Коррелированные изменения числа копий генов в сети белков семенной жидкости у Drosophila

У Drosophila melanogaster мужской белок семенной жидкости Sex Peptide регулирует продолжительные посткопуляционные изменения в физиологии и поведении самок. Для поддержания долгосрочных посткопуляционных ответов у самок требуется связывание Sex Peptide со спермой, которое опосредовано сетью других белков семенной жидкости. Недавнее исследование зафиксировало значительную вариативность числа копий генов Sex Peptide у видов Drosophila. Мы выдвинули гипотезу, что вследствие общих селективных давлений и компенсаторных изменений для сохранения функциональности члены сети Sex Peptide должны демонстрировать коррелированные паттерны дупликации или утраты генов. Используя вычислительный конвейер, объединяющий итеративные поиски по геномам и филогенетическую кластеризацию для разрешения гомологий, мы аннотировали межвидовую вариативность числа копий генов сети Sex Peptide. Мы обнаружили, что эти гены присутствовали у общего предка видов Drosophila и во многих случаях появились раньше, чем сам Sex Peptide. Более того, мы наблюдали статистически значимые корреляции событий дупликации или утраты генов между членами сети. Наши результаты указывают на то, что отбор, действующий на вариацию числа копий, является дополнительным источником межвидовой изменчивости репродуктивных генов и способствует поддержанию взаимодействий репродуктивных генов. Используя паттерны совместной утраты генов в роде, мы также идентифицировали и экспериментально валидавали члена сети, что свидетельствует о полезности подхода поиска функционально связанных генов по коррелированной утрате. В отличие от сети белков семенной жидкости Sex Peptide, белки, продуцируемые самками и модифицирующие функции, лежащие ниже по цепочке после связывания Sex Peptide со спермой, не показали корреляции событий смены числа копий с членами сети Sex Peptide.