EVOLÚCIA GÉNU
prírody
KOMUNIKÁCIE
Genómové sekvencie odhaľujú globálne cesty rozptýlenia a naznačujú konvergentné genetické adaptácie vo vývoji morských koníkov
PacBio |Illumina |Ahoj-C |WGS |Genetická diverzita |Demografická história |Gene Flow
Sekvenovanie Pacbio, zostavenie genómu de novo a anotačné služby poskytla spoločnosť Biomarker Technologies.
Zvýraznenie
1. Bol získaný vysoko kvalitný genóm morského koníka na úrovni chromozómov (Hippocampus erectus) s kontigom N50 15,5 Mb.
2. Celkovo bolo presekvenovaných 358 genómov z 21 druhov morských koníkov z celého sveta.
3. Morské koníky, ktoré sa vyvinuli v neskorom oligocéne, a následné cirkum-globálne kolonizačné cesty sú identifikované a spojené s meniacou sa dynamikou morských prúdov a paleotemporálnych morských otvorov
4. Genetický základ opakujúceho sa adaptívneho fenotypu „kostnatených tŕňov“ je spojený s nezávislými substitúciami v kľúčovom vývojovom géne.
5. Rafting cez oceánske prúdy kompenzuje slabé rozptýlenie a rýchla adaptácia uľahčuje kolonizáciu nových biotopov
Úspechy
Obr. 1 Genetická diverzita a fylogenetické vzťahy 358 exemplárov morských koníkov
aGeografické miesta odberu vzoriek morských koníkov so vzormi nukleotidovej diverzity (π) 21 druhov morských koníkov na 22 chromozómoch.b Susedný strom skonštruovaný s celogenómovými SNP 358 morských koníkov.Symboly kolíkov umiestnenia v (a) a pozadie vetvy v (b) si navzájom zodpovedajú.
Obr. 2 Kolonizácia a demografická história morských koníkov
aOdhady fylogenetického stromu a času divergencie pre 21 druhov morských koníkov.Hrúbka vetvy zodpovedá odhadom veľkosti populácie (Ne) a farby označujú rôzne línie.Symboly I–III označujú kalibračné body.b – d Predpokladané trasy kolonizácie (farebné šípky) morských koníkov na základe času divergencie, distribúcie, viariačných udalostí a morských prúdov (biele šípky).b Indo-austrálske súostrovie bolo centrom pôvodu (červené označenie) rodu Hippocampus predtým, ako sa morské koníky diverzifikovali a rozptýlili po celom svete 18–23 Ma.c Morské koníky spočiatku kolonizovali Atlantický oceán cez otváracie more Tethyan, ktoré po svojom uzavretí (konečná udalosť počas 7–13 Ma) oddelilo túto tethyanskú líniu od jej sesterskej línie v Indickom oceáne.Ten sa následne rýchlo diverzifikoval (žlté označenie) v Arabskom mori, čím sa vytvorilo druhé centrum diverzifikácie morských koníkov.d Druhá udalosť kolonizácie morských koníkov v Atlantickom oceáne sa vyskytla z Indického oceánu okolo 5 mil. míňaním juhoafrického cípu a napokon priplávaním do východného Tichého oceánu cez stále otvorené Panamské more približne 3,6 mil.
Obr. 3 Génový tok a fluktuácie efektívnej veľkosti populácie
aTok génov zistený medzi druhmi obývajúcimi južný Atlantický oceán.Tok génov je zobrazený v blízkosti bielych čiar ako rýchlosť migrácie odvodená pomocou G-PhoCS.Hrúbka a smer šípok zodpovedajú rýchlosti a smeru toku génov.b Kolísanie efektívnej veľkosti populácie podľa PSMC.Os x predstavuje čas v rokoch pred súčasnosťou, zatiaľ čo os y predstavuje efektívnu veľkosť populácie.Tabuľky sú usporiadané hlavne podľa geografického rozšírenia pre každý druh s rôznymi oblasťami rozšírenia.c Zmena hladiny mora za posledných 1 milión rokov v metroch33.Žltá čiara označuje posledný globálny medziľadový vrchol, zatiaľ čo azúrový odtieň označuje posledné maximálne obdobie ľadovca.
Obr. 4 Vývoj tŕňov.
aVľavo, strom druhov zobrazujúci nezávislý vývoj tŕňov u morských koníkov.Dĺžka vetvy udáva počet substitúcií na miesto.Modrou farbou sú zvýraznené štyri druhy ostnatých morských koníkov.Hrubšie vetvy zodpovedajú vyšším mieram nesynonymných až synonymných substitúcií (dN/dS) pre gén bmp3.Kanonický a generalizovaný McDonald a Kreitmanov test (MKT) pre gén bmp3 sa uskutočnil pre tri párové sesterské druhy s divergentnými ostnatými a neostnatými znakmi zvýraznenými farbami pozadia, ktorých hladiny významnosti boli označené hodnotou p s modrým a červeným písmom.Vpravo, porovnanie substitúcií aminokyselín v proteíne bmp3, polymorfné a fixné substitúcie u ostnatých morských koníkov sú označené červenými a modrými krúžkami.b Distribúcia hodnôt dN/dS v bmp3 u ostnatých morských koníkov v porovnaní s neostnatými druhmi.c Nezávislý vývoj vo fylogenetickom strome rekonštruovanom pre proteín kódovaný bmp3.d Kompletná in situ hybridizácia bmp3 v Hippocampus erectus.
Odkaz
Li C a kol.Genómové sekvencie odhaľujú globálne cesty rozptýlenia a naznačujú konvergentné genetické adaptácie vo vývoji morských koníkov.Nat Commun.17. februára 2021; 12 (1): 1094.
Novinky a najvýznamnejšie udalosti sa zameriava na zdieľanie najnovších úspešných prípadov s Biomarker Technologies, zachytávanie nových vedeckých úspechov, ako aj významných techník použitých počas štúdie.
Čas odoslania: Jan-06-2022