人間、チンパンジー、シラミのゲノム発散率

DNA変異と発散の速度は、生命の木全体で非常に多様です。ただし、このバリエーションの根底にある理由はよく理解されていません。同時に分岐した宿主と寄生虫系統の遺伝的変化の割合を比較することは、遺伝的変異と置換率の違いを理解し始める1つの方法です。このような研究は、寄生虫の遺伝的発散の速度が、単一の遺伝子を比較するときに宿主のそれよりも速いことが多いことを示しています。ただし、ゲノム内の異なる遺伝子にわたる分子進化のこの相対的な速度の変動は不明です。ゲノム全体で1534のタンパク質コード遺伝子について、人間、チンパンジー、およびその外部症のシラミの間のDNA配列発散の割合を比較しました。これらのオーソロガス遺伝子のDNA置換率は、ヒトやチンパンジーの方がシラミの方が平均14倍高速でした。さらに、これらのレートは遺伝子間で正の相関がありました。この相関は、アミノ酸を変化させる置換に対してのみ発生したため、このパターンはおそらく、ヒト、チンパンジー、およびそれらのエコパラサイトの同じ遺伝子にわたる同様の機能的制約によって生成されるでしょう。

The rate of DNA mutation and divergence is highly variable across the tree of life. However, the reasons underlying this variation are not well understood. Comparing the rates of genetic changes between hosts and parasite lineages that diverged at the same time is one way to begin to understand differences in genetic mutation and substitution rates. Such studies have indicated that the rate of genetic divergence in parasites is often faster than that of their hosts when comparing single genes. However, the variation in this relative rate of molecular evolution across different genes in the genome is unknown. We compared the rate of DNA sequence divergence between humans, chimpanzees and their ectoparasitic lice for 1534 protein-coding genes across their genomes. The rate of DNA substitution in these orthologous genes was on average 14 times faster for lice than for humans and chimpanzees. In addition, these rates were positively correlated across genes. Because this correlation only occurred for substitutions that changed the amino acid, this pattern is probably produced by similar functional constraints across the same genes in humans, chimpanzees and their ectoparasites.