对数百个物种串联重复序列的比较分析揭示了着丝粒进化的独特见解
基因组学
2013-02-12 v1
摘要
着丝粒对于染色体分离至关重要，但其 DNA 序列进化迅速。在大多数已研究的动物和植物中，着丝粒包含兆碱基规模的串联重复阵列。尽管其重要性显著，但关于不同门类的不同物种间着丝粒串联重复序列在多大程度上共享共同特性，人们知之甚少。我们利用生物信息学方法，使用公开可用的基因组序列和我们自己的数据，从 282 个物种中鉴定了高拷贝串联重复序列。对于大多数先前已表征过着丝粒的物种而言，最丰富的串联重复序列即为着丝粒 DNA 这一假设是成立的，这表明这是基因组的一个普遍特性。我们的方法兼容所有当前的测序技术。长读长的 Pacific Biosciences 序列使我们能够发现长达 1,419 bp 的串联重复单体。在几乎所有动物和植物基因组中都发现了高拷贝着丝粒串联重复序列，但重复单体的序列组成和长度高度可变。此外，序列同源性的系统发育分析显示，除了约 5000 万年的分歧时间外，几乎没有序列保守性的证据。我们发现，尽管总体上缺乏序列保守性，但来自不同物种的着丝粒串联重复序列表现出相似的进化模式，包括高阶重复结构的出现，其中几个多态性单体构成一个更大的重复单元。虽然大多数真核生物的着丝粒位置是由表观遗传决定的，但我们的结果表明串联重复在动物和植物的着丝粒中都非常普遍。这表明此类重复具有功能作用，或许能促进跨染色体的着丝粒 DNA 的协同进化。
引用
@article{arxiv.1209.4967,
title = {Comparative Analysis of Tandem Repeats from Hundreds of Species Reveals Unique Insights into Centromere Evolution},
author = {Daniël P. Melters and Keith R. Bradnam and Hugh A. Young and Natalie Telis and Michael R. May and J. Graham Ruby and Robert Sebra and Paul Peluso and John Eid and David Rank and José Fernando Garcia and Joseph L. DeRisi and Timothy Smith and Christian Tobias and Jeffrey Ross-Ibarra and Ian F. Korf and Simon W. -L. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.4967},
year = {2013}
}