在整个进化过渡到内共生过程中的基因组动态
Stefanos Siozios1, Pol Nadal-Jimenez1, Tal Azagi2
1Institute of Infection, Veterinary and Ecological Sciences, University of Liverpool, Liverpool L59 7ZB, UK.
内生共生过渡涉及通过移动元素和防御系统损失的初始基因组扩张,随后是基因组缩小. 这一过程促进了在宿主中生活的微生物的快速进化创新.
科学领域:
- 微生物学 微生物学
- 进化生物学 进化生物学
- 基因组学就是基因组学.
背景情况:
- 内生共生,即微生物生活在宿主体内,驱动着生物的进化和复杂生命.
- 进化路径到内共生,特别是从水平传播,仍然不清楚.
- 属 *Arsenophonus* 提供了一个模型来研究由于各种宿主相关的生活方式而导致的这些转变.
研究的目的:
- 为了调查复杂的进化动态在过渡到内共生.
- 为了比较横向传播和垂直传播的 * Arsenophonus * 菌株之间的基因组变化.
- 了解基因组防御系统和移动遗传元素在这种转变中的作用.
主要方法:
- 38个具有不同传播方式的 *Arsenophonus* 菌株的比较基因组学.
- 对基因组大小,体和质粒含量以及移动遗传元素的分析.
- 评估基因组防御系统 (CRISPR-Cas,VI型分泌) 和基因丢失/伪基因化.
主要成果:
- 垂直传播的菌株表现出比水平传播的菌株更大的基因组,这是由于prophage和等离子体的获取.
- 获得与CRISPR-Cas系统损失相关的移动元素,使基因组扩张成为可能.
- 内共生与VI型分泌的丧失有关,后来通过放松的选择和基因降解来减少基因组.
结论:
- 在内共生中减少菌体掠食导致基因组防御的丧失,促进基因组扩张.
- 这种由移动元素驱动的扩张,早于在内共生动物中观察到的典型基因组减少.
- 过渡到内共生包括一个独特的进化轨迹的初始扩张,随后是减少,使创新.
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