Horizontal gene transfer enables programmable gene stability in synthetic microbiota.
Horizontal gene transfer enables programmable gene stability in synthetic microbiota.
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水平基因转移能够在合成微生物群中实现可编程的基因稳定性。
DOI：
10.1038/s41589-022-01114-3
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发表时间：
2022-11
影响因子：
14.8
通讯作者：
You L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang T;Weiss A;Aqeel A;Wu F;Lopatkin AJ;David LA;You L
许多微生物群落的功能表现出显着的稳定性，尽管在这些社区的组成波动。迄今为止，这种功能组合解耦的机械理解是缺乏的。统计机制通常被假设来解释这种脱钩。在这里，我们提出，由水平基因转移（HGT）介导的动态机制，也使功能的独立性从微生物群落的组成。我们结合理论分析和数值模拟来说明HGT率可以决定微生物群落中基因丰度的稳定性。我们使用不同复杂性的工程微生物聚生体转移一种或十几种临床分离的质粒，以及通过对文献数据的重新分析，进一步验证了这些预测。我们的研究结果证明了一个可推广的策略来规划微生物群落的基因稳定性。
The functions of many microbial communities exhibit remarkable stability despite fluctuations in the compositions of these communities. To date, a mechanistic understanding of this function-composition decoupling is lacking. Statistical mechanisms have been commonly hypothesized to explain such decoupling. Here, we proposed that dynamic mechanisms, mediated by horizontal gene transfer (HGT), also enable the independence of functions from the compositions of microbial communities. We combined theoretical analysis with numerical simulations to illustrate that HGT rates can determine the stability of gene abundance in microbial communities. We further validated these predictions using engineered microbial consortia of different complexities transferring one or more than a dozen clinically isolated plasmids, as well as through the re-analysis of data from the literature. Our results demonstrate a generalizable strategy to program the gene stability of microbial communities.
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影响因子：
5.2
作者：
Cheaib B;Le Boulch M;Mercier PL;Derome N
通讯作者：
Derome N
DOI：
10.1073/pnas.1600974113
发表时间：
2016-07-19
影响因子：
11.1
作者：
Hall, James P. J.;Wood, A. Jamie;Brockhurst, Michael A.
通讯作者：
Brockhurst, Michael A.
DOI：
10.1073/pnas.1912257116
发表时间：
2019-12-10
影响因子：
11.1
作者：
Gouda, Mirna Kheir;Manhart, Michael;Balazsi, Gabor
通讯作者：
Balazsi, Gabor
影响因子：
9.8
作者：
Bódi Z;Farkas Z;Nevozhay D;Kalapis D;Lázár V;Csörgő B;Nyerges Á;Szamecz B;Fekete G;Papp B;Araújo H;Oliveira JL;Moura G;Santos MAS;Székely T Jr;Balázsi G;Pál C
通讯作者：
Pál C
影响因子：
17.1
作者：
Conlan S;Thomas PJ;Deming C;Park M;Lau AF;Dekker JP;Snitkin ES;Clark TA;Luong K;Song Y;Tsai YC;Boitano M;Dayal J;Brooks SY;Schmidt B;Young AC;Thomas JW;Bouffard GG;Blakesley RW;NISC Comparative Sequencing Program;Mullikin JC;Korlach J;Henderson DK;Frank KM;Palmore TN;Segre JA
通讯作者：
Segre JA