GENOMIEN EVOLUUTIO
luonto
VIESTINTÄ
Genomisekvenssit paljastavat globaaleja leviämisreittejä ja ehdottavat konvergoituvia geneettisiä mukautuksia merihevosten evoluutiossa
PacBio |Illumina |Hi-C |WGS |Geneettinen monimuotoisuus |Väestöhistoria |Gene Flow
Biomarker Technologies tarjosi Pacbio-sekvensointi-, genomi de novo -kokoonpano- ja annotaatiopalvelut.
Kohokohdat
1. Saatiin korkealaatuinen kromosomitason merihevosen (Hippocampus erectus) genomi, jonka N50-kontig oli 15,5 Mb.
2. Yhteensä 358 genomia maailmanlaajuisesti 21 merihevoslajista sekvensoitiin uudelleen.
3. Merihevoset, jotka kehittyivät myöhään oligoseenissa ja myöhemmät ympäri maailman asutusreitit on tunnistettu ja yhdistetty merivirtojen ja paleotemporaalisten meriteiden aukkojen muuttuvaan dynamiikkaan
4. Toistuvien "luukärkisten" mukautuvan fenotyypin geneettinen perusta liittyy riippumattomiin substituutioihin keskeisessä kehitysgeenissä.
5. Koskenlasku merivirtojen kautta kompensoi huonoa leviämistä ja nopea sopeutuminen helpottaa uusien elinympäristöjen asuttamista
Saavutukset
Kuva 1 358 merihevosnäytteen geneettinen monimuotoisuus ja fylogeneettiset suhteet
aNäytteenotettujen merihevosten maantieteelliset näytteenottopaikat, joissa on 21 merihevoslajin nukleotididiversiteetti (π) 22 kromosomissa.b Naapuripuu, joka on rakennettu 358 merihevosen genominlaajuisista SNP:istä.Sijaintinastasymbolit kohdassa (a) ja haaran tausta (b) vastaavat toisiaan.
Kuva 2 Merihevosten kolonisaatio ja väestöhistoria
aFylogeneettiset puu- ja eroamisaikaarviot 21 merihevoslajille.Haaraviivan paksuus vastaa populaation kokoarvioita (Ne) ja värit osoittavat eri linjat.Symbolit I–III osoittavat kalibrointipisteitä.b–d Merihevosten ennustetut kolonisaatioreitit (värilliset nuolet), jotka perustuvat eroamisaikaan, levinneisyyteen, vikarianssitapahtumiin ja valtamerivirtoihin (valkoiset nuolet).b IndoAustralian saaristo oli Hippocampus-suvun alkuperäkeskus (punainen merkintä), ennen kuin merihevoset monipuolistuivat ja levisivät maailmanlaajuisesti 18–23 Ma.c Merihevoset kolonisoivat aluksi Atlantin valtameren avautuvan Tethyan-meriväylän kautta, joka sulkemisen jälkeen (Terminaalitapahtuma 7–13 Ma) erotti tämän Tethyan-sukulinjan Intian valtameren sisarlinjastaan.Jälkimmäinen monipuolistui myöhemmin nopeasti (keltainen merkintä) Arabianmerellä ja perusti toisen merihevosten monipuolistamisen keskuksen.d Toinen Atlantin valtameren merihevosten kolonisaatiotapahtuma tapahtui Intian valtamerestä noin 5 miljoonan etäisyydellä Etelä-Afrikan kärjen ohittamisesta ja saapui lopulta itäiselle Tyynellemerelle vielä avoimen Panaman merireitin kautta noin 3,6 miljoonaa.
Kuva 3 Geenivirta ja tehollisen populaation koon vaihtelut
aGeenivirta havaittu Etelä-Atlantin valtamerellä asuvien lajien välillä.Geenivirtaus näytetään valkoisten viivojen lähellä G-PhoCS:n päätelmänä migraationopeudena.Nuolien paksuus ja suunta vastaavat geenivirtauksen nopeuksia ja suuntaa.b Efektiivisen populaation koon vaihtelut PSMC:n mukaan.X-akseli edustaa aikaa vuosia ennen nykypäivää, kun taas y-akseli edustaa tosiasiallista väestön kokoa.Kartat on järjestetty pääosin kunkin lajin maantieteellisen levinneisyyden mukaan eri levinneisyysalueilla.c Merenpinnan muutos viimeisen miljoonan vuoden aikana metreinä33.Keltainen viiva osoittaa viimeistä globaalia interglasiaalista huippua, kun taas syaanisävy osoittaa viimeistä jääkauden maksimijaksoa.
Kuva 4 Piikien kehitys.
aVasemmalla lajipuu, joka esittää merihevosten piikien itsenäistä kehitystä.Haaran pituus ilmaisee substituutioiden määrän paikkaa kohti.Neljä piikkistä merihevoslajia on korostettu sinisellä.Paksummat oksat vastaavat suurempia määriä ei-synonyymeistä synonyymeihin substituutioita (dN/dS) bmp3-geenille.Kanoninen ja yleistetty McDonald and Kreitman -testi (MKT) bmp3-geenille suoritettiin kolmelle parittaiselle sisarlajille, joiden taustaväreillä korostetut erilaiset piikit ja ei-piikit piirteet, joiden merkitsevyystasot ilmaistiin p-arvolla sinisellä ja punaisella kirjasimella.Oikealla, bmp3-proteiinin aminohapposubstituutioiden, polymorfisten ja kiinteiden substituutioiden vertailu merihevosissa on merkitty punaisilla ja sinisillä ympyröillä.b dN/dS-arvojen jakauma bmp3:ssa piikikkäillä merihevosilla verrattuna ei-piikkälajeihin.c Itsenäinen evoluutio fylogeneettisessä puussa, joka on rekonstruoitu bmp3:n koodaamalle proteiinille.d Hippocampus erectuksen bmp3:n koko-mount in situ -hybridisaatio.
Viite
Li C et ai.Genomisekvenssit paljastavat globaaleja leviämisreittejä ja ehdottavat konvergoituvia geneettisiä mukautuksia merihevosten evoluutiossa.Nat Commun.2021 17.2.2021;12(1):1094.
Uutisia ja kohokohtia Tavoitteena on jakaa uusimmat onnistuneet tapaukset Biomarker Technologiesin kanssa, vangita uusia tieteellisiä saavutuksia sekä tutkimuksen aikana käytettyjä merkittäviä tekniikoita.
Postitusaika: 06.01.2022