在早期的Prochlorococcus中发生了基因组缩小,其有效种群规模异常低
Hao Zhang1,2, Ferdi L Hellweger3, Haiwei Luo1,4
1Simon F. S. Li Marine Science Laboratory, School of Life Sciences and State Key Laboratory of Agrobiotechnology, The Chinese University of Hong Kong, Shatin, 999077, Hong Kong SAR.
The ISME journal
|February 16, 2024
概括
漂移,而不是选择,可能导致古老的Prochlorococcus种群的基因组减少. 模拟表明较小的有效种群大小 (Ne) 有利于这种进化过程,挑战了基因组简化理论.
科学领域:
- 微生物进化过程中的微生物.
- 基因组学就是基因组学.
- 海洋学 海洋学 海洋学
背景情况:
- 像Prochlorococcus这样的性海洋中的浮游生物细菌表现出基因组缩小.
- 主导理论,基因组简化,表明大有效种群大小 (Ne) 通过对代谢效率的选择来驱动这种减少.
- 重建祖先Ne是具有挑战性的,因为在家族遗传模型的不确定性.
研究的目的:
- 为了研究有效种群大小 (Ne) 在古代Prochlorococcus的基因组缩小中的作用.
- 通过模拟进化压力来测试当前的基因组简化理论.
主要方法:
- 开发了一种新的基于代理的建模策略.
- 模拟了基因与保守非同义核酸替代率 (dR/dC) 的比率在一系列祖先Ne.
- 使用dR/dC作为Ne的代理.
主要成果:
- 模拟的dR/dC比率随着Ne的下降而增加,特别是当Ne下降到10k-100k以下时.
- 这些Ne大小是特征的物种,其中遗传漂移,而不是选择,驱动基因组减少.
- 这些发现与Prochlorococcus大祖先Ne的假设相矛盾.
结论:
- 模拟强烈支持遗传漂移作为Prochlorococcus基因组减少的主要驱动因素.
- 挑战了已建立的基因组简化理论的依赖在大群体中强有力的选择.
- 建议丰富的海洋细菌的其他进化途径.
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