி இயல்பாக்கப்பட்ட வெளிப்பாட்டைக் கணக்கிட்டோம் (BGC வெளிப்பாடு என்பது அந்த BGCக்கான உயிரியக்க மரபணுக்களின் சராசரி வெளிப்பாடாகக் கணக்கிடப்படுகிறது என்பதை நினைவில் கொள்ளவும்) மேலும் மாநிலங்கள் முழுவதும் முக்கியத்துவத்திற்காக சோதிக்கப்பட்டது (Kruskal-Wallis tested for FDR).
செயற்கை மரபணுக்கள் ஜென்ஸ்கிரிப்ட்டிலிருந்து வாங்கப்பட்டன மற்றும் பிசிஆர் ப்ரைமர்கள் மைக்ரோசிந்திலிருந்து வாங்கப்பட்டன.தெர்மோ ஃபிஷர் சயின்டிஃபிக்கில் இருந்து பியூஷன் பாலிமரேஸ் டிஎன்ஏ பெருக்கத்திற்கு பயன்படுத்தப்பட்டது.நியூக்ளியோஸ்பின் பிளாஸ்மிட்கள், நியூக்ளியோஸ்பின் ஜெல் மற்றும் மாச்சேரி-நாகலில் இருந்து PCR சுத்திகரிப்பு கிட் ஆகியவை DNA சுத்திகரிப்புக்கு பயன்படுத்தப்பட்டன.கட்டுப்பாட்டு என்சைம்கள் மற்றும் T4 டிஎன்ஏ லிகேஸ் ஆகியவை நியூ இங்கிலாந்து பயோலாப்ஸிலிருந்து வாங்கப்பட்டன.ஐசோபிரைல்-β-d-1-தியோகலக்டோபிரானோசைடு (IPTG) (பயோசின்த்) மற்றும் 1,4-டிதியோத்ரிடோல் (DTT, AppliChem) தவிர மற்ற இரசாயனங்கள் சிக்மா-ஆல்ட்ரிச்சிலிருந்து வாங்கப்பட்டு மேலும் சுத்திகரிக்கப்படாமல் பயன்படுத்தப்பட்டன.நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் குளோராம்பெனிகால் (Cm), ஸ்பெக்டினோமைசின் டைஹைட்ரோகுளோரைடு (Sm), ஆம்பிசிலின் (Amp), ஜென்டாமைசின் (Gt) மற்றும் கார்பெனிசிலின் (Cbn) ஆகியவை AppliChem இலிருந்து வாங்கப்பட்டன.பாக்டோ டிரிப்டோன் மற்றும் பாக்டோ ஈஸ்ட் எக்ஸ்ட்ராக்ட் மீடியா கூறுகள் பி.டி பயோசயின்ஸிலிருந்து வாங்கப்பட்டன.வரிசைப்படுத்துவதற்கான டிரிப்சின் புரோமேகாவிலிருந்து வாங்கப்பட்டது.
ஸ்மாஷ் எதிர்ப்பு கணிக்கப்பட்ட BGC 75.1 இலிருந்து மரபணு வரிசைகள் பிரித்தெடுக்கப்பட்டன.E. malaspinii (துணைத் தகவல்).
மரபணுக்கள் embA (லோகஸ், MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_5), embM (லோகஸ், MALA_SAMN05422137_METAG-framework_127-gene_4), மற்றும் embAM (இன்டர்ஜீன் 7 பகுதிகளுடன் ஒருங்கிணைந்த பகுதிகள் இல்லாமல்) E இல் வெளிப்பாட்டிற்கு உகந்ததாக ஆன்கள் எப்பொழுது.எம்பிஏ மரபணு PACYCDuet-1(CmR) மற்றும் pCDFDuet-1(SmR) இன் முதல் பல குளோனிங் தளத்தில் (MCS1) BamHI மற்றும் HindIII பிளவுத் தளங்களுடன் துணைக் குளோனிங் செய்யப்பட்டது.embM மற்றும் embMopt மரபணுக்கள் (codon-optimized) MCS1 pCDFDuet-1(SmR) இல் BamHI மற்றும் HindIII உடன் துணைக் குளோனிங் செய்யப்பட்டு pCDFDuet-1(SmR) மற்றும் pRSFDuet-1(KanR) (MCS2) ஆகியவற்றின் இரண்டாவது பல குளோனிங் தளத்தில் வைக்கப்பட்டன. NdeI/ChoI.எம்பாம் கேசட் பிசிடிஎஃப் டியூட்1(எஸ்எம்ஆர்) இல் பாம்ஹெச்ஐ மற்றும் ஹிண்ட்ஐஐ க்ளீவேஜ் தளங்களுடன் துணைக் குளோன் செய்யப்பட்டது.orf3/embI மரபணு (லோகஸ், MALA_SAMN05422137_METAG-scaffold_127-gene_3) ப்ரைமர்கள் EmbI_OE_F_NdeI மற்றும் EmbI_OE_R_XhoI ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி மேல்படிப்பு நீட்டிப்பு PCR மூலம் கட்டமைக்கப்பட்டது, NdeI/XhoI-ஐப் பயன்படுத்தி மறுசீரமைக்கப்பட்ட NdeI/XhoI, மற்றும் ஸ்ட்ரிக்ஷன் என்சைம்கள் (துணை மேசை).6)உற்பத்தியாளரின் நெறிமுறையின்படி (நியூ இங்கிலாந்து பயோலாப்ஸ்) கட்டுப்படுத்தும் நொதி செரிமானம் மற்றும் பிணைப்பு செய்யப்பட்டது.