Геном панцирной щуки проливает свет на эволюцию позвоночных и облегчает сопоставление человека и костистых рыб
The spotted gar genome illuminates vertebrate evolution and facilitates human-teleost comparisons
2016-03-07
SCID: 54.1/5v3kmgm2
Discuss with AI
цис-регуляторные элементыконсервативные некодирующие элементыгеном пятнистого панцирникадупликация генома костистых рыбэволюция позвоночных
Figures from the paper
Abstract (AI)
Инго Брааш, Джон Постлтуэйт и коллеги сообщают о геноме панцирной щуки (Lepisosteus oculatus), линия которой отделилась от костистых рыб до удвоения генома. Полученные данные дают представление об эволюции генов, участвующих в иммунитете, минерализации и развитии, а также облегчают сопоставление цис-регуляторных элементов у костистых рыб и человека. Чтобы связать биологию человека с биомедицинскими моделями на основе рыб, мы секвенировали геном панцирной щуки (Lepisosteus oculatus), линия которой отделилась от костистых рыб до полногеномного удвоения у костистых рыб (TGD). В медленно эволюционирующем геноме панцирной щуки многие целые хромосомы предков костных позвоночных сохранились по содержанию и размеру. Панцирная щука связывает костистых рыб с четвероногими, проливая свет на эволюцию иммунитета, минерализации и развития, опосредованных, например, генами Hox, ParaHox и микроРНК. При использовании генома панцирной щуки становятся видимыми многочисленные консервативные некодирующие элементы (CNE; часто цис-регуляторные), не обнаруживаемые при прямом сопоставлении геномов человека и костистых рыб: функциональные исследования выявили консервативные роли таких скрытых CNE, что облегчает аннотацию последовательностей, идентифицированных в общегеномных исследованиях ассоциаций у человека. Транскриптомный анализ показал, что суммарные области и уровни экспрессии дуплицированных генов костистых рыб часто приближаются к характерным для генов панцирной щуки пространственно-временным профилям и уровням экспрессии, что согласуется с субфункционализацией. Геном панцирной щуки представляет собой ресурс для изучения эволюции после удвоения генома, происхождения геномов позвоночных и функций регуляторных последовательностей человека.
Key Findings
1
Домены и уровни экспрессии дуплицированных генов телеостов часто в совокупности приближаются к исходным паттернам панцирной щуки, что подтверждает субфункционализацию после удвоения генома.
2
Медленно эволюционирующий геном панцирной щуки сохраняет состав и размер многих целых хромосом древних костных позвоночных.
3
Геном проясняет эволюцию иммунитета, минерализации и развития благодаря консервативным генам Hox, ParaHox и микроРНК.
4
Геном панцирной щуки представляет линию, отделившуюся от телеостов до удвоения генома телеостов, и служит промежуточным ориентиром между телеостами и четвероногими.
5
Использование панцирной щуки выявляет многочисленные консервативные некодирующие элементы, незаметные при прямом сравнении человека с телеостами; функциональные исследования подтверждают их консервативные регуляторные роли, важные для интерпретации последовательностей, связанных с исследованиями GWAS.
Research Object
геном пятнистой панцирной щуки (Lepisosteus oculatus)
Research Subject
эволюционная консервативность и дивергенция генома, включая эволюцию и функции генов и cis-регуляторных элементов, связанных с иммунитетом, минерализацией, развитием и сопоставлением человека с костистыми рыбами
Publication Details
Publication Date
2016-03-07
Journal
Publisher
ISSN
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest