多面的な分析は、ヘキサポッドの進化中に再発性全遺伝子の重複の証拠をほとんど提供しません

背景：遺伝子の重複イベントは、生物の進化と適応において重要な役割を果たします。重複した遺伝子は、全ゲノムの重複（WGD）を含むさまざまなメカニズムを通じて発生する可能性があります。最近、WGDは、六角形の動物でも進化の重要なドライバーであることが示唆されました。 結果：ここでは、推定同義距離（KS）、ゲノム内の共生性のパターン、および系統発生遺伝子樹木種の樹木調整法のパターンを使用して、20の高品質の六肢ゲノムを分析しました。これらの六角形ゲノムの大部分で豊富な遺伝子重複が観察されますが、WGDの証拠はほとんどありません。遺伝子の重複の大部分は、小規模遺伝子の重複プロセスを通じて発生したようです。6つのゲノムでセグメントの重複を検出しましたが、これらは通常WGDに関連するゲノム内の共線性署名を欠いており、これらの重複の年齢はKS分布の特定のピークと一致しませんでした。さらに、統計遺伝子樹木種の樹木調整は、以前に仮定されたWGDの1つを除くすべてをサポートできませんでした。 結論：したがって、私たちの分析は、六ペッドの進化に重要な役割を果たしたWGDの非常に限られた証拠を提供し、代替メカニズムがこの動物グループの遺伝子重複イベントを駆動することを示唆しています。たとえば、小規模な遺伝子重複イベントとともに、転位要素活性の増加のエピソードは、六肢の遺伝子複製の重要な源である可能性があることを提案します。

BACKGROUND: Gene duplication events play an important role in the evolution and adaptation of organisms. Duplicated genes can arise through different mechanisms, including whole-genome duplications (WGDs). Recently, WGD was suggested to be an important driver of evolution, also in hexapod animals. RESULTS: Here, we analyzed 20 high-quality hexapod genomes using whole-paranome distributions of estimated synonymous distances (KS), patterns of within-genome co-linearity, and phylogenomic gene tree-species tree reconciliation methods. We observe an abundance of gene duplicates in the majority of these hexapod genomes, yet we find little evidence for WGD. The majority of gene duplicates seem to have originated through small-scale gene duplication processes. We did detect segmental duplications in six genomes, but these lacked the within-genome co-linearity signature typically associated with WGD, and the age of these duplications did not coincide with particular peaks in KS distributions. Furthermore, statistical gene tree-species tree reconciliation failed to support all but one of the previously hypothesized WGDs. CONCLUSIONS: Our analyses therefore provide very limited evidence for WGD having played a significant role in the evolution of hexapods and suggest that alternative mechanisms drive gene duplication events in this group of animals. For instance, we propose that, along with small-scale gene duplication events, episodes of increased transposable element activity could have been an important source for gene duplicates in hexapods.