经过实验进化的Drosophila erecta种群可能无法建立一种有效的基于piRNA的宿主防御,以抵御入侵P元素

科学领域:

• 遗传学 遗传学 是一个
• 分子生物学分子生物学
• 进化生物学 进化生物学

背景情况:

• 细胞宿主拥有复杂的防御机制来抑制可转移元素 (TE).
• 与PIWI相互作用的RNAs (piRNAs) 是许多物种中TE防御的关键组成部分,包括无脊椎动物.
• P 元素是一种具有良好的特征的真核转移性元素,用于研究宿主-TE 相互作用.

研究的目的:

• 调查对入侵可转移元素的宿主防御的建立和要求.
• 确定piRNA路径,特别是乒乓球周期在控制P元素入侵中的作用.
• 了解影响宿主防御对TEs成功或失败的因素.

主要方法:

• 引入P元素到幼稚的Drosophila erecta系列中.
• 长期监测 (超过50代) 三种生物复制品的TE入侵.
• 基因组DNA,小RNA和正规间隔的转录组测序.

主要成果:

• 在三种复制品 (R1,R4) 中,两个迅速建立了基于piRNA的防御.
• 一个复制品 (R2) 无法建立防御,显示了连续的P元素扩散.
• 对于piRNA放大至关重要的乒乓球周期在R2中没有被激活,尽管存在piRNA集群和siRNAs.

结论:

• 激活piRNA乒乓球循环对于控制像P元素这样的侵入性可转移元素至关重要.
• 这种关键的防御机制的激活是一个随机事件,在某些人群中可能会失败.
• 如果不能激活乒乓球循环,可能会导致不受控制的TE增殖,对宿主基因组完整性构成威胁.