Higher-order interactions shape microbial interactions as microbial community complexity increases.
Higher-order interactions shape microbial interactions as microbial community complexity increases.
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DOI：
10.1038/s41598-022-25303-1
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发表时间：
2022-12-31
影响因子：
4.6
通讯作者：
Dutton, Rachel J.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Morin, Manon A.;Morrison, Anneliese J.;Harms, Michael J.;Dutton, Rachel J.
微生物群落中的非成对相互作用，或称高阶相互作用(HOI)，已被描述为微生物群落新特征的重要驱动因素。然而，在配对培养和更大的群落之间的微生物相互作用的重新组织在很大程度上仍然没有从分子的角度进行探索，但这是我们理解和进一步操纵微生物群落的核心。在这里，我们使用自下而上的方法来研究从成对培养到一个简单微生物群(哈夫尼亚、白地霉、Camemberti和大肠杆菌)的4个物种群落的微生物相互作用机制。具体地说，我们通过使用基于RB-TnSeq的相互作用分析来鉴定大肠杆菌的相互作用相关突变体，从而表征了涉及大肠杆菌的每个物种组合的相互作用情况。我们观察到与相互作用相关的突变体的深度重组，很少有2-种相互作用一直保守到4-种群落，并出现多个hOI。我们进一步使用数量遗传学策略来解释在较高的群落组成中，两个物种的相互作用是如何在数量上保守的。基于上位性的分析表明，在所有复杂性水平上保守的相互作用中，82%遵循相加模式。总之，我们展示了即使在一个简单的微生物组中微生物相互作用的复杂结构，并提供了对hOIS的机制和分子解释。
Non-pairwise interactions, or higher-order interactions (HOIs), in microbial communities have been described as significant drivers of emergent features in microbiomes. Yet, the re-organization of microbial interactions between pairwise cultures and larger communities remains largely unexplored from a molecular perspective but is central to our understanding and further manipulation of microbial communities. Here, we used a bottom-up approach to investigate microbial interaction mechanisms from pairwise cultures up to 4-species communities from a simple microbiome (Hafnia alvei, Geotrichum candidum, Pencillium camemberti and Escherichia coli). Specifically, we characterized the interaction landscape for each species combination involving E. coli by identifying E. coli’s interaction-associated mutants using an RB-TnSeq-based interaction assay. We observed a deep reorganization of the interaction-associated mutants, with very few 2-species interactions conserved all the way up to a 4-species community and the emergence of multiple HOIs. We further used a quantitative genetics strategy to decipher how 2-species interactions were quantitatively conserved in higher community compositions. Epistasis-based analysis revealed that, of the interactions that are conserved at all levels of complexity, 82% follow an additive pattern. Altogether, we demonstrate the complex architecture of microbial interactions even within a simple microbiome, and provide a mechanistic and molecular explanation of HOIs.
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影响因子：
28.3
作者：
Pierce EC;Morin M;Little JC;Liu RB;Tannous J;Keller NP;Pogliano K;Wolfe BE;Sanchez LM;Dutton RJ
通讯作者：
Dutton RJ
影响因子：
16.6
作者：
Pacheco AR;Osborne ML;Segrè D
通讯作者：
Segrè D
影响因子：
6.8
作者：
Heckendorn, Robert B.;Whitley, Darrell
通讯作者：
Whitley, Darrell
相互作用对微生物群落侵袭和抗性抗性的影响。
影响因子：
4.3
作者：
Kurkjian HM;Akbari MJ;Momeni B
通讯作者：
Momeni B
DOI：
10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x
发表时间：
1995-01-01
影响因子：
5.8
作者：
BENJAMINI, Y;HOCHBERG, Y
通讯作者：
HOCHBERG, Y