L31-транспозоны шестилучевых кораллов (Hexacorallia): распространение, разнообразие и эволюция

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Мобильные генетические элементы (МГЭ) эукариот – ретротранспозоны и ДНК-транспозоны – это нуклеотидные последовательности, способные перемещаться из локуса в локус генома, а также между геномами различных организмов. ДНК-транспозоны L31 являются древней и разнообразной группой, входящей в большую группу IS630/Tc1/mariner. L31-транспозоны не получили широкого распространения и присутствуют у ограниченного числа таксонов. Помимо последовательности, кодирующей DDE/D-транспозазу, L31-транспозоны несут еще одну ОРС (ОРС2). Детальный анализ элементов L31 в геномах шестилучевых кораллов позволил получить подробную информацию о распространении, разнообразии и структуре элементов. Были выявлены две большие группы, L31-duo и L31-uno, отличающиеся и по паттерну каталитического домена и по структуре. В результате реконструкции эволюции L31-транспозонов было предположено, что шестилучевые кораллы получили L31-транспозоны от двустворчатых моллюсков. При этом выщепившаяся группа L31-uno, возможно, была получена моллюсками в результате горизонтального переноса уже от кораллов. Исследования распространения и разнообразия МГЭ у морских беспозвоночных будут способствовать лучшему пониманию процессов эволюции МГЭ и их роли в эволюционной истории видов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. В. Пузакова

Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского” Российской академии наук

Email: puzakov.mikh@yandex.ru
Россия, Севастополь, 299011

М. В. Пузаков

Федеральный исследовательский центр “Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского” Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: puzakov.mikh@yandex.ru
Россия, Севастополь, 299011

П. М. Пузакова

Филиал Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, в г. Севастополе

Email: puzakov.mikh@yandex.ru
Россия, Севастополь, 299001

Список литературы

  1. Kojima K.K. Structural and sequence diversity of eukaryotic transposable elements // Genes Genet. Syst. 2020. V. 94. № 6. P. 233–252. https://doi.org/10.1266/ggs.18-00024
  2. Wells J.N., Feschotte C.A. Field guide to eukaryotic transposable elements // Annu. Rev. Genet. 2020. V. 54. P. 539–561. https://doi.org/10.1146 annurev-genet-040620-022145
  3. Wicker T., Sabot F., Hua-Van A. et al. A unified classification system for eukaryotic transposable elements // Nat. Rev. Genet. 2007. V. 8. № 12. P. 973–982. https://doi.org/10.1038/nrg2165
  4. Kapitonov V.V., Jurka J. A universal classification of eukaryotic transposable elements implemented in Repbase // Nat. Rev. Genet. 2008. V. 9. P. 411–412. https://doi.org/10.1038/nrg2165-c1
  5. Yuan Y.W., Wessler S.R. The catalytic domain of all eukaryotic cut-and-paste transposase superfamilies // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2011. V. 108. № 19. P. 7884–7889. https://doi.org/10.1073/pnas.1104208108
  6. Arkhipova I.R. Using bioinformatic and phylogenetic approaches to classify transposable elements and understand their complex evolutionary histories // Mob. DNA. 2017. V. 8. № 19. https://doi.org/10.1186/s13100-017-0103-2
  7. Gao B., Wang Y.L., Diaby M. et al. Evolution of pogo, a separate superfamily of IS630-Tc1-mariner transposons, revealing recurrent domestication events in vertebrates // Mob. DNA. 2020. V. 11. № 25.
  8. Shi S., Puzakov M., Guan Z. et al. Prokaryotic and eukaryotic horizontal transfer of Sailor (dd82e), a new superfamily of IS630-Tc1-Mariner DNA-transposons // Biology (Basel). 2021. V. 10. № 10. https://doi.org/10.3390/biology10101005
  9. Puzakov M.V., Puzakova L.V. Structure and evolution of DNA transposons of the L31 superfamily in Bivalves // Mol. Biol. 2024. V. 58. № 1. P. 57–75. https://doi.org/10.1134/S0026893324010114
  10. Shi S., Puzakov M.V., Puzakova L.V. et al. Hiker, a new family of DNA transposons encoding transposases with DD35E motifs, displays a distinct phylogenetic relationship with most known DNA transposon families of IS630-Tc1-mariner (ITm) // Mol. Phylog. Evol. 2023. V. 188. https://doi.org/10.1016/j.ympev.2023.107906
  11. Aziz R.K., Breitbart M., Edwards R.A. Transposases are the most abundant, most ubiquitous genes in nature // Nucl. Ac. Res. 2010. V. 38. № 13. P. 4207–4217. https://doi.org/10.1093/nar/gkq140
  12. Puzakov M.V., Puzakova L.V., Cheresiz S.V. An Analysis of IS630/Tc1/mariner transposons in the genome of a pacific oyster Crassostrea gigas // J. Mol. Evol. 2018. V. 86. № 8. P. 566–580. https://doi.org/10.1007/s00239-018-9868-2
  13. Dupeyron M., Baril T., Bass C., Hayward A. Phylogenetic analysis of the Tc1/mariner superfamily reveals the unexplored diversity of pogo-like elements // Mob. DNA. 2020. V. 11. № 21. https://doi.org/10.1186/s13100-020-00212-0
  14. Tellier M., Bouuaert C.C., Chalmers R. Mariner and the ITm superfamily of transposons // Microbiol. Spectr. 2015. V. 3. № 2. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.MDNA3-0033-2014
  15. Ivics Z., Izsvák Z. Sleeping Beauty transposition // Microbiol. Spectr. 2015. V. 3. № 2. https://doi.org/10.1128/microbiolspec.MDNA3-0042-2014
  16. Jahn C.L., Doktor S.Z., Frels J.S. et al. Structures of the Euplotes crassus Tec1 and Tec2 elements: Identification of putative transposase coding regions // Gene. 1993. V. 133. № 1. P. 71–78. https://doi.org/10.1016/0378-1119(93)90226-s
  17. Chen X., Landweber L.F. Phylogenomic analysis reveals genome-wide purifying selection on TBE transposons in the ciliate Oxytricha // Mob. DNA. 2016. V. 7. № 2. https://doi.org/10.1186/s13100-016-0057-9
  18. Dupeyron M., Singh K.S., Bass C., Hayward A. Evolution of Mutator transposable elements across eukaryotic diversity // Mob. DNA. 2019. V. 10. № 12. https://doi.org/10.1186/s13100-019-0153-8
  19. Doak T.G., Witherspoon D.J., Jahn C.L., Herrick G. Selection on the genes of Euplotes crassus Tec1 and Tec2 transposons: Evolutionary appearance of a programmed frameshift in a Tec2 gene encoding a tyrosine family site-specific recombinase // Eukaryot. Cell. 2003. V. 2. № 1. P. 95–102. https://doi.org/10.1128/EC.2.1.95-102.2003
  20. Altschul S.F., Madden T.L., Schäffer A.A. et al. Gapped BLAST and PSI-BLAST: A new generation of protein database search programs // Nucl. Ac. Res. 1997. V. 25. № 17. P. 3389–3402. https://doi.org/10.1093/nar/25.17.3389
  21. Buchan D.W.A., Jones D.T. The PSIPRED protein analysis workbench: 20 years on // Nucl. Ac. Res. 2019. V. 47. P. 402–407. https://doi.org/10.1093/nar/gkz297
  22. Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.M., Brenner S.E. WebLogo: A sequence logo generator // Genome Res. 2004. V. 14. № 6. P. 1188–1190. https://doi.org/10.1101/gr.849004
  23. Hoang D.T., Chernomor O., von Haeseler A. et al. UFBoot2: Improving the ultrafast bootstrap approximation // Mol. Biol. Evol. 2018. V. 35. № 2. P. 518–522. https://doi.org/10.1093/molbev/msx281
  24. Kalyaanamoorthy S., Minh B.Q., Wong T.K.F. et al. ModelFinder: Fast model selection for accurate phylogenetic estimates // Nat. Methods. 2017. V. 14. № 6. P. 587–589. https://doi.org/10.1038/nmeth.4285
  25. Yamada K.D., Tomii K., Katoh K. Application of the MAFFT sequence alignment program to large data – Reexamination of the usefulness of chained guide trees // Bioinformatics. V. 32. № 21. P. 3246–3251. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btw4122016
  26. Kumar M., Suleski J.E., Craig A.E. et al. TimeTree 5: An expanded resource for species divergence times // Mol. Biol. Evol. 2022. V. 39(8). https://doi.org/10.1093/molbev/msac174
  27. Wallau G. L., Ortiz M. F., Loreto E. L. Horizontal transposon transfer in eukarya: detection, bias, and perspectives // Genome Biol. Evol. 2012. V. 4. № 8. P. 689–699. https://doi.org/10.1093/gbe/evs055
  28. Melo E.S., Wallau G.L. Mosquito genomes are frequently invaded by transposable elements through horizontal transfer // PLoS Genet. 2020. V. 16(11). https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008946
  29. Blumenstiel J.P. Birth, school, work, death, and resurrection: The life stages and dynamics of transposable element proliferation // Genes (Basel). 2019. V. 10. № 5. https://doi.org/10.3390/genes10050336

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Структура транcпозонов суперсемейства L31. 1 тпн–1000 пн; КИП/СИП – концевые инвертированные повторы или субконцевые инвертированные повторы; ОРС – открытая рамка считывания, кодирующая транспозазу; ОРС2 – открытая рамка считывания, кодирующая белок с неизвестной функцией.

Скачать (46KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Филогенетическое разнообразие L31-транспозонов. Графическое представление обобщенных последовательностей фрагмента области второго аспартата каталитического домена транспозазы шестилучевых кораллов указаны справа от дендрограммы. Бутстреп-значения менее 50% на дендрограмме не указаны.

Скачать (261KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Множественное выравнивание последовательностей транспозаз L31-транспозонов шестилучевых кораллов. Названия потенциально-функциональных элементов обозначены полужирным курсивом. α-спирали ДНК-связывающего домена выделены серым. Предполагаемый NLS обозначен полужирным курсивом. Триада DDE каталитического домена показана черным цветом. GPRK-мотив обозначен полужирным и подчеркнут.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Приложение 1
Скачать (275KB)
Метаданные
6. Приложение 2
Скачать (56KB)
Метаданные
7. Приложение 3
Скачать (52KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».