遺伝子機能と発現レベルは、哺乳類のイントロンの異なるトランスポゾンファミリーの挿入/固定ダイナミクスに影響を与える

背景：転位要素（TE）は、ヒトおよびマウスのゲノムの45％以上を表しています。寄生と相互の両方の特徴は、宿主の関係に適用されることが示されていますが、哺乳類遺伝子内の固定を促進する力の包括的なシナリオはまだ欠落しています。 結果：イントロンの多極的に保存されたシーケンス（MCS）が、時間の経過とともにTE統合頻度に影響を与えていることを示しています。高度に発現した遺伝子の頻度を減らすために、選択的な節制圧力がTESに作用していることを確認します。GC含有量、MCS密度、イントロンサイズを修正した後、TE濃縮およびTE枯渇遺伝子カテゴリを特定しました。発達調節因子と転写因子に加えて、TE枯渇領域には、成長因子、サイトカイン、ホルモン、免疫応答に関与する遺伝子など、転写レベルの微妙な調節または正確な活性化タイミングを必要とする可能性のある遺伝子座が含まれます。後者は、ほとんどのTEタイプの周波数が減少しているにもかかわらず、哺乳類全体の散在する反復（miR）で大幅に濃縮されています。オーソロガス遺伝子の分析は、miRの過剰表現が犬およびオポッサムの免疫応答遺伝子でも発生することを示しており、これらの遺伝子座にあるmiRの特定の機能の進化的保存であるユースリアとメタテリアのmiRシーケンスの部分的に独立した起源を考えると、示唆されています。一貫して、コアmiRシーケンスは、バックグラウンドイントロン周波数と比較して、防御応答遺伝子で過剰に表現されています。 結論：我々のデータは、遺伝子機能、発現レベル、および配列保存が哺乳類のイントロンにおけるTE挿入/固定に影響することを示しています。さらに、特定のTEファミリーが遺伝子機能カテゴリに進化的に関連していることを示す最初のレポートを提供します。

BACKGROUND: Transposable elements (TEs) represent more than 45% of the human and mouse genomes. Both parasitic and mutualistic features have been shown to apply to the host-TE relationship but a comprehensive scenario of the forces driving TE fixation within mammalian genes is still missing. RESULTS: We show that intronic multispecies conserved sequences (MCSs) have been affecting TE integration frequency over time. We verify that a selective economizing pressure has been acting on TEs to decrease their frequency in highly expressed genes. After correcting for GC content, MCS density and intron size, we identified TE-enriched and TE-depleted gene categories. In addition to developmental regulators and transcription factors, TE-depleted regions encompass loci that might require subtle regulation of transcript levels or precise activation timing, such as growth factors, cytokines, hormones, and genes involved in the immune response. The latter, despite having reduced frequencies of most TE types, are significantly enriched in mammalian-wide interspersed repeats (MIRs). Analysis of orthologous genes indicated that MIR over-representation also occurs in dog and opossum immune response genes, suggesting, given the partially independent origin of MIR sequences in eutheria and metatheria, the evolutionary conservation of a specific function for MIRs located in these loci. Consistently, the core MIR sequence is over-represented in defense response genes compared to the background intronic frequency. CONCLUSION: Our data indicate that gene function, expression level, and sequence conservation influence TE insertion/fixation in mammalian introns. Moreover, we provide the first report showing that a specific TE family is evolutionarily associated with a gene function category.