非自律的な要素の急速な出現は,piRNAベースの宿主防御がない場合,P要素の侵入を止める可能性があります

科学分野:

• 遺伝学とゲノミクス
• 進化生物学
• 分子生物学

背景:

• 移植可能な要素 (TEs) は,それ自身と宿主生物の両方に進化的リスクをもたらす.
• TE侵入は宿主の絶滅や TEの喪失を 遺伝子ドリフトによって引き起こします
• ドロソフィラ・メラノガスターのP要素侵入は,TE宿主ダイナミクスを研究するためのモデルである.

研究 の 目的:

• *D.メラノガスター*におけるP要素侵入の長期的な集団動態を調査する.
• 転載可能な要素を侵入する新たなリスクと進化的結果を特定する.
• 宿主集団におけるTE複製数の安定化を促すメカニズムを理解する.

主な方法:

• 実験用D.メラノガスター群の100世代以上のP要素の侵入ダイナミクスのモニタリング
• TEコピー番号を分析し,自律的対非自律的な挿入型を特定する.
• piRNA経路などの宿主防御機構の存在と影響を評価する.

主要な成果:

• P元素の複製数は当初増加し,その後はpiRNAベースの宿主防御により,ほとんどの集団で安定化した.
• 1つの集団 (R2) は,piRNA防御なしに低コピー数でP要素の安定化を示した.
• R2におけるこの安定化は,非自律的なP要素の挿入と内部削除の増殖に起因し,完全な長さの要素を上回った.

結論:

• 非自律的な TE挿入の出現は TEの拡散を予期せず,宿主防御の必要性を回避します.
• この非自律的な要素の増殖は,TEsの進化的行き詰まりを表すかもしれません.
• 発見は,自然集団における内部に削除されたP要素の有病率と, TE再侵襲の可能性を説明する.