Различные судьбы генов после единичной дупликации всего генома у цветковых растений
У большинства секвенированных цветковых растений обнаружены множественные дупликации всего генома (WGD). Эти события помогают растениям выживать в экстремальных условиях и способствуют фенотипическим инновациям. Удвоенные гены после WGD часто имеют разные судьбы: они могут быстро исчезнуть, сохраняться длительное время или впоследствии подвергнуться мелкомасштабным дупликациям.
Чтобы выяснить, почему гены следуют разным путям после WGD, исследователи из Уханьского ботанического сада Китайской академии наук (CAS), Гентского университета, Университета Мэриленда и Университета Сунь Ятсена изучили лотос — цветковое растение, пережившее единственную WGD на границе мелового и палеогенового периодов (K-pg boundary).
Используя:
- Усовершенствованную идентификацию внутривидовой синтении на основе сборки генома методом Hi-C (high-throughput chromosome conformation capture),
- Данные транскриптомики,
- Бисульфитное секвенирование,
учёные исследовали:
- Фундаментальные различия в геномных особенностях, паттернах экспрессии и метилирования генов с разными судьбами после WGD.
- Факторы, определившие дивергенцию экспрессии и смещение в экспрессии между дуплицированными генами после WGD.
Ключевые результаты:
- Обнаружено смещение в уровнях экспрессии между разными субгеномами, отражающее доминирование субгенома (subgenome dominance). Это смещение было связано с предвзятостью фракционирования субгенома (subgenome fractionation).
- На основе наблюдаемой картины субгеномов исследователи предполагают, что лотос может быть древним аллополиплоидом (ancient allopolyploid).
Исследование подчёркивает влияние функциональных ограничений (functional constraints) на судьбу генов и дивергенцию дуплицированных копий после WGD у растений.
Статья "Distinct expression and methylation patterns for genes with different fates following a single whole-genome duplication in flowering plant" опубликована в журнале Molecular Biology and Evolution.