转录因子同源基因的普遍变异有助于调控网络的进化
基因组学
2017-04-28 v1 种群与进化
摘要
转录调控网络的差异构成了生物体间观察到的大部分表型变异的基础。顺式调控元件的改变被广泛认为是调控网络进化的主要方式，但也观察到了由于转录因子 (TF) 变异导致的调控网络分歧的例子。为了系统地确定 TF 对调控分歧的贡献程度，我们分析了跨越约 4500 万年进化的 12 种果蝇物种中最大一类后生动物 TF——Cys2-His2 锌指 (C2H2-ZF) TF 的进化。值得注意的是，我们发现果蝇中相当大一部分 C2H2-ZF 1 对 1 同源基因表现出可能影响其 DNA 结合特异性的变异。除了 C2H2-ZF 结构域的丢失和招募外，我们在黑腹果蝇 (D. melanogaster) 与其他果蝇物种共享的结构域中发现了约 47% 存在分歧的 DNA 接触残基。这些分歧的 DNA 接触残基存在于我们分析中约 66% 的黑腹果蝇 C2H2-ZF 基因中，对应于约 24% 的所有注释黑腹果蝇 TF，显示出功能约束的证据：它们倾向于在系统发育分支间保守，且进化速度慢于其他分歧残基。同样的变异在黑腹果蝇种群中很少作为多态性发现，表明其快速固定。这些动态结构域的预测特异性随系统发育距离逐渐变化，暗示了 TF 分歧的逐步进化轨迹。此外，具有保守 C2H2-ZF 结构域的蛋白质富集于发育功能，而具有变异结构域的蛋白质则未表现出功能富集。我们的工作表明，一部分高度动态且 largely 未被研究的 TF 是果蝇及其他后生动物调控变异的可能来源。
引用
@article{arxiv.1407.0320,
title = {Pervasive variation of transcription factor orthologs contributes to regulatory network evolution},
author = {Shilpa Nadimpalli and Anton V. Persikov and Mona Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.0320},
year = {2017}
}
备注
29 pages, 5 figures, 5 supplemental figures, 3 supplemental tables