Ribosomal RNA diversity predicts genome diversity in gut ... · Ribosomal RNA diversity predicts...

Preview:

Citation preview

Washington University School of MedicineDigital Commons@Becker

Open Access Publications

2010

Ribosomal RNA diversity predicts genomediversity in gut bacteria and their relativesJesse R. ZaneveldUniversity of Colorado at Boulder

Catherine LozuponeWashington University School of Medicine in St. Louis

Jeffrey I. GordonWashington University School of Medicine in St. Louis

Rob KnightUniversity of Colorado at Boulder

Follow this and additional works at: http://digitalcommons.wustl.edu/open_access_pubs

Part of the Medicine and Health Sciences Commons

This Open Access Publication is brought to you for free and open access by Digital Commons@Becker. It has been accepted for inclusion in OpenAccess Publications by an authorized administrator of Digital Commons@Becker. For more information, please contact engeszer@wustl.edu.

Recommended CitationZaneveld, Jesse R.; Lozupone, Catherine; Gordon, Jeffrey I.; and Knight, Rob, ,"Ribosomal RNA diversity predicts genome diversity ingut bacteria and their relatives." Nucleic Acids Research.38,12. 3869-3879. (2010).http://digitalcommons.wustl.edu/open_access_pubs/138

��������� � ��� ����� �� ����� � ��� ��� ������� ��� ���� ��� ��� �� �� � ����� �

� �� �� ��� � ���� ���� ��� ������� �� � � !!� � "� #����� ��� ��� $�������%�&

���������� � � ��� ��� �� � �� �� ���� ����� �� ��� ���������� � ��������� �� ������������

��������� � � ���� �� ���� �� ���� � ������ �� !��� "������� #������ ��������� "�� �

�������� "�$ %���� �� &���� �� '()��� (����� ������ *�������� �"+

,������� �����-�� .� ��� / ,������ 0����� ��� ����/ +������� 0����� ��� ����

'()��)

)� ��������� ��� �� �� ��������� ��� � !��

*������� �� � � ��� +� ����� �! ��, �������

������� �� �������� �! � � ���� ��� )� � !�� �

, ��� ������� ��� � �� � ���������� � �, �

�-( �� � � � +� �� ���������� ��� �� ����

� � �� �! � � ���� ������� �� !��� ������ �!

�� �� �. ��� �� �������� ��� �������������� ���

�! ,���� ��� � ����� � ���� ������ �� ��� ���/

������ ��� � ����� ������ � ��� ������� �� �� /

������� �� ������������ ���� ��� !���� �� �� ���

���� ! , � � � � ���� �� ������� !�� � ��� � ����

��� !��� ���/��� ������� ���� ��� �� ���� �

������ � ��� ������� � ��� ���� ��� �� ���

������� �� ��� ��� � ���� �� � ��� � �� +����� ��

����������� ������� � !��� ���/��� ������� ����

���� ����� � ���� �� �! �����/� �� �� �����������

��� ����/� �� ���� �� �� � 0�� �� �� ���� ���� ��

�� ��� �� � �� ���� ������ �� ��� ���/������ ���

��� ��� � � � � � �� �� �������� ����� � �� ���

���� ���� )��� ��� ������� �� ������� �� ,��� ��

!������ ����� � ���� ������ ���� ��� �� ������

��������� �� �� �� � ���� ��� �� � �� ����������

!��������� ���� �� �� �� �� ��������� �! ��!! �/

�� ������� 1������� , ��� �� ���� � � ,�����

���� ���� �� �� � �� � � �� �-( �� ��� �� ��

������ � �� !�� ��!�������� ����� �� ��� ���� �/

������ �! � � ���� ��� )� � ����� � ����� � � �

������ � �� !�� !�� ������� ������ � � ����� ��

��*���� ��� � � � ������ �� �� ���� /����

� ��� � +� ����� ���2 ���� ,��� �� ��������

����� � ����� � �� ����� � � 3��� �� ��� ������

�� !! ��� �! ������� ���������� �� � ��� ����/

���� ������ ��� � ���� �������� �� ������� ��

��� ��

")�456�)"4

��� ����� �� ���� �� ���� ��������� �� ������ �� ��� �� �� ���� ����� � � ��������� � �� ������� ����� � �� �������� ����� � ���� ���� ������� �� ����� ��� �� �� �� ��������� �� ������������ � ��������� ������ � ��� ������ ���� � �������� ���� ��� ���� ���������������� ����� �� �� �� ����� �� ����� �������� ������� � ��� �� !"# ���� �$������� ���� ���������%�� �� ����� ������ �� �������� ���� �� �&'(�� ��� �� !"#���� � �� �)������ ��*� �� ������ ������� ������������� � � � � ��� ���� �� ����� ������� ���%�������� �� �� ��� �� � ��������� �� ����� ������ ���� � ����� � � ����� � ������ ������������������ �� ���������� ���� �+������ ��� ����� �� ������ ��� �� � ��� ��,��������� ����� ��� ����� �� � �� � � ���� ������ ��� ����� �)� � ������� ����������� ���� - �� �&�.'/� �� ����, �� ������0� �� !"# �� ��� ���� ������� �� ���������������� �� �� ��������� �� ���� ��� ��������� ��������� � ��� ���� �� �� �)������������� ��������� ���� ��� ��� ����� �1�� ��� �� ������ ���� �� ���� �� �� ��� ���� ������������ ���� ��������� ��� �� ������ ��������� �$������� � 2��� ������ ,���� �� !"# ���� ������� ,���� ����� �� ����� �)�� �� �� �� ���������� � ���� �� �� ��������� ���� ������ � ������ �� 3���� 4�������� 5�6�� ���7 �� ���6�� �������� ��* � ���� ������� �� ������������� ����� ���� �� �� ���������� � ��+����� �� !"# ���� � � ����� ��� �� �� � �8'�9�� ������� ���� ��� �� $�� ���� ,� � * ,��������,������ ����� ���� �������� �� ��� ��� �������� ���� ������ ��� ,� ,���� �)��� ��� �������������� ������ ���� :� �������� � �� ����� �������� �� �� ���� ������ �� �� �,���� ������� �� �� ������ �,���� ��� � ����� ����� ������������ ���;

<�� ,��� ��� �������� ����� �� ���� ��� ���7 =� 9>9 (8& �81(� ?�)7 =� 9>9 (8& //((� @����7 ���*����A�����������

�������� ����� � ���� ���� ������� ���� ��������� ����� ��� ��� �� �� ���������

���������������� �!!

� ��� #���� � &>�>� 5���� ��� �� B)��� 2���� �� 5� �

��� � �� B��� #��� ����� �� ����� ���� �� �� �� �� ������ ������ #������ "������������ C���� � ���7DD������������ ���D����� � D

�����D&�.�� ,���� ���� ��� ���� ������������� � �� �� ������� ��� ��������� �� ��� ������� ������� �� ������� ,�* � ������ �����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

���������� �� � �� � ���� ��������� �������������� ��� ������� �� ������� ������ �� ���� ������������������� ����� ������� ��� �� ��� ������� ������������������ �� � �� ����� ��������� ������� ���� �! "�������� ������� ��� ���� ������ ���� ���� ��� ����������� ������� ������� ��#�# ����� ������ ��� ���� �����$���� �%����� �� ��&����# ������� ���������� ����������� �������" ��������� ������ ���������" ���� ��%��$������� ��� ����'����� ���� ��������# (���� ���� �����)��������� �������# *������" ��� ����� �� ������������ ������� �� ��� ���� �� ��������� �� ���� ���������� ���� ���� �������������� ������� ����� � ����������� �� �%�����" %�������� ���� ���$����$������������������ �+ # ����������� ��������� �� ���� ���������� ���� �������� ������ ���������� ��������� �%�����"������� �������� ���� ���� ������������ ����� ������������� �� � �� ������ �������$���������� ,������ ������� �� ���� �- .#

(���� ������������ ���� ��������� �%����� ���� �� ����������� �� ���� ������������ �+"/"0 " ����� ��� ���������� ������� ��� ���������� ��� ��� �� ���������� �� %�%�$������ ��������� �- " ��������� ������ ���1�� ��������������� �� ���������� ������������ ���� ����� ���������� # 2�� �)��%��" ��� ���� �� ����� ���� ������� ���������� %����������� �������� �+ ����� �� ��� �� ��� �� ������������� �������� �����# (�� ����$����������'���)��%��� �� ������������ ������� �%���3� ��������������� ���������� �� ������� ������ ��� ��� �)����������� ��������� �������� �� �������� ���������������������� ��� ������������� %�������� �45644 �� ���� ����������� ���%������ �� ��%�������� ������������������� ���������� �� %������� ���������� ���%������� ���� ��� ������ ����� ����� ��%������ ��� ���$������ �47"4! # *������" ���������� �� ���%������ ���%���3� ������������ ���� ��������� ���� ��8���� ��������#

(�� ��������� ��� %������� �� ���������� ����� ���)%���� ����� ������" ������� �� ������� �� ��%����������������� ����% �� �������� �/ # �� ���� ����������� ����������� � ������ ��������� �����������" �� ����� �)%��� ������������ �%����� ���%� �� ��� ��� �� ���������� ����������� ���� �������# 9��� ���������" ����� ��� ������� ���������� �������� ������� � ������� ��� ����� ���� �� ���������� ���� %����������� �������� ����� ����� %������ �+ #2�� �)��%��" ���%������ �� � ������ ����������� ����������� ��� ���� ����� ��������� ��� ������ ��� �������� ������ �����������" ��� ����'����� ���� �������� ����������� �� ������� %��&�� �����������" ������� �� ���������� ����� ��#�# ��� ������ ��������� ��� ��� ��������% �� 54 �����1�� ������� �������� # �������������" ���$%������� ������ � ������ ����������� ����� %������ ������%������'����� �4+64- �� ������� ��������� ����� ����������� ��� �)%���� ����������'�� ���������# (���" �������� ���� ��������� ��� �����������% ������� ���������$��� ��������" �� �������� �� � �� � �������� �����$�����" ��� ���������� �����������" �� ��� ����� �� ������% ������ ��%��������" ����� ������ �� �������������� ���������� ������� ����������#

�������

��������� � ����������� � �������

:� ������ �� �������� ������� ��%��������� �������� ����������� ���� ���� �%�������� �� �����%������" ������$%��������� �� %���������# (� �� ��" �� ����������0+ ������� ���� ��� ;<== �������� ���� ����������� �� ��� ��������������" >������������"2��������� ���%������� ��� ?������������ ��� ���@�������������� " �$A�������������" �$A������������� ������ �$A������������� �<������������� # (�� �������� ��������� ����� ������� ���� ��������� ���� ��������������'�� ��������� �� ����� ������� ��� %������������������ �2����� ��������� �� ��� ��������� ���&B��C �� (� ������ ����������� �� ��� ��������� �� ��� �������� ��������� ������ ��������� ���� ��������" �� ��������������� � �� �$����� ������������� ������� �� �����$���� ����������� ��� ��%������ ��������� �� =��>��&���� ���� ������ ��������� �� ��� � �� � �������� ����� ������%������ ���%���� ������# :� 3��� ������������� ����� 3��� ���� ��� ?>� ��% ���� �� 7 ��������455- ��� ���� ���� �� ������ � >@��( ��������# (����3��� ������� =��>��& ������� ��� ��� < D ��������" ����%����� �� ��� ���$��������� ���������� �������� ��� ����� � �� � ������������� ������ ���� �����%������# =��>��& ������� ��� ���� ���� �0/E�������� �������� ���� !55 �% �� ��� � �� � ���������� ���� ������ ���� %����� �� ������ � ���� �� ����� ���������������� ���� ��� ����# ��� (���� ����� ������ ���� ���� ����������� ������� ����� ��������� �� ���� �� ��� ����������� ���� ����� ���� �� ��� ��� ���� �%�������� " ����� �� ������ ����$��� �� �� ��� ��� �� ���� �� � ��������� ������$������ ����������� ���� �����%������ # ���� �� �����$���� �����" ����� ����� ��������� �� ��� ������� ���� ������� ���� ������������� ���%��� ��� ���� ������ �� ������%���" ��������� ����������� ���� ��� =F@� ����������� ���� �� ������ ��� � ������ ������ �� ��������'��#�� ����� ��������� �����" ������� ��������� �� %���������� ������� �������� ���� ��� ������ ��� �� �����" ������������'�� �� G��� �����%������H ������� ������ ������������'�� �� ���$���# (������� ������� ���� ����������� ���������� �������� ������� ����� ��������� ���%������%�� ����������� ���� =F@� ���� ��������� �����B�����# (��� ������3������ %������ ������� - ��� �%�$��������" !7 ��� �����%������ ��� 44 ���$��� ��������# ��� :����� ���� �� ����� ���� ����������" %�������� ����������3�� ����� =F@� ����������� ���������� /F������ 4550 �4/ #

���� �����������

=��� ������������ ��� �������� �� ��� %��%������ ������� �� ��� ����� ������ ���� �� ����� ��� ���������������� �� ��� ���I��� ������ ���� >@��( ��������"����� # (��� ������� �� ���������� ������� ��� �������� ���I��� ������ ��� �� �� �������� ��'�� ��#�# �������� � �������� +55 �����" ������ > �������� +555����� ��� ���� ����� 4+5 �����" > �������� +5E �� �������� �� �" ��� � �������� ���� +E �� ��� ����� �� > #(�� ���%������� ������� ������� ���� ����� ��'�

���� ������ ����� ��������� ����� �� ��� �� ��

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

���������� � �� �� �� ���� �� ������ �� ����� �� ������ �� ���� ����������� ���� ���� ���� ��������� ���������������� ��� ����� ���� ����� ���� ����������� � ���� ��� ��� ������ ����! ����� ��������� ��� �������"#$ ������� ���� � ��"#$%&'(& ������ �� ������&'(& ������) *�� ���������� ������ ������� �� ���+������ ���� ��������� ��� ���� �,�� ��� ���� ��� ��-����� .�� ��� $�� $�� / �� /�� (�� � �� � ���������-.�� �� �� � ����� ����) ����� ������� �� � �0��� �����1 ��� ��������� ���� ������� �� ��� ������ ��������� �� ��� ����� ������ ��� ������ ��1 ���������� ��� ������� ����� ������ �� ��� ��������������� �� ��� ������� 1 ����� ���� ������� ����,�� ��� ���� ��� ��-��� ��� ���������� �� ����������� �� ���� �����- �������) *� ����� ��� �����2������ ����������� ������ ���� �����- ������� �� ����������� ������������ 3���� ����� ��� �4 444 ���� �+����� ��� � � �� ������ ��� � �� ����, �� ���������� ������ �,�� ��-���� � ��� � � ����� �� ����� �������� �������� �- ������������ �����������- �� �����������-�� ����������� �� �������) *���� ��� ��������� ���� ��� 3���� ���� ������������� �� ��� 5-6���������7�� �8'�)

����� �����

9:;�*� ��-��� ��� ���� ���� ���� � ���� �-���������� ���� �� 5-6����� �8'� �� � � <69= 9:;�* �$4�);��-��� ��� � � ���� ��� 9:>�?3(8 ����, �+39:>�?3(8� ��� �,�� � ���� � ��� �� � �+� ��)@��� ��� ���� 2������ �� � �+�� � ��������� �� �4��4

���-��� ���� ��������� �+�� � ���������� ������ �������� �� ��� ��� � � ��� ��� 1 ������� � ������ �� ��������� �� ���� ��� ������� ������� �"/A �� ��������� �� ���� 1 ��- �� � �0��� ��� ��0�����)

�� �����������

�(� ��<; ��1 ����� ��� ��� �� ��� ������� ���� �� �-��� ������2�� �- 9:;�*��� ��� �� ���� ���B ���� �������� � �������� �� �� 2�� ���� CDBB� �����!EE)������)�)0�E�� ��� ��� ������ ��� � �+�� � ������+��� �� ��%84 �� ��� ������ �� ��) ���� ������������� � ������ �(� ��<; ��1 �����) F� ����2���� ��- ��� ��� 9:;�* �������� ��� ������2�� ���( � ��<; ��1 ����� ���� ������ � �� ������� ����� ������� ��� �� ���� ������2�� �� ������ � �� �-�$��) �( � ��<; ��1 ����� ������2�� �� ���� �������� ���� ������ ���� <;�* �$8�)=� ���� ���� � ������ �( � ��<; ��1 ����� �� ������

������ ����� ��� <;�* ������� ��1 ����� ��� ��������������-) *�� :�� ��7 �$$� ���� B����B���� �$&� ������� �� ��� �������� <;�*+������ ��1 �����)5�-��������� ����� ��� ������ ���� �� 6���6 � �$/� ���� ��������� ��������+0������ �� ��� C�� ���+������� ������� ����������) =� ����� �� ��������������� ����� ���� � �� � ����� �������� �-�-����1 ������ � �� � G�� ��� ��-��� �� ����������� �� ���� �����- �������� ����� ��� ��� ���+��� ���� ���� ��� ���� �-����1 ������ ����) =� ����

���� ����� ��� ��� ������ ���� �- ��� ��� ������ ���� � ������ ���� ���- ��� ������� �� ��� �( � ��<; ���+���������� �� 8/4 ���� �� ��� ������� ����2�� �- H8� H&�� H( ������� �$(�) *���� ��� �������� �- �7��� ���-��� ������������� ������� ���� ��� � ��+������ �( � ��<;��1 �����) *�� ��� ��� ���� ������� �� ��� ��1 �������������) *�� ���������� �� ��� B����B���� "(#8 ������� ��� ����� ������� ���! H8� �#('%8$/$I H&�8$�4%&�44I �� H(� &(8/%/#"")

�������

� ��� � ��� � � ���� �� �� ��� ���� ���������� ������

F� ��� ���� ���� ����������� ��� �� ���� �� �������������� �� ��� CDBB ����� ���� ����� ���;������������ 9������������ .����� ��� ��������� ���6����������� �� ��� :������������� �+5�������������+5����������� �� �+5����������� �D������������)*���� �, ��� �������� ��� �� ���- ������ ���������������� �� ��� ������ � � ��������� �$"�) 5������������������ �� ����� ����� ����� ���+��+��� �������� �� �(� ��<; ��������+0������ ���� ��� ��� ��� ����� /"$"����+�,�� ������+��+������ ���������� ����� � ������� ����� ��� ��� ����������� ������ �(� ��<; ���+����� �� ������� �����������) *�� ���������� �� ���������� � ���������� �- ���������� ������� 9:;�*1 ����� ��� ��� ���� �� ��� ������ ����� ������������� �� �� ����� �� ��� ����� ������ ����� ����,�� � � �+�� � ��������� �� �4��4) *�� ������������� ����� ��� �������� ���� ��� �+�� � ��������� ������� ������� ����� ��� ���+��+��� ������� ������ ����� ������� �� ��������+0������ ����) =����� �� ������������ ��� ��� 9:;�* ���������- ����� ���- ������������ �� ��� ����� � � ��� ��� ������ �������I �����+���� ���- �� ��� ��� �4��4 ��������� �� ���� ���� ���4�& �� �4�" ��� ��� ���) B��� ����������� ���� ��� �- ������� 9:;�* � �� �� �� ��������,���������- ��� �(� ��<; �������� �� ����������� ������ � ����������� ��&�$#�) D,�������� ������������ �(� ��<; ������� ���� �,������ ���- 8'A �� ��������� ������ �� ���� ����������� ������) *��� ������+���� ��� � ������� ��� ���� ����������� ���� � ��� ��4)(8�%&)$8(� ���� � �� ��� ��������� ���+��+��� ������� �� �(� ��<; ��������+0������ ��-�����-)*� ���� ������ ������� �� ���� ����������� ���� ���+

� �����- ������� ��� ������� �� ����� �- ��������,��� ��� ��� ��� ��� ���7�� ��� �- �,����-�.�� �� 8�) .�� �� �, �� ��� ��-���� ��� ������� ���+������� ������ ���� �����- ������� �� ���� ������������������ � ����������- �����2��� �- 3���� *����� 4)4/I ��� � ���������- *��� ��) @������ ����,������- ���� �� �(� ��<; ���� ������� ����������- ������ ��� �, �� ����� �,������� � ������ �8#A �D������������ �� � � �� � "4A �9�������������� ��� ������ �� ���� ����������� ������ �.�� �� 8�) *���������������- �� �� ���� ���� ������ �������������� ���� �������� ���� �� ��������� ���� ��������

������ ���� �� ������ ����� ���� ��� �� �� ����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

���������

Gut Gut

BLAST 16S rRNA against NCBI Envsdatabase, searching for studies with hits at a >98% similarity threshold

Where was the genome isolated?

Gut/feces/ probiotic

Other

Gut Specialist Non-Pathogen (6)

Gut Specialist Pathogen (11)

Cosmopolitan Gut Non-Pathogen (20)

Cosmopolitan Gut Pathogen (23)

Non-Gut Non-Pathogen (67)

Non-Gut Pathogen

(55)

1

3

4 4 4

Genomes (a)

(b)

from KEGG

195 genomes

Only found in gut environments?

Gut Specialist (17 genomes)

Predominantly found in gut environments?

Predominantly found in non-gut environments?

Only found in non-gut environments?

Gut Cosmopolitan (43 genomes)

Non-Gut (122 genomes)

2

PathogenicityClassification by GOLD

PathogenicityClassification by GOLD

������ �� ���� ������ �� ������� �� ������� ��� �������������� �� � ������� ��� ��� ��������������� �������������� ���������� ����������� ������������� ��� ��� �������������� ����������������� ����������������� ��� ��� ���������������� � �������������� ������� �� ��� ! "" ��������#��� ��#������ �$%& ������� ������ '�� ������� #��� ����� �� �� ���#� ���� ()������� ��� )������* ������� ��� ������� ������������+��� ���,' #�� ���� �� ������� $- , �./� ��0������ ��� ���� ������ ������� ��� /�1 �2� �������� �� ��������� ��� ��2��������� �������������� ��� �������� ���� "������ #��� ����������3�� �� �4��������� �� ��� ����� ����� �� ����+ ������� ����� �4����2�� �� ��� �� ���� ������ #�������� (��� ���������*� ����� ����� �� ��2��� ������� �� ��� ���� ��� ��� �� ����� ��2��������� #��� ��������3�� �� (��� �����������*� #��� �������2�� ����� �� ��� ��� #��� ����� (�������*� ����� 1� ��������� ����� #���� ������� #��� ����� �� ��2��� ��2��������� ������ ��� ��� � ���

���� ������� ���� ����� � ����� ���� ��� ��� ��

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

������ ������� �� � �� ���� ��� ��� �� ������� � � ���� �� ������� � ������

������� ��������� �� ���� ��� ����� �������� �� �������

�� ����� � �� ������ �� �� ��� �������� �� ��� � ���� ��� ����� �� ��� ������� ������ ���� ������ ���� �� �������� �� ��� ��� �� ������� �� ��� � ����� ���� �������� � ��� �� ��� ���� ��� � ������ �������� �� �� �� ��� ��� � ���� ����������� ����� � !" ������� ������� ��� ������ ��� ��� ����� ��� ������ �� � �������� � �� ������� ���� ��#$%& � � �� '()* '��� +, ��� �� �� ,�����- ����� �� .����� �*� ������ ����� ���������� �� �� �� ����� ����� +�� ���� ���-� ����� ���� ���/����� ����� ����� �� �� �� ���� ����������� ���� � ����� +���������� �- �� ���� � ���� �� ����� �������� �� ���� �� �������� �� ���� ����������� ���� � �����+������-� ��� ���� ��� ������ ��� ����� ���� ������ ���������� ��� '()*�#��� ���� ���� �������� ��� ��� ���� ���� ������

��� �� ��� �� ��� ��� ���� ���� �������� � �������� ������ '.����� 0 *� �� � � ��� �� � �� �� ������ �� ����� ��� ������ ���� ����

������ ��� �� �������� �� ��� �� � � � ��� ��������1 � '�� 2�23� , ��� ��*� ���� �� ��� ���������� ���� ���� ��� '�� 3* ������� ���� � �� ���'��������� �� 4 ��� (*� &�������� �� ���� �������� ���� ���� ���� �� �������� �� ��� �� ������ � ��� � ��� '���� ����5 �(62�)(7 �������� �5�(62�)2*� �� ������ ���� ���� ��� ���� ��� ������'�(62�((*� ����� ���� ���������� � ����� ���� ��� � ��� ��� � � ��� �� ���������� ��� ������� � ��� � ��� ������� ������ ������ �� ���� ������� ��� � � ���� ������ ��� ����� ��� �������� �������� �� �� �� ������� ����� �������� ������� �� ���� ���� �� ���� �������4�� �� ���� �� ����� ��� �� ���� ���� '���� ������

� ���* ���� � � ������� '��� +, ��� �� �� ,�����-�����*� �������� ��� ��� �� � ������ ��� ������ ���� ������� �� ������� ����� � �� ����� �����&�������� �� ���� ������ ��� ���� ��� � ������������� �� ����� �� .������ ( �� 0 � 8������ ������ ���� ���� ������ ��� ���� ����� ���� ��� ���������� ������� � � ��� �������� �� ��������������� �� ���� ��� ������ �� ���� ������ ��� ��������� ���� ��� ���� � ��� ������� � ���� ��������� �����

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

Actinobacteria Bacteroidetes Firmicutes - Clostridia Firmicutes - Lactobacillales Proteobacteria - Delta Proteobacteria - Epsilon Proteobacteria - Gamma (Enterobacteria)

����� �� #��� ������ ��� �� �������� �� ��� ��� #��� ���� ������ ��� �� ������ ������ 9 � ���� ��������� :%"�4 ��� ����������� �� ������� � ��� ��� �������� ��� �� �2��2� 4�� �� ��� ��������� �� �� � ��� �� ������ �� �� �������� ����� �� �� ������������ �� ��������� �� ������� ���� �� /���� ������ � � ��� ������� ���� �� ���;� ������� #�����<������ ��� ������ ������������ �� ������ ������ 8��� ������ ������ ������� �� �� � �� ������ ����� �� ���������� �� �� � �� �� �� �� ����� � ������9 � ������ ���� ��������� �� �������� � ���������� �� �� ����� ����� ������ ���� �( � ���� ��� �������� � ���������� �� � � ��� ����5"���� ��� � �(62�()7 : ��������� �(62�=27 8������� � �(62�3=7 % �� ��� ���� �(62�=27 ��>����� ��� � �(62�0)7 ��>����� ��� �(62�?)7 ��>����� ��� �(62�(?�

.����� �� 8������������� �� �� � ������ ���� ��� ������ ��� ���� �� #$%& � � �� � � ���� � �������� ������ �� ������ ������ �� �������� � +���������� �- �� +������-� >������ � ��� � �� ���� ���� �� ���� �� � ��������� � � �� ���� �� ��� ���� �� � �� ���� @�� � �� +���������� �-� '��* .�� ���� ������� �� � � ����� ���� �������� �� � �������� ����� �� #$%& '(�* ��� ���� ��� +��������- ��+���� ��-� 8������ � ������� � ��� �� ���� ���������� ������� ���� �� �� � ����� ������ �� ��� � ������ "������ ���� �0 ������������ ��� ��� ������ ��� � � �������� �� ��A��� ��� ������ ���� ���� �� � � !" ������ ���� ���� ������� ���� �� � ������'�* 9� ���� ���� �� ��� ��� ��� ������� �� ������� �� ������� �� � � ��� ������ "������ ���� �� � �������5 +#-� �� ���� ����+#8- �������� � ������� �� �� ��� +!- ������� > ������ �� ������ +>- �� ����� ������ +!-�

���� ��� �������� ����� ��� ��� ��� �� ����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

�� ��������� ��� ��� � �� ������� ����� ���� �� �������������� ������� ����������� ����� � �� ��� ������� ��� ����������� ��������� �� ����� ����� ���������� ����� �� ������� ����� ���������� ��� ! � ����� �� �������� � ����������� �� ��� ����� �� ��� ������ ��"��� ��#$������ �� $������% �� ���� ��� ������� ��������� � ���� ���� ���������� ����� �� ������� ��������� ���� ������ ������� �� ��� ��� ���� ����� ������ ���

&��������� ������� ������ ���� ���� ���'�� ������(���� ��� �� ��� �������� ���� ��� ������ ����� �� ��� ���������� ���� ���������� ����� � �������� �� ��������� ���� )���� ���������� ����� � �(�������*+, �� ��� ���� � �� ��� ���������� ������������ ���� ������ ��� ��� ���� ������ �� �(������

���� -., �� ��� ���� � ������� ����� ���� ���������� �� ��� ���� ����� �� ���� /, �� ��� ���� ��� ����� ���� ��� ������� �� ��� ���� ������� ���������� ������ ��� ��������� ��� ����� ���� �� ���� ���� ����� ���� �� ��� ���������� ���� ���������� ����� � $�������� ���� �� ������� � ��� ����� �������� �� ��� ���������� ���� � ����� �������� ��� 0� � ����� ��� ������� ���� ����� - �� �� ���� ��������������� ��������� �1����������� ����� 1/������� ��� ��� ���� ����� ������ � �- �� + *+� �-���������������� �� ��� ����� �� ��� � ���� � �� ��� ������ � �� �(������ �� ���������� ����� � ��������������� ������ ���� �� ������ ����� ������� ������� ���� �� ��������� ��� �(����� ��� �������� ����� ����� ��� ������ � � ������� �� ��������� ����� ���� �������� ���� �� �� � ������� �� ��

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

(a) (b)

(c)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.3

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary distance (binned)

Other Comparisons

Gut Cosmopolitan

Gut-Specialists

(d)

������ �� 2��� ���������� �� �������� � ���� 0���������� ������� ����������� ����� � �� ����� �� /* 1 �034 ������� � �� ��� ������ ���������� ��� ����� ����� ��� ��(�� ����� ����������� ������� �� �� ����� �� �� ������� ������������� ��� ���� �� ��� /*1 �034���� �� ��� ��(�� ����� ��� �� ���� �� ���� �� ��� "��� ��� ��� ��� �� ����� �� ��� �� ��� ��� ��� ���� 5641�7 �� ��� �������� ��'��� �� �� ! � ����� ���������� �������� ������� ��� ������ 8����� ������ �� ��������� ������� ��� ������ ��� �� ���� �� ��� ����������� ������ �� ��������� ������� ��� ������ ��� �� ���� ���������� ������� �� ��� �� �� ������� ����� �� ����� ��������� �� ��������� ������� �� ������ �� ���� 4������ �� � ������� �� ��� ���������� �� �(������ �� ���������� ����� �� �(����� �� ��������� ��� ������ �� ����� �� ��� ���������� � �� ����� � �� ���� ����� � �- 9 + :- ��� �� ��� ������; + :+ ��� �� �����������; �� + --��� ����� ��������� �� !�� �� �� ������� ����� ���� �� ���������� �� ��� ������ ����� ������� �� ��"��� �� #$������ �� $������%�� ���� ����� 2����������� ��������� ���� ������� �������� ��� ���� �� ������ ����� ���� �� �� ��� ��� ���� ����� ����� �'����������� ��� ����� �� ������ �� ��� ����� �� ������ ��� �� ���� ����� �'������ �� ����� ��� ����� �� ��� �� ��� ����� �� ���� ��������'����� ��� 2��� ������ ���������� �� ���� �� �������� � ���� ���� ������ ����� ����� )��� ���� �� ��� ����� �� �� ��������������� �� ���������� �� ���� ���� ������ �� � � ��� �� �������� ������ ���������� ����� � �� ����� ���� �� ��� ������ ����������<�- 9 + :/ �� ��� ������; + .: �� ����������; �� + =. ��� ����� ��������� ��� >��� �� ��� ��� �� � �� � �� ��� ������ ���� �� ������� ��+ +� ���� ��� ������������� ��� ���� �� ��� /*1 �034� �� ����� ������ �� ���������� 1�� ����� ������ ���� �� ���������� ��� ���� � ������������ ��� �� ��� ������� ����� ������ �� ��� ���������� � ����������� ����� �� ����� + +� ������������� ��� ���� ��� ������ � ������� ? ����� ��� ������� ������ ������� �+ +*�+ /: ������������� ��� ���� !���� ��� ���� � ������ �����

���� ������ ��� �������� ����� ���� ��� ��� ��

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

������ ���� � ������ �� ������������� ��������

��� ����������� ����� �� �!� ���� "#��#� �#� ���$�� ���� �����$���� ��

���� ��� ������� ���� �� ����� % �� � ��������� �� "� � $����� �� ������ ����� ������������� �������& "� ����� �#� ������ �� ����� %�'��� ��� ������(������ ��������� ��� �)�������� ��������� ����� ������ ����� �� �#�������$� �� �#� ���� ���� ������ %� & �� ������ �#� �)������ �� �#� �$������� �� ���� ������� ���"��� ���� ������� ������� "�� ��� ������ ��������� ����� � �� ������ ����� *� � � �� +������ �#� �)���� �� ������ �� �#� ��� #���� �� ���� �����$���� �$���� �#���������� �������& � �� ���� "#��#� �#�� �)����� "� �����,���& ������(������ ���������"�� ����� ���� ��������� �� ���% ������ ��������������-���� �� �#� ��� ./0 ������ % � !#�� �������$��� �#� ��� ��������� � ��� ������������������ #$� ���� ���� �����$���� �� �$�������� ������� ���"��� ���� � ���1 �������������-�����2�"�$�& � ������� �� ����% �� � ./0 ��������������� ���� ����#�� ������� ��� �� �#� � ������ ������������� ���� �& ��� ����������� ����� �� & ���������� ��� � �� #$� ���# ��"� ���� �����$�����#� �� ������ � ���� �������� !#�� ���� �3��������� ���#� ������������ �� $�� ������� ���� ���������� � ������ ���$������ �� ��#� ��$���������

��� ���� ��� �� ������ �� ��� ������ ��� �������� ����

������ �� ���#� ������������ "��#�� � ���"��� ������� ������� �� ����� ��� ��� �� �)���� ���������&"#��# ���� ��$� � �����#� ���� �#� ��������� ���#������ "#��# �� ���� �#�� "��#�� ��$�� #�����!� �����" �� �� �#�� +������� �� ���#� ������������& "���'� �'���� �#� ������ �� �� � ./0 ������� ��

�� ��� ���� ������� "��#�� ������ ��������!#�� ������ �� ���������� �� �"� ������ ����&������ ���� �� #������� ���� ����� � �����$� �� �� ��"� ���"��� ������� ���� ������� �%4 & �� ���#��� �'����� �#� �#� �#���������� ����� "��� #$� �������)��� �� ���� ������� "��#�� ������ �������� ����� ���#���# ������ ��+������� �� ���������� )� ���&����� �� �#������ ����� �#� �'����� �$������ �������� ������� �� � �� �'����� �#� ����$�� �� ��"���������� �� �#� ��������� � ��������� *� ��� ./0 ������ # ������ �)��� �� ���� �����$���� "��#�� ������� �������& �#�� �� "��� �� ������� �� ������ �������� �� ��#� ����� � � � �� �� �'����� ���������� ��"��

5$�� "#�� �'������ ���� �����$���� � ����� �#�������� �� �#� ���� �������� ��� �����) �� ������� ������� ��� � ./0 ������� ����" %6 �$������ &"� ���� �#� �� � ./0 ���� ������ �� � ��������� ���� �� ���� �����$����� 7��� �����$�������"��� ����� �� �#� ��� ������� ���� � �$�������� ������� ����#� ���% �������� � ������������� ������ ������ 8 � � � !#��� ������ � ���������� "��#�#��� �� 9��������� �� � !�� :� ��; & "#� ���� ��������#�� ���"��� �� � ./0 �$������& �$��� �����������& 0/* �� ��#������� ����� � </0�#��� ������ =�������� *� �����& �#��� ��� � �� �����$�� ����� ��� :��� ����������# ��� ./0& ��� �������� �;� �������� � � � ��� �#� >�& >8 � >� �������� �#�� ����� !#�� ����� �$��� �#� �$�� �#�� ��� ./0���� � �& ���# � �#��� �� ��� "��# �����+�������&� ������� "��# ������� �)������ ������ 8 � ?� �$���& ��������� ���� "��# �� � ./0 ���������"��� ����; � ���% ��� �#� ����� =��"� ����"��� �� ��� �46 ��"� �����$� ����� �� & ���$�����&���� ���� ��$���� �#� ��������� � �� ������"��#�� �#� �������� "#��� ����� ������� ����� ���#��������� ��������� ��� �;� �������� � � � ���

0

0.2

0.4

0.6

0.8

0 0.015 0.03 0.045 0.06

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance (Binned)

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

Full Length V2 (250 nt)

V4 (250 nt) V6 (250 nt)

(a) (b)

����� �� 7��� �� � ./0 �$������ ������� ���� �$������ �� ���� ������� "��#�� ������ �������� �� !��� ��������� ��� ���#� �#� ���������# �� � ./0 � �;� �������� � �����#�� �� ��� >�& >8 � >� ������� !#� $����� � ������� � �� �#� ������� ���� �& ����� �#� � ������������ ������� �,������ �� �4@6 ��� ./0 � ������� �!#�� ���� � "� ������� �� �������� �#� ������ �� � ./0 ������� ������ #�� ����� �� � ./0 ������ � ������� ��� ����������� ����� �� � !#� ������ �������� �#� �$�� "��#�� �#� ��� ������ �������& �#�$��� ���� �����$���� �� ������ �� ���� � �#���������� ������ �������� �� A������ �#� ������ ��� � �� ���� �� ����; �� � ./0������������� �� ���� ���"� +����,����� �� �#� �)���� �� �#���������� ������ �� ���� �����$����� A��= �� ������� $��� ���� ������$���� � ��$�� ������ "#�� ������� � ������� ����� �#� ����������# �� � ./0 ���� ��+�����& "#��� �������$��� ���#�� �� �� ����������� �����$���� "#�� ��������� ������ "��# ������� �� �#� >�& >8 � >� ������& �������$����

������� ��� ���� ���� ����� ���� ��� ��� �� ����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

��� �� �� �� ����� �� ���� �� ������� ��� �� �� ���������� � ��������� ������ ����������� ������ ���� ���� ������� ������ !�� �������� ������ �!� �!���� ����� ����� �!� �"�� �#$ ������� �������!���!����� %������� �!� ��� �������� ������ �!� ������ ���� �!��� �! "�&"'� ������ � �!� �� % �#$ �������� �� ������� (&��� �������� � ���� ��������)��� ������� �� ������� �!���� ������ �������� �� �!���� ������ �������� �� �!� ����� ����� *� �!���� �������� !� ����� �!�� ������� � ��+������ !�! � ��!������ �!�� �!� ���!�,�� � ��� ���-�� !�� ��,������ ������ ����� �- ������. ���!���! �!����� ��������������� �� �!� ����� �� ������ ����� ������� ������ �� ����� �- ������ �� ������ �! ������� ���� ������������� � ��� �!� ���� �!�� ���� ����������� -�� ����� �������� �� �� ��������

������� ��������� � ������� � ������

/������� ������ ��� -��,������ ���0��� �� !��1����������-��� /������ ������ ��������� �� �2���� �����)��� ������ �!�� ��� ��� ���������� �� ������ ������������� -�� �������� �-�� 3!� �4� ������ ��,������ �! �!� ������ ������� � �!� ������� �!�� ������� ��� ��� ���� ����������� ������ -��,�����������-����� ������ 5� ������� �!� ����� ������ �����! ����� �! �!� ������ ���� �- ����� �������� �!� �!������� ��� ������ �- ���! ��!�� ������� �!� ������� ������ '��� /��! ������� ���� �������������� �!� ����� �� ������ ���� ����������� -���!��������� ������� ��� ���������� ������� �������� 3!� �������� ��� ��� ����������� �-�����)����� ����� ��� �!��� ������� �� �������� �!��)����� �������� �!�� !��1����� ���� �����-�� ������� � ��� �� -��,���� �!�� �!������� ��� ���� ���)�������� ��� ��������� �� !�! ���� �!� ����� �-�!��������� ������� �� ������ ���� ����������� ������ ���� -�� ���! ������ ��� �!��������� *����������� � ������� -�� �6������� � ������� ����� �1�� �!����� ������� �- �!������� � ������������ ���

���������� �!�� �!�� �- ������ ���78��8 �!�������.��78�8� �������� %���������� ������ �2������ ������- �!� ������� � ���� ������� ������������ �!� �������)��� ��� ��� ����������� ������� ��� ���� ������� ���)�������� � ���� ����������� ���9���� -�� �!� ��2� � �!�������� ��� 8�8'� :����� ������ �2���� � ����� !����!� ����� �- ������ � ���� ���� ��� '. ���%����������� 3���� %4��;��� �!� ���������� �!�� �!� ����� �������� ���)

��� �- �!� ����� ��� �������� ���� �����������-�� !��1����� ���� �����-��� ��� !��1����� ���� �����-��� �!���!� �� �� � ������� ������� !����� ���������� � ������ !��!�� �!� �6��� �- ����������� ����������� ���� ����������� �������� � �������� �!����������� ������ �� ������� 3!� ������ �- ��� �������)��� ������ ������� �!� � ���� �6��� �- !����� ������ ������� �� �!�� �������� � �������� �!������������� '��� 3!�� �� �� �!��� �!��������� �������� ����������� ����������� � ������� -�� ��������� �!��!� ��� ���������� !����� �� ������ �!��������� ��)������ ���� ����������� � ����!��� ��������� �!�� �!���� ������� �- �!��� ����� ������1���� ��� ���� ���������������� �������� -�� �������� �!������� �� ������� �� ������� ��� ���)�������� ������ �!� �������� ���� �� � ���� ����� �- �2������ ��� ������� �!�������� ������ ��������� �! �!� �������� �������� -���!� -��� �!�������� *������ �!� �6��� �- !����� ������ ������� ����������� ���� �!��� �!��������� ��)������ ������� �� �� ���� ��� ������ � �������!�� � �������� �!������� ������ '���

��� ����� �� ������� ��������� � ��� ������������ � ���� �������� �� ����������

������� � ������ !��!�� �!� �6���� �- �!���� !�������!��������� ������� ��� ����� ������� ��� ���������� ������� ��� ���!����� ������� 5!�� ����� �!� ������ ��� ��� ���������� �!� ����������� �� � �������� ��� � ����� !��� ���� ��� �����������)������� ������� ������ ��� ��� ���!�����

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

0 0.1 0.2 0.3 0.4

Gen

e C

on

ten

t C

on

serv

atio

n

Evolutionary Distance

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 0.33 0.30 0.36 Mea

n G

ene

Co

nte

nt

Co

nse

rvat

ion

Evolutionary Distance (Binned)

(a) (b)

������ �� ;��� ����������� � ������ ����� �� ���)������� �������� ��� ;��� ����������� � �������� �!������� ���� �,������ �� ����������� �,������� <����� �!� ���! �� �� ������� ���� ����������� �!�� �������� �!�������� ���� �� ���� �� �2������ ���� -��,�������0������ �2�!����� � ��=�� ��������!� ��� ��� ����������� ������� ��� ���� ����������� ���78��8 ������. �

�78�8� ����������� <����� ����� �� �������� � !�� ����� �� ���������� ����� ����� ������� ���� �� !��� !�!�� ���� ����������� �� ����������� ����������� ��� 8�8" ��� 8��� �� % �#$ ����������� ��� ��� �!�� �!��� ����� �� ���)��� ������� �����= ������ 3!��� ������ ���� �2!�� ��=����������� ���� ����������� �� �������� ����� 8�84 ����������� ��� ����

���� ������ ��� �������� ����� ���� ��� ��� ��

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

������� � ���� �� ��������� ������� ��� �� � �������������� �� ���� ������������ �� ����� ������ ��������������������� �������� �� ������� ���� ��� ���� ������������� ���� ���� �� ����� ��� ���� �� �� �������������� ���� �� �� �� ���� ���� �������� �� ��� ��

����������

���� ����� ������� ���� ����������� ���� �� ��� ����� ���� �� ���� ������� �� � ����� ������������ ������������ ������� ���� ��� ����� �� �� ���������� �� ����� ���� �� ��������� ���������� ���� �������� ������� ��������� �� ���� ������� ������ ��� ��� ������� ��������� ����� ���� � ���� ����� �� ������������ ����������!������� ����� �������������� �� ����� ������������ ���������� ����� �� ������� ������ ��� �� � �������� ��������� ���� � ������� �� ��� � ����� ���� ��� �����"���������� ���� ���� � ������� ��� ���� ��������� ��� ���� ������ ��������� #� $ �%&' �� ������ �#(�()� ��� ����������� ������ ���� ������ �� ���������� ���� �������� �(#�(*���� ������ ����� ���� ��� ������ �� �������������� � ��� �� ����� ��������� ���� �� ������������� ������� ��������� ����� �������� ���� ��� �� ����������� ��� +,-' �����.//����0����������/������ �

/+,-'/ ���� ���������������� ������ ���� �� �1� ��� ����� ���� ������� ���������� ������� ��������� ������� ����� � �������� �� ��� ������ ��� ������������ ���� �������������� ������� ������� � ���� �� ��������� �� �������� ���� ����� ���� ���������� ���������� 2����� ���� ���� ������������ ������ �����������

������� �� ������� ���� ���� ����� ������������ ����������� �������� �� ������� ��������� �������� ���� ���� �������2����� ��� ���������� �������� �� ������ �� ��� ��� �(3���� ������� ���� ������������ �� ����� ����������� ���������� ���� ���� �������� ���� �� �������� �1�������� ����� ������� ���� ���� �� ���� ���������� ���2����� ������ � ����� ������� ������� �������� ����� ������� ������� �� ��� ����������� ������� ��� ������� �� ��� �������� ��4������ � ��� ������ ��������� ���������� ����� � ���� �� ��� ���� ���� �������������� �� ���������������� � ��� ����������� �� ���� �������� ����������� ����� �� �� ���� ���������� ����������� �� ����� �� ���� �� �������� � ������� �� ������� �((�' ������ �� ������� �� ������� ������ *5 ���

������� �� ������� ����������� ��� � �������� ��� � ��������� �� ��� ������ �� ����� ����� �� ����� �� ��������� �������� �� ������������� �� �� ����� ��������� �(6�7� ����� �� ��� ����������� �� �������� �� ��� ��� ��� ��

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27

Evolutionary Distance (Binned)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 Evolutionary Distance (Binned)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 Evolutionary Distance (Binned)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.18 0.21 0.24 0.27 Evolutionary Distance (Binned)

(a) (b)

(c) (d)

Mea

n G

ene

Co

nte

nt

Co

nse

rvat

ion

Mea

n G

ene

Co

nte

nt

Co

nse

rvat

ion

Mea

n G

ene

Co

nte

nt

Co

nse

rvat

ion

Mea

n G

ene

Co

nte

nt

Co

nse

rvat

ion

������ �� +�� ���������� ��"� ��� �� ������� �1���� �������� �������� �� ���� ������� ������������ ��� ������� ���� ��� ,��� ����� �������������� ������ �� ���� ������� ������������� ����� �� ������ �� )�)3 #� $ �%&' ������������ ��� ����� 8����� ��� �� �������� ������ ����� ��������� ������� ��� ����� �� ���"� ����� �� ��� ��� �������� ������� �� ���� ��� ����� �� ��� ����������� �� ������ � +��� ������������ ���������������� ��������� �� ������� ������ ����� �� ��� ���� ����������� � '� �� ��� �� ������� ���� �� �������� ������ ����� �� ���� �� ����� �� � ���� ��������� �� '� �� ��� �� ��� ���������� �������� �� '� �� �� �� ��� ���������� ,���� ��� ������ ��� �������� ����� �� ��� ����

������� ���� ����� � ����� ���� ��� ��� �� ����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

������� ������� �������� ����� ������� � ���� �� ����������� ��� �� ������� �� ���� ��������� ��� ������������� ����� ���� �������� � ��� ����������� �� ���� ��� ��� �� � � ����� ���� � �� ��� ���������������� ��� ��� � ���� ��� �� ��������� ����������� ������ ������ �� ����� ����� ���� � �� ���� ������ �� ��������� �� ��� �� ���� ��� ��� ��������� � �� �� ����� ������ ����� ����� �� ���������� ������ ��� ���� ��� �� ��� ��������� �������������

� !�� �� ������� �� ������ � �� ������� �� ���� ���� ��� � ���� ������� ���������� ���� ������ �� ��� �� ��� ���� �� � �� � ��� ��� ��������� ��������� "� �� � ���� � ����� �� ����� ��� �� ������ ���������� ������� ��� ��� ��� �� ������� ��� �� ���� ������������ �� ��� � ����� ���������� �� ���� ��� � ����� ��� � ��� �� �������� �� ���������� ����������� ��� ���� ������ ���� � ������� ��� � � ������������� #�� ��� ����� ����� �� ����� ��� ��� ����������� � ������� ����������� ���������� ��� ������ ������ ����� ��� �� � �� ������ ��� �� �� ����������� �� ���� ���������� ��� ���� �� � � ����� �������� � ���� ���� ������� �� ������ �� �� ������� � $�� � #����� ��� ���� %����� &�������'$#%& ()*+, �� $�� � #����� ��� ���� �-�������� � &������� ($#-.&/ ����0��� ��� ����������� � �!���1�!����� ����$#-.&+ "�� ����� ���� �� � � �� ��� � � ��� �� ��� ���� ����� � ������� ��� �2���� �� ��������� � � �� ��� �� ��������������� �� �������

����������� ��

&��������� �� 3 � �� � ��� � .�4 5����

��������������

"�� ������ ����� �!� �� �� �! 6���� 7������!�-�� ���� 8�������� "��� 9 ������ 3 ��� $�3�� �� ��& � . !���� ��� ������� �������� �� ��� � ������� 6 : ����� ��� �!� �� �� �! �� �� ��� ��� � ;;%�����3 � � ���0 $��� �� $ � ������<<� $83= >*?@������ ��� � ���� � � �� ��� � �� �� ���A���� ������� �� ��� ����� �� �������

�������

. ��� � #�������� �� B� ��� ��������� � �� ��� (�� ��"C? %$DEF>G �� 6 : +/ . ��� � #�������� �� B� ���(�� �� ������� HD@37DFE**G� 4D@B%DD)EF?+/ 8����<� �� 8���� I���� ��� �� ����� �� B�� �� B�����$��� � #������� (BB$#+ I����� ��� ���� ������� ���0 . ��� � #�������� �� B� ���/ BB$#

������� �� ����� ���� �� .��� ���� ���

����� ��

@ "���� ����H 6 � J���4 - � B � ���$ � I� ����J������8 $ �7�����4 �� %������6 # (?DDF+ "�� ��� � �����������A��� ����� ���� ED)KE@D

? H ���. 4 (@GGF+ � ������� � �� �� ����� � ������ �� ����������� ������ ���� FC)KF)D

C #� ���. � 7�� �7 � B ��� � �$ � 5� � �& �� $� � �"

(@GEG+ -������ �� ��� ������ �� ��� �� ���� � ��� ���� � �� ��! ������ ������� ���� ����������� ����� �� ����� �������� ���� ���� ����� ���� ���� ��� GC>>KGC>G

) 9�����8 4 (?DDD+ #���������� ��� ����� � ����������� ����

���� ���� ����� ���� ���� ��� ECG?KECG* > 9�����8 4 (@GEF+ = ���� � ������� ��������� ���� ���

??@K?F@ * 5�����% 6 �� 9�����8 4 (@GGC+ 4����� � 4.�0 !�� ��

��������� ����� ��� �� @@CK@?C F 3��������9 I �� =�����6 4 (@GG)+ "����� ����� ���

���������� �� ��� ����� � ���� ���� ���� ����� ���� ���� ���*F?@K*F?E

E J���4 - � J��������8 � � B � ���$ � 7�����4 ��%������6 # (?DDE+ 9����� ���� ������0 ������� �� ��������� �� ��� ������� ���� ��� ���������� �� FF*KFEE

G J���4 - � "���� ����H 6 � 7����& �� %������6 # (?DD*+$���� � �������0 ��� � ��� ������� ���� ��� ��� ������

����� ���� @D??K@D?C @D "���� ����H 6 � B � ���$ � L ������!��" � 8 �� ����= J �

3��� ��� � J���4 - � &����$ J � 6�����9 6 � 4���= � ��2������6 H � �� (?DDE+ � ���� ��� �������� � ����� ��

�� � ���� ����� ���� )EDK) @@ I� �!�3 . � &� �� ���� J � I���� ��4 � � =����!���- 8 �

B �� ��. �� H ���. 4 (?DDF+ $������ ��������������� � ����� ��� �� ����� � �������� �� � ���� � ��� �

�M �� ���� ����� ��� ��� ���� ���� ����� ���� ���� ���@CFEDK@CFE>

@? 3����������J � B����& � &����$ J �� 4��� ��3 � (?DDE+"�� ��� �� �2���� �� � ������ �� ��� ��� � ���������� � � ��� ��� �� ���� @*& �4.� ���������

���� ������ �� �?ED @C J�$ � 9 ���= � :� ���$ � 4 �� � ����$ � 9 ���& � :����B �

:� ���L � &����6 � H ���N � 9��B � �� (?DDE+ &������ ���������� ����� �� ��� � ��� ���� ���������� ���� ����

����� ���� ���� ��� ?@@FK?@?? @) 7���� ������7 " �� "��A��6 $ (?DDF+ H��! ����� � ������

�� ��������� � ��� ������ �� 0 � �������� �� �� �������

�� � ��� !��� ���������� �� >D)K>DG @> 7���� ������7 " �� "��A��6 $ (?DD>+ %����� ������ �� �

� ��� ��� ������ ������� ��� ���! ������ ���� ���� ��������� ���� ��� ?>*FK?>F?

@* 9�����4 � � =��� ���O � H���!����% C��� 4�������H � 4������H �4 �!��3 � =��!����- J � J���& 4 � =������ � B �!����6 � �� (?DD?+ -������ ��� � ��������� ��� ��� �� ��� ��������

������ �������� �� ���� ������� -������� ���

���� ���� ����� ���� ���� ��� @FD?DK@FD?) @F %����� ���B � J���= � %� �4 � H��������7 H � &��� �� ���4 �

L � �! �L � 7� ���8 � &���� ���& � $�����" I � ����� ��$ � �� (?DD>+ % � �� ���� �� ������� ����� ����� ��� ��������� B����� ���� ����� ���� "���� �� �)C

@E &��� �� ��& � H ��N � &���!� ����7 - � 8�������. 3 �7��������= . � 9��� ��" & �� $������6 $ (@GGF+ 4���������������� � ���� ����������� � ��� $���� ������ ������������������ ��� ��� ������� ��� ������ ���� � ������ ���

���� ���� ����� ���� ���� ��� GE*GKGEF) @G ����� ��$ � $������% � :���H � 9����" � 3����# � 7�����!�= �

O������� 6 � 9 �����3 $ � ���������8 6 � - ����� ��9 4 � �� (?DD)+ $���������� �� ������ �� ��� �� ��� � ������ L����

����� ���� ���� ����� ���� ���� ��� @FECFK@FE)? ?D $�� ��. � (?DD?+ $���� � ��� ���0 ������ �������� �

� ���� � � ������� ���� ��� >ECK>E* ?@ ����������& % �� 7��� ���8 % (@GGE+ 4������ ������� ��

������� ������� #��� ���������� �� ?*CK?*E ?? & ��������= �� ����������& % (?DD>+ %����� �������� � ���

��� �H������ ���� ��� !��� ���������� �� >FGK>E> ?C I�!����& � L��������7 � 9 ! � � �$ � $�������$ ��

.��! � �7 (?DDC+ P���� ��� �� ��������� �� �������

� � ������ � ���� �� ���� ������ ��� C)FKC>F ?) H ���& � = ��& 7 � 3 ��& � B ����- " �� 3��� �8 (?DDE+

$������ � ��� ���� �� ������ ��� � �� ���0 ������ ����

���� ������ ����� ����$% &'('% )��� *+% ��� (&

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

������ ��� ������ ������ �� �� ������ � � ��������������� ����� �� ����

��� ���� ��������� �� � ! ������ � "��� ����� �� � #�� ����� �� ���� � ��� �� �� ����$ �� �� � ��� �%�&�% �

�'� "����������(�� )�������*��(�� +���� ,���+���� -����.��/��0���� 1������1�2�� "�*��)�� "����3 �4�2� ��������+�5� �� 6! 7������ � ����� �� �� ����� �� � ��� 3������ *� � �� �� �� 8 �� ����� �� ���� �� � ��� ������ ��� 6 ��&6 �'�

��� "����������(�� 8���������4�� 9 ��� ������ /� ������"�:��2*������"�� )�����������"�� :�������:��� ��� +���� ,���+�������%! "���� �� ���� � � �� 8 �� ����� � ���#��������� *� � ��� � ;��� � �� � ����� �� � ��� ���� ���� ����� ��� �<�<&�<6<�

�6� 5 �� ���1�� 4�*��� ��1�� 9�*����� ��=� ��� 1�� ����=�)�����6! 9�� ������� -� 5 �� +��3��� ��-5+! � ����> ������ ����� � ��� �������� � ��?��� ��� �� ����� ���������� ������� ���� ���� ��� +%��&+%� �

� � 1� ������ 4�@#����7�� A � ������2�� )�����:�� )�������:����������A�)�� �����4�� �������4�� 5 ��������� 5 ��B� � ��������! 7�)����> � ���� �� ��� �� ����� ��� ��C������������ ����� �� �����

<�� 2�������"�8�� � ���/�� 4 ����/�� 4������/� ��� 5 �����+�:��� �! A�� � ����� �� ����� ����� ���� � ��� ����� ����%�<&%���

<�� )������9� ��� (��������7� ����<! .������� � �������� �3�#��� ��� ��� �'" 3������ �=2 ������ � ��C������3��� �� �������� ���� ��������� �� � ���� %�&% �

<�� +�"�� ��9�B� :� ��������,�7�� 1�����1�� A�� ����5��5�����=�� 7 �����D�4�� 7������ ��� 2���������5� ����'!=2"9> � ��� ��� ��C����� �� ����� ��*� �� ������ *������� � �� �'" �=2 ������ ������� ���� ���� ��� /< %&/< �

<<� 5����+�:� �� �! �'"E�<" �=2 ��C���� ��� .� "����3��������� ���������#�4� ����!� ������� ��� ������ ��� �� ��� ������!� ��� ���� / ���� =�# D���

<%� +�"�� ��9�B�� ��������,�7�� 5�����=�� ��?���4�� A�� ����5��1�����1�� ��3��9�� +���* �+�� ���7�� 2���������5� � ��� ����'!���������� � �� ���F������� �'" �=2 ���� ���3��� ���#��3���� ����� 3�� # � 2�A� ""� ������� ���������� ����' &�����

<�� "��������5�� �*����:� ��� 8����:�2� ����'! )�����> � ��� �������� �� �� ���@�� �� ��3� ?� � ��� �����#���� ���� ���

�6�<&�6�%�<'� 5 ��B�� +�"�� ��9�B�� 2���������5� ��� 1� ����� ����6!

2����� �@����� ��� ������ ��� �'" �=2 ��C������

������� 3� � ���� ������� �����C������� ������� ���� ������� �����

<�� A�������8�� 5�������� "�����3���:�5�� 7������+�2� ���������:�.� �����! ���F3��� �� ����� �� � �� �����

��� ��� �������� �� � ��&� ���<6� 9�������:� �����! �*��� �� �� ���� ��� �����*� �� �

��������� ������ ����� �� ��"�2�)������< � 9������)�4� ��� = ������1�4� �����! 4����� ��� ��� ���

3� �� �� �� ,���� ���� ����� 3�#��� 3��� ��

�� ��� ���������� �� ���&����%�� :�������� ��� -*������:� ����%! ������ ��� � �� G����� ��

� ��� *�� �> ��� ��� �'" �=2 ���� ��C������ ��� 3� ����� � 3��� � # � � ���� � *���� ������� ��� ������� ���� ���""� ������� ���������� � %6<�&%6< �

%�� =�������D�� .���9�� 4�������� ��� ��?�3� �9� ����%! A ����3 ���� ��� ���� ��� �� �� ,������ ������� ����� �

������ � �������� �� ���� � ��� �'�&�''�%�� +��� ���/�8� �� ! 7�������� � ����� G�� �� ��� �� �� *����

��� �������� ���� ���%&��� �%<� �����:�5�� A��������A�:� ��� /� ������:� ����6!

4 ��3 �� 3 ���������> ��� �@����� � � �� �������� �����< &��%<�

%%� 9��3�����7�:�� �������4�� D���������9�� )������A�5��

+������2�� 5�������� "�� ��4�5�� :�����/�:�� ����A�2��2;�� �:�7� � ��� ���� ! 2 ��� �� � ��3 ��� � �3��� ���

���� # ��� �� ���� ��� %6�&%6%�%�� )���������1�� 5��3��)�5�� �������4�� 8 ���=�� ������:�.�

��� 1� ����� ���� ! A��� �� ������ � *� � �� � �����

3��� ��3 �� ����� ����� ��� ��� �������� ���� �' %&��%'� 8 ����+�� �� ����� ����9�� 4� ����=�� "�������:�� "���7��

9����*��9�� 9�������=�� 2�����4�:�� 2�� ��� �"�(� � ��� ����6!9�� � � ��� ����� �� �3�� � ������ ��C����� �4.�"!

���� G�� ��� �� ��� ������� ��� �%�&�%��

������� ���� ��������$ %&'&$ (�� )*$ �� '% ����

at Washington U

niversity School of M

edicine Library on July 27, 2011nar.oxfordjournals.org

Dow

nloaded from

Recommended