多层基因组约束塑造植物核tRNA基因组织
种群与进化
2026-04-30 v2
摘要
转谷RNA (tRNA) 是翻译机器的关键组成部分。其丰度和多样性塑造解码能力和蛋白合成效率与准确性。由于tRNA丰度通过tDNA拷贝数、染色体组织和控制转录的顺式调控序列编码，预期这些特征会影响翻译。然而，主导核tDNA组织原则仍不为人所了解。本研究通过比较基因组方法，在序列、染色体和基因组尺度上分析了53个光合真核生物（包括主要的Archaeplastida目系谱系和次级内共生生物），以及七个非植物真核生物的外群，来支持这些分析并开发了ShinytRNA (https://nebula.ibmp.unistra.fr/shinytRNA/) 用于tDNA组织的基因组级探索。核tDNA拷贝数在物种间差异超过两个数量级，但对应于每个氨基酸的tRNA家族相对表示在目系谱系中保持惊人的保守，揭示了对tDNA剂量的强进化约束。在被子植物中，tDNA表现出与RNA聚合酶III转录相关的强化顺式调控特征，包括扩大的AT富集区域、富含CAA基序以及延长的聚T段。在染色体尺度上，tDNA主要分布在染色体臂上，呈现与基因组大小比例缩放的均匀间距，同时显示出非随机的染色体分布、排除在着色体区区域以及有限的聚类。综上，这些模式揭示了植物核tDNA组织的保宏且目系特异的原则，突显了多重基因组约束如何塑造核tDNA储备库的演化。
引用
@article{arxiv.2511.01943,
title = {Multilevel genomic constraints shape nuclear tRNA gene organization in plants},
author = {Guillaume Hummel and David Pflieger and Valerie Cognat and Laurence Drouard and Alexandre Berr},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01943},
year = {2026}
}
备注
24 pages, 6 figures, 13 supplemental figures, 2 supplemental tables