アフリカのシチリド魚の適応放射線のためのゲノム基板

David Brawand^1,2, Catherine E Wagner^3,4, Yang I Li²

¹Broad Institute of MIT and Harvard, Cambridge, Massachusetts 02142, USA.

Nature

|September 5, 2014

まとめ

アフリカシチリド魚のゲノムは,急速な進化と遺伝子複製が適応放射線を駆動していることを明らかにしています. 新しいマイクロRNAとトランポゾン挿入を含むこれらの分子機構は,東アフリカのシチリドの急速な多様化を促進した.

科学分野:

進化生物学の進化生物学について
ゲノミクスゲノミクスとは
分子生物学は分子生物学である.

背景:

東アフリカ大湖のシチリド魚は,顕著な適応放射線を発揮し,顕著な現象型多様性を示しています.
この多様性の分子基盤を理解することは,進化論の研究にとって極めて重要です.

研究の目的:

シチリドのフェノタイプの多様性のゲノムとトランスクリプトミックの基礎を調査する.
祖先種および急速に多様化する種を含む,異なるアフリカシチリドの系統における分子進化を比較する.

主な方法:

アフリカのシチリドの5つの系統のゲノムとトランスクリプトームのシーケンシング:ナイル・ティラピア,ネオラムプロロガス・ブリチャルディ/パルチャー,メトリアクリマ・ゼブラ,プンダミリア・ネレレイ,アスタトティラピア・ブルトニ.
遺伝子の複製,非コーディング要素の分岐,コーディングシーケンス進化,および転置可能な要素の活性に関する分析.
ビクトリア湖の6つの密接に関連した種から60人の個人を対象に全ゲノム関連研究を行いました.

主要な成果:

過剰な遺伝子重複と豊富な非コーディング要素の分岐は,ナイルのティラピアと比較して東アフリカのシチリドの系統で観察されました.
加速されたコーディングシーケンスの進化,転置可能な要素の挿入に関連した発現分岐,および新しいマイクロRNAによる規制が特定されました.
古代のポリモルフィズムを含む,コード化および規制変異に関する全ゲノムにわたる多様化選択は,ビクトリア湖シクリッドで検出されました.

結論:

遺伝子の重複と規制の変化を含む複数の分子メカニズムが,東アフリカシチリドのゲノムを形作っています.
リラックスした浄化選択の過程で恒常的な遺伝的変異の蓄積は,シチリドの後の進化的多様化を容易にした可能性が高い.

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