ドロソフィラの急速なpigmentationの基礎となる冗長かつ単一の規制要素

科学分野:

• 発達生物学
• 進化 的 な 遺伝子
• 分子生物学

背景:

• 遺伝子調節ネットワーク (GRN) の進化とメタゾーン多様性を理解するために,シス調節要素 (CREs) の特徴づけは極めて重要です.
• CREsの変化は特性の進化に絡み合っているが,冗長なCREアーキテクチャは進化論的研究を複雑にする.
• 冗長性CREsは,このような構造を持つ遺伝子がどのように発現するかについて疑問を投げかけます.

研究 の 目的:

• ドロソフィラ・メラノガスターの性二形態の腹部染色体をモデルとして用いてCREsの機能と進化を調査する.
• 予測された腹部CREsを検証し,ドロソフィラ種間の保存を分析する.
• 遺伝子発現と現象特性の進化における CRE 冗長性の役割を理解する.

主な方法:

• 腹部ピグメントの予測されたシス調節要素 (CREs) の評価と検証
• ホモトラクス,粒状の頭,Eip74EFを含む転写因子ロキのCRE機能と保存の分析
• 異なる色素のフェノタイプを持つドロソフィラ種のCRE活性と遺伝子発現の比較分析.

主要な成果:

• ホモトラクス,粒状の頭部,Eip74EFの場所を含む,予想されたほとんどの腹部CREsが検証されました.
• ホモトラクスのCREsは,種間での表現と活動が保存され,染色機能の部分的な冗長性を示した.
• Eip74EFの広範囲なCRE空間時間的な冗長性は,3000万年以上にわたって保存され,二形特性が先行した.

結論:

• 遺伝子の規制ネットワークにおける冗長なCREアーキテクチャは,特性の進化的変化にもかかわらず,保存された遺伝子発現を維持することができます.
• pigmentationの進化的変化は非冗長性CREsの変異を好む一方,冗長性調節された遺伝子は保存表現を維持する.
• この研究は,遺伝子規制ネットワークがどのように進化し,特に冗長な規制要素の文脈でメタゾーン多様性に貢献するかについての洞察を提供します.