演进更大的数据集揭开深根 - 动物

2019-05-03 19:02:47 围观 : 109
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演进更大的数据集揭开深根-动物

  比较基因组分析的内容提供深入了解动物的早期演化。其允许在这些研究中使用更大的数据集的新方法产生的结果是与动物系统发育的经典观点一致。动物系统发育重建揭示了在进化生物学悬而未决的问题,包括原产地,并组织和器官系统的发展,如肌肉和神经光。然而,跟踪动物的深厚亲缘关系仍然是一个具有挑战性的任务。如今,这种努力主要是基于蛋白质的氨基酸序列的比较分析。这种方法现在可以应用到“phylog?nomic”数据集几乎涵盖动物的基因组的完整蛋白质序列。尽管取得了这些进展,但我们还没有动物的一个普遍接受的系统发育树。这是在所有的动物,其早期演化历史的根更是如此仍极具争议。现在,通过格特Woerheide教授领导的研究小组(隶属于地球和环境科学两个系,和GeoBio中心路德维希 - 马克西米利安 - Universitaet(LMU)在慕尼黑),博士。沃克PETT(爱荷华州立大学,美国),和达维德皮萨尼教授(布里斯托大学,英国)已经推出了新的方式方法,从而避免了基于序列数据分析的困难,并证实了动物系统发育的经典视图。这一发现刊登在journalMolecular生物学与进化。解开早期演变的动物组之间的关系,进化生物学家比较的“同源”基因序列来自一系列物种的。同源基因具有用于经常在不同物种的利益执行相同的功能,并且因此被假定为是从一个共同的祖先来源的蛋白质类似的氨基酸序列和编码。作为一项规则,这些分析都特别专注于“直系同源基因”,同源基因的两种公认的子组之一。直系同源物是从一个单一的祖先序列,其被认为是直接导出的基因(通过垂直家系)。“但基因进化速率不同,并且在已经经历了迅速的多样化谱系的情况下 - 那些在新的突变的积累率特别高 - 基因可以这么快改变,它变得非常难以可靠地确定是基因真正的直系同源基因,“W说:?rheide。该现象减少了可用于对基于序列的系统发育分析的数据量,并且可以减少的结果的统计学显着性。为了避免这些缺点,W?rheide和他的同事们采取了不同的策略,其中同源基因家族的存在或不存在(我。e。基因含量),而不是直系同源基因序列的比较是感兴趣的数据。观点的这种转变使他们能够采取所谓的“旁系同源”同源考虑,除了以上提到的同源基因。旁系同源基因是一个预先存在的基因,其可随后独立地演变彼此的复制的产品。“当所有的同源基因家族,而不是单独的同源基因,被纳入的基因含量比较系统发育分析,我们对信息的更深的商店可资借鉴,”沃克PETT,这项新研究的第一作者解释。为了测试方法的分辨率,PETT和他的同事调查了最早的分支谱系的系统发育在生命的动物树,即使用可识别的同源基因家族的全套或直系同源基因的子集。这些动物门中特别令人感兴趣的是海绵动物(多孔动物)和梳果冻(栉),因为它仍不清楚这些团体代表了姐妹群其他动物。“无论我们是否包括旁系同源与否,我们的结果与动物系统发育中的海绵是姊妹群到所有其他现存的动物谱系的传统观点是一致的,” W说:?rheide。在自己的地方,直系同源基因含量的分析梳果冻为姊妹群Placozoa,刺胞动物门和两侧对称的(最后这个群体占现存动物物种的95%)。包括同源基因家族的内容数据,但是,识别栉水母作为姐妹群的刺胞动物门的。在腔肠动物假设 - - 这可以追溯到19世纪中叶,它在最近几年走了失宠的观点这一结果与形态学研究中得出的建议同意。“我们从我们的研究结果得出结论,一些高度不同的谱系,如梳果冻的异常位置,反映了传统的基于序列的方法的能力的基本限制 - 这仅仅依靠数据同源基因 - 解决的分支模式非常古老的血统,“W说:?rheide。“因此,我们认为,我们在这里引入的基因内容的分析应该在将来基于同源基因的比较序列分析来验证假设。正如在其他领域,例如犯罪学中,如果两个不同的数据集的分析得到相同的结果,则一个可以具有在该结果比在任一单独的结果的更多的信心。“