Sex-biased duplicates are rapidly generated during Drosophila tRNA repertoire evolution

科学分野:

• 進化生物学
• ゲノミクス
• 分子生物学

背景:

• 真核生物ゲノムには多数のトランスファーRNA（tRNA）遺伝子が含まれており、翻訳を最適化すると考えられています。
• 後生動物におけるtRNA遺伝子ファミリーを形成する進化メカニズムと選択圧は、シーケンスの課題により十分に理解されていません。

研究 の 目的:

• Drosophilid種のトランスファーRNA（tRNA）遺伝子レパートリーの進化史と多様化を調査すること。
• コドン使用や発現パターンを含むtRNA遺伝子進化の機能的および規制的意味合いを探求すること。

主な方法:

• 24 Drosophilid種のロングリードゲノムアセンブリを利用して、tRNA遺伝子起源の時間を再構築しました。
• 最近重複したtRNA遺伝子の発現、断片化、および修飾パターンを分析するために、*Drosophila melanogaster*でtRNAシーケンスを実行しました。

主要な成果:

• 6000万年以上にわたるtRNA遺伝子重複の継続的な獲得と喪失を特定し、イソデコーディングおよびイソアクセプティングコピーの急速な分類学的制限をもたらしました。
• 翻訳効率とは一致しないコドン使用パターンを明らかにし、*D. melanogaster*固有のイソデコーダーを特定しました。
• 分類学的に制限されたtRNAコピーにおける性的に二型性の発現、断片化、およびヌクレオシド修飾を観察しました。

結論:

• 分類学的に制限されたtRNA遺伝子は、規制の多様性の重要な源として浮上しています。
• 性淘汰と自然淘汰の両方が、後生動物におけるtRNA遺伝子ファミリーの進化軌跡を形成する上で重要な役割を果たしています。