Global DNA signatures of temperature and nutrient limitation in prokaryotes
Rattachement africain : il, us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
Abstract Microorganisms adapt to their environment through changes in both their genes and overall genome composition. However, identifying universal principles of genomic adaptation remains challenging because different environments present multiple, overlapping selective pressures. To overcome this challenge, we analyzed DNA composition patterns across diverse environments using machine learning. By examining tetranucleotide frequencies from 1,112 marine and soil metagenomic samples, we discovered that environmental temperature can be accurately predicted from DNA composition alone (R 2 =0.82). This temperature signal remained robust even when analyzing individual bacterial phyla and classes, suggesting a fundamental adaptive response. To examine this adaptation mechanism, we analyzed GC content relationships with temperature and found opposing relationships in different environments: positive correlations in soil but negative correlations in marine samples. We show that this inverse relationship in marine environments is driven by nutrient availability, as GC content increases with nutrient levels while nutrients decrease with temperature in marine ecosystems. Despite these contrasting GC patterns, we identified specific tetranucleotides composed of equal numbers of GC and AT bases (50% GC content) that showed consistent temperature correlations across all environments. These findings reveal a complex interplay between temperature adaptation and nutrient limitation in shaping microbial genomes.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Global DNA signatures of temperature and nutrient limitation in prokaryotes
- Date Crossref
- 13/01/2025
- Éditeur
- openRxiv
- Type
- posted-content
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
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Weizmann Institute of Science Department of Plant and Environmental Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Broad Institute pays non établi dans la noticeOrganisation à but non lucratif
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Harvard University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Massachusetts General Hospital Center for Computational and Integrative Biology pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
Department of Plant and Environmental Sciences — Weizmann Institute of Science, Broad Institute et Harvard University, avec 1 autre affiliation.
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