重复的重复和损失塑造了SMC复杂的进化,从古老的祖先到现代的真核生物

科学领域:

• 分子生物学分子生物学
• 进化生物学 进化生物学
• 基因组学就是基因组学.

背景情况:

• 染色体的结构维护 (SMC) 复合体对于所有生命领域的染色体组织至关重要.
• 类真核生物通常具有四种不同的SMC复合体 (凝聚素I,凝聚素II,凝聚素和SMC5/6),这些复合体对于管理较大的真核生物基因组而言至关重要.
• 在模型真核生物中,SMC复杂组成的变化表明了显著的未经探索的多样性和进化历史.

研究的目的:

• 为了重建真核细胞SMC复合体的进化历史.
• 为了确定最后一个真核生物共同祖先 (LECA) 的SMC复杂组成.
• 调查原生细胞和真核细胞中SMC复合元件的起源和进化轨迹.

主要方法:

• 遗传学分析来追踪SMC复杂组件的进化历史.
• 比较基因组学以确定SMC复杂的存在和缺席在不同的种类.
• 祖先状态重建以推断祖先SMC复合物的组成.

主要成果:

• 最后一个真核生物共同祖先 (LECA) 被推断为拥有所有四个主要的SMC复合体,表明复杂的祖先状态.
• 在真核生物进化过程中,康登森II至少经历了30次独立的损失,这标志着它是经常被丢弃的细胞机械.
• 几个SMC复杂组件比以前理解的更古老,并且在原核生物中保存得更完好,有证据表明在古老的祖先中 (TACK和阿斯加德) 超越了真核生物的重复.

结论:

• 细胞SMC复合体的进化涉及显著的基因重复和损失,有助于建立细胞复杂性.
• 在LECA及其考古祖先中存在着复杂的SMC复杂的曲目,突出了复杂的染色体组织的古老起源.
• 在整个真核生物历史中,基因组组织发生了重大进化转变,这是由SMC复杂进化的动态驱动的.