Praradimas genų padariusiems skrandžio funkcijos metu ančiasnapis evoliucija

Praradimas genų padariusiems skrandžio funkcija per ančiasnapis evoliucijos
tezės
Background pervežimas antis-billed ančiasnapis (Ornithorhynchus anatinus
) priklauso žinduolių poklasio Prototheria, kuri išsiskyrė iš Theria linija anksti žinduolių evoliucija , Ančiasnapis genomo seka suteikia unikalią galimybę apšviesti kai biologijos ir evoliucijos šių gyvūnų aspektus.
Rezultatai
Mes parodome, kad keli genai, besiverčiantys maisto virškinimą skrandyje buvo ištrintas ar inaktyvuota į ančiasnapis. Palyginimas su kitomis stuburiniais genomų atskleidė, kad pagrindiniai genai Susijęs sudarymo ir veiklos skrandžio sulčių buvo prarasta ančiasnapis. Tai apima aspartilo proteazės pepsinogen A ir pepsinogens B /C, vandenilio chlorido rūgšties sekreciją stimuliuojantį hormoną gastrino, o α subvieneto skrandžio H + /K + - ATPazės. Kiti genai, besiverčiantys skrandžio funkcijų, pavyzdžiui, beta subvieneto H + /K + - ATPazės ir aspartilo proteazės katepsino E buvo inaktyvuota nes netekus funkcijos mutacijų įsigijimo. Visi šie genai yra labai užkonservuotas stuburinių, atspindintis unikalią modelio raidos ančiasnapis genomo anksčiau nebuvo matyti kitų žinduolių genomus.
Išvada
Pastebėjus praradimas genų, susijusių skrandžio funkcijos gali būti atsakingas už anatomijos ir fiziologiniai skirtumai virškinimo trakto tarp kloakiniai ir kitų stuburinių gyvūnų, įskaitant mažumas, liaukų trūkumo ir aukštos pH Kloakiniai skrandį. Šis tyrimas padeda geriau suprasti mechanizmus, kurie grindžiami, kad ančiasnapis genomo evoliuciją, gali pratęsti mažiau yra-daugiau evoliucinį modelį kloakiniai ir suteikia naujų įžvalgų genų nuostolio įvykių svarba per žinduolių evoliucija.
Fono
A-dur tikslą skirtingų genomų sekos yra nustatyti genetinius pokyčius, kurie yra atsakingi už fiziologinius skirtumus tarp šių organizmų. Šiuo atžvilgiu, tarp žmogaus ir graužikų genomų palyginimas aptiktas graužikams genų plėtrą, kad yra susijęs tręšimo ir spermos brendimui priimančiosios gynybos, kvapas suvokimo, ar detoksikacijos [1-3], patvirtinantį ne genetinio lygio fiziologiniai skirtumai šiuose procesuose tarp žmonių ir graužikams. Be to, konkrečių biologinių procesų raidos, sukūrimas, pavyzdžiui, pieno gamyba žinduolių, buvo kartu su naujų genų, kurie yra padariusiu šių naujų funkcijų, tokių kaip kazeino ir alfa-laktalbuminu išvaizdą [4]. Todėl atrodo, kad naujų fiziologinių funkcijų per stuburinių evoliucijos įsigijimas buvo varomas naujų genų pritaikyti prie šių naujesnių funkcijų kartos. Vis dėlto, nors genų pelnas sudaro intuityvus mechanizmą naujų biologinių funkcijų vystymąsi, genų nuostoliai taip pat buvo svarbus evoliucijos eigoje, tiek kiekybiškai, tiek kokybiškai [5-9]. Neseniai prieinamumas daugelio stuburinių genomų atvėrė galimybę atlikti didelio masto evoliucinę analizę, siekiant nustatyti diferencialinės genus, atsakingus už konkrečius skirtumus ypač biologinius procesus.
Antis-billed platypus (Ornithorhynchus anatinus
) atstovauja vertingas šaltinis ardymas molekulinius mechanizmus, kurie buvo aktyvūs per žinduolių evoliucija, dėl tiek jo filogenetycznej pozicijos ir unikalių biologinių savybių [10] buvimą. Kartu su echidnas, ančiasnapis sudaro Monotremata poklasis (prototherians); tai yra vienas iš dviejų poklasių, į kurią žinduoliai skirstomi kartu su therians, kuri yra toliau skirstoma į sterbliniai (metatherians) ir placentos žinduolių (eutherians) [11]. Iš žinduolių konkrečių savybių, tokių kaip homeothermy, buvimo kailių ir pieno liaukų atsiradimas daro šio organizmo pagrindinis elementas nušviečiantis genetinius veiksnius, kurie įsivėlė į šių biologinių funkcijų išvaizdą. Nepaisant to, po paskutinio žinduolių bendro protėvio, daugiau nei prieš 166 milijonų metų (Mya) [12, 13], kitos charakteristikos atsirado, tokių kaip nuodai liaukų arba electroreception akivaizdoje, kai stuburiniai charakteristikos buvo prarasta, todėl į nebuvimas suaugusių dantų arba funkcinis skrandžio [14, 15].
šiame darbe, mes rodo, kad ten buvo selektyvus išbraukta ir inaktyvacija į ančiasnapis genomo kelių genų, kurie yra susijęs su įvykdytais skrandžio veiklos, įskaitant visi genai, koduojantys pepsino proteazes, kuris yra, susijusioms su pirminiu virškinimo baltymų rūgščioje pH skrandžio, taip pat genai, reikalingi rūgšties sekrecijos šio organo (1 pav.) Nuostolis ir nukenksminimo šių genų teikti molekulinė pagrindą suprasti mechanizmus, kurie yra atsakingas už ančiasnapis funkcinio skrandžio nesant ir plėsti savo žinias apie žinduolių genomus raida. 1 pav schema eutherian virškinimo sistemos, rodo skrandžio liaukas ir konkrečių tipų ląstelių. Baltymai išskiriami kiekvieno tipo ląstelių ir tiesiogiai besiverčiantys prekyba maisto virškinimui, yra nurodyta, pabrėžiant raudonųjų tų baltymų, kurie yra išvykęs į ančiasnapis. * Skrandžio vidinis veiksnys yra pagaminti pakauškaulio ląstelių žmogaus organizme, tačiau į kloakiniai ir kitų žinduolių kasos.
Rezultatai ir jų aptarimas
Loss pepsino genų į ančiasnapis genomo
Per pradinio anotacija ir charakterizavimo ančiasnapis genomas, mes pastebėjome, kad keli proteazės genų nebuvimą šioje organizmo, dalyvavo kitose žinduolių rūšims [2, 10]. Dauguma šių prarastų proteazės genų koduoja narius sparčiai besivystančių proteazės šeimoms, įskaitant proteazių, kurios padariusiems imunologinių funkcijų, spermatogenezei, ar tręšimo [2, 16]. Tačiau, kai mes atlikome toliau išsamią visų šių proteazių genų prarastų ančiasnapis, mes nustatėme, kad tie kodavimo trys pagrindiniai skrandžio aspartilo proteazės (pepsinogen A, pepsinogen B ir gastricsin /pepsinogen C) taip pat buvo išvykęs iš ančiasnapis genomo surinkimas , Šie proteazės yra atsakingi už proteolitus atskėlimo mitybos baltymų tuo rūgštus skrandžio, ir buvo labai užkonservuotas per evoliuciją, iš žuvų žinduolių ir paukščių [17]. Genai kodavimo šių proteazių (PGA
, PGB
ir PGC
) yra skirtingose ​​chromosomų lokuso, kurio bendra struktūra taip pat buvo gerai išsaugota daugelyje stuburinių genomų, įskaitant ančiasnapis (2 paveikslas). Todėl, jis buvo tikėtina, kad jų nebuvimas ančiasnapis gali būti dėl to, kad genomo surinkimo neužbaigtumu tam tikroje chromosomų regione. Be to, analizė daugiau nei 2 mln pėdsakų sekų nėra esančių surinkimo ir išreiškė seka žymė (EST) sekos iš skirtingų ančiasnapis audiniuose [10] taip pat nepavyko atskleisti bet kurią iš šių pepsinogen genų egzistavimą, sustiprinti hipotezę, kad jie buvo konkrečiai išbraukti iš šio žinduolio genomą. 2 pav Trynimą pepsinogen kodavimo genų į ančiasnapis genomą. (A) Synteny žemėlapis lokusų, kuriame PGB parsisiųsti ir PGC
stuburinių rodo stiprią apsaugą genų, koduojančių pepsinogen C ir jos gretutinių genų, su ančiasnapis išskyrus, kurioje PGC
konkrečiai buvę ištrinta. Skaičius taip pat rodo, kaip genas, koduojantis pepsinogen B pasirodė therians kaip iš PGC
dubliavimo į netoliese lokuso, po to perkėlimui rezultatas. Atitinkamas regionas ančiasnapis genomo neturi jokių pepsinogen kodavimo geną. Funkciniai pepsinogen genai dažomi mėlynai, o pepsinogen pseudogenes yra raudona spalva. Dėl žmonėms skirtų ir šuo, kuris buvo ištirti dėl PGB perkėlimas
lokuso, chromosomos yra nurodyta kairėje. Genomo sekos analizuojamos iš ančiasnapis (Ornithorhynchus anatinus
), žmogaus (homo sapiens pervežimas), šuo (Canis familiaris pervežimas), opossum (Monodelphis domestica pervežimas), driežas (Anolis carolinensis
) , vištiena (Gallus gallus rūšies
) ir varlė (Xenopus tropicalis
). (B) Synteny žemėlapis PGA
lokusas skirtingų stuburinių rūšių rodo šio skrandžio proteazės genų į ančiasnapis genomo naikinimui. Bakterinės dirbtinis chromosomos (BACS) ir fosmids tyrime naudojamos yra nurodoma kiekvienos grupės, viršuje. . Genų spalvų ir mastas yra toks pats kaip ir skydelyje
toliau tirti šią galimybę, mes pirmą kartą palygino genomo organizacija šių trijų aspartilproteazę genų - PGA
, PGB parsisiųsti ir PGC UAB - į žmogaus, šuo, opossum, vištiena, driežas, ir varlė [18-21] genomus. Jis yra gerai nustatyta, kad genai koduoja pepsinogens jau atlikta keletas irimą metu stuburinių evoliuciją, todėl bent nuo trijų iki šešių skirtingų funkcinių narių buvimas šių organizmų (2a pav) genomų. Papildomai dubliavimo renginys PGC
į therian linijos atvedė į PGB
, kuri, atrodo, būti funkcinis opossum ir šunų formavimo ir pastarųjų tikriausiai pakeitė PGC
funkciją, kuris buvo inaktyvuojamas pseudogenization. Lokusų, kurių sudėtyje yra šių pepsinogen genus buvo labai konservuoti per evoliuciją, ir jų pagalbinės genai yra taip pat puikiai išsaugota tiek užsakymo ir nukleotidų seka stuburinių genomų (2a pav).
Analizė ančiasnapis bakterijų dirbtinių chromosomų (BACS) ir /arba fosmids atitinkantys šių regionų parodė, kad genai gretutines pepsinogen genus kitų rūšių yra saugomos ir žemėlapį su atitinkamu syntenic regione ančiasnapis genomo (2 paveikslas). Tačiau DNR zondas atitinkantis pelių pepsinogen A nepavyko Lytiškai su analizuotų ančiasnapis AKK ar fosmids Aprėpties interesų regionus (žr Papildomi duomenys failą 1). Be to, visiškai sekos iš ančiasnapis genomo regionuose šonuose TFEB
ir FRS3
taip pat C1orf88
ir CHIA2
nepavyko aptikti jokių genų, koduojančių pepsinogen C arba pepsinogen B, atitinkamai. Be to, ir siekiant patikrinti galimybę, kad per ančiasnapis evoliucijos pepsinogen genai buvo perkelta į kitą lokusų, pietinis dėmė analizė su tuo pačiu zondu buvo atliekama naudojant bendrą genomo DNR. Ši analizė lėmė hibridizacijos nesant, kai buvo naudojami genomo DNR iš ančiasnapis ir vienos Echidna rūšių (Tachyglossus aculeatus
), o pats zondas lengvai aptikti du hibridizacijos juostas daugiau evoliucinių tolimų rūšių, pavyzdžiui, driežas (Podarcis hispanica
) ir vištienos (duomenys neparodyti).
Kartu, šie duomenys rodo, kad genai koduoja šias skrandžio proteazių buvo specialiai išbraukti iš kloakiniai genomo tikriausiai dėl svarbių skirtumų mitybos baltymų šių rūšių virškinimą, lyginant su kitų stuburinių.
praradimas arba nukenksminimo ančiasnapis genų padariusiems skrandžio rūgšties sekrecijos
Pepsinogens yra sintetinamas vyriausiųjų ląstelių oxyntic liaukos, skrandžio neaktyvių pirmtakų, kad tampa aktyvuota, kai jie yra veikiami mažo pH skrandžio skystis [22]. Vandenilio chlorido rūgšties sekrecijos skatina skrandžio hormono gastrino, kuris yra išleistas enteroendokrininė G ląstelių, esančių prievarčio liaukų reaguojant į aminorūgštis ir Virškinant baltymus. Pabandyti pratęsti pirmiau pateiktas išvadas apie pepsinogen genų ančiasnapis nėra, mes šalia įvertino galimybę, kad genas, koduojantis gastrinas (GAST
) taip pat gali būti išvykęs iš ančiasnapis genomą.
Po lyginamosios genomo analizė, einančio po pati strategija kaip ir pepsinogen genų atveju mums nepavyko aptikti bet kokį su Gast
ančiasnapis buvimo įrodymų (žr Papildomi duomenys failą 1), kuris rodo, kad rūgšties sekreciją taip pat gali būti sutrikęs šios rūšies. Atitinka šio stebėjimo, lygiagrečiai genomo analizė taip pat parodė, kad α subvieneto H + /K + - ATPazės (ATP4A
), kuris yra atsakingas už skrandžio turinio parūgš- parietalinėse ląstelėse, taip pat buvo ištrintas iš ančiasnapis genomą. Šis genas, kuris yra nuo žuvų amniotes, buvo labai išsaugota per evoliuciją bet nėra iš ančiasnapis genomo surinkimo (3a pav). Taip pat panašus į pepsinogen genų atveju, kad ATP4A
-flanking genus (TMEM147 parsisiųsti ir KIAA0841
), kurių yra žuvyje, therians, ir vištienos, buvo lengvai nustatyta į ančiasnapis. Taigi, analizė fosmid klonas, atitinkančios šiame regione su didžiąja proksimalinio genų (TMEM147
) zondo lėmė nustatymo konkrečiam hibridizacijos juostoje ančiasnapis (žr Papildomi duomenys failą 1). Tačiau jokių hibridizacijos juostos gali būti aptikta ančiasnapis fosmid Kaag-0404B19 arba viso genomo DNR iš ančiasnapis ir T. aculeatus
naudojant žmogiškojo kilęs ATP4A
zondą, kuris kitaip pripažintas konkrečias juostų pelės, vištienos ir driežas (Papildoma duomenų failas 1 ir duomenų nerodomas). Šie rezultatai pratęsti pirmiau minėtas išvadas dėl skrandžio proteazės genų ir įrodyti, kad kiti genų, susijusių su virškinimo veiklos skrandžio sulčių taip pat buvo selektyviai išbraukti iš kloakiniai genomų atžvilgiu. 3 pav nebuvimas funkcinės skrandžio rūgšties išskiriančių H + /K + -ATPazė į kloakiniai. (A) Filogenetinė medis rodančios funkcinio alfa subvieneto H + /K + -ATPazės geno (ATP4A
) stuburinių pasiskirstymą, nurodant raudonai šio geno ančiasnapis nebuvimą. Tapatumų procentas baltymo lygio ATP4A iš žmogaus (homo sapiens pervežimas), šuo (Canis familiaris pervežimas), opossum (Monodelphis domestica pervežimas), driežas (Anolis carolinensis pervežimas), vištienos (Gallus Gallus
) ir varlė (Xenopus tropicalis
) rodomas geltonai dėžės. (B) Genų struktūra ATP4B
ir aminorūgščių sekos suderinimo, kad nurodyti egzonų su ATP4B iš skirtingų stuburinių gyvūnų rūšims, įskaitant teleost žuvų dyglės (Gasterosteus aculeatus
). Electropherograms ir seka vertimas ančiasnapis ATP4B pervežimas egzonų 3, 4, ir 7 rodantis neišnešiotiems stabdymo kodonams buvimą ir rėmelio (raudona rodykle). MIA, prieš milijonus metų.
Mes šalia išnagrinėjo galimybę, kad mechanizmai skiriasi nuo tos, kurios susijusios konkrečios naikinimui skrandžio genų taip pat galėtų prisidėti prie tikrojo nuostolių ančiasnapis ir evoliuciškai užkonservuotas virškinimo funkcijas. Ši analizė leido mums daryti išvadą, kad dvi gerai žinomas skrandžio genus - būtent CTSE parsisiųsti ir ATP4B
[23-25], kurie koduoja aspartilproteazę katepsino E ir ß subvieneto iš H + /K + - ATPazės, atitinkamai - buvo inaktyvuoja pseudogenization. Taigi, mes pirmiausia pastebėjo, kad ančiasnapis genomas yra sekas su dideliu panašumo į abiejų skrandžio genų atitinkamų syntenic regionų, rodo, kad CTSE parsisiųsti ir ATP4B
iš tiesų galėtų būti funkcionalus genų ančiasnapis. Tačiau išsamiau analizė jų nukleotidų seka buvo nustatyta, kad CTSE
yra nonfunctional į šios rūšies dėl tiek Priešlaikinio stop kodono egzono 7 (Lys295Ter) ir į šešis jo devynių egzonų praradimo akivaizdoje. Panašiai, genas, koduojantis ATP4B buvo pseudogenized į ančiasnapis dėl to, kad neišnešiotų stabdymo kodonų buvimo egzonų 3 ir 4 (Tyr98Ter ir Lys153Ter), taip pat kaip egzono 7 (3b pav) skaitymo rėmelio. Šis pastebėjimas, kartu su ATP4A
ančiasnapis praradimo, patvirtina, veikiančią H + /K + nebuvimą - ATPazės šioje stuburinio, kuriam ir suteikia bent jau dalį galima paaiškinti tuo, rūgšties stokos sekrecijos į ančiasnapis skrandžio; tai būdinga kloakiniai, kurio skrandžio sultys yra virš pH 6 [14]. Per ančiasnapis evoliucijos Viesbutis The žinduolių skrandyje
praradimas skrandžio genų yra liniuotas su liaukinio epitelio, kuriame keturių pagrindinių tipų ląstelių [26] : gleivinės, parietalinės, aukštieji ir enteroendokrininė ląstelės. Pirmiau pateikti duomenys rodo, kad genai koduoja skirtingus produktus iš šių keturių pagrindinių ląstelių tipų skrandžio liaukų epitelio buvo selektyviai ištrinti ar inaktyvuota metu Kloakiniai evoliucija (1 pav ir 1 lentelę). Nors buvo parodyta genai koduoja proteazių turi būti atliekamas procesų genų pelnas /nuostolio įvykių tiek stuburinių ir bestuburių genomų [5, 16, 27] mes nustatėme, kad šie genų nuostolio įvykiai pastebėtas ančiasnapis skrandžio genų nekelia apskritai procesas veikia visas baltymų, kurie dalyvauja maisto virškinimą, nes analizė genų padariusiems virškinimo trakto funkcijas atskleidė, kad tie kodavimo proteazės ir hormonai išreikštos žarnyno ar egzokrininės kasos nuo eutherians puikiai užkonservuotas ančiasnapis (1 paveikslas). Todėl atrodo, kad ten buvo selektyvus praradimas ančiasnapis genų atsakingi už biologinio aktyvumo skrandžio juice.Table 1 suvestinė genų padariusiu skrandžio funkcijos ančiasnapis
Baltymų

Gene
statuso ančiasnapis genomo
Patvirtinamasis įrodymų

ATPazės H + /K + keistis, α polipeptido
ATP4A
Nėra
Pietų dėmė
ATPazės H + /K + keistis, ß polipeptido
ATP4B
Pseudogene
PGR /tiesioginis sekos
katepsino El
CTSE
Pseudogene
PGR /tiesioginis sekos pervežimas gastrinas
GAST
Nėra
Pietų dėmė
Neurogenin 3
NGN3
Nėra
Pietų blot
pepsino A
PGA
NEBŪTI
Pietų dėmė /sekos
pepsino C
PGC
Nėra
Pietų dėmė /sekos
skrandžio sulčių vidinės veiksnys
GIF
dabartis (išraiška kasos)
AT-PGR
chimoziną
CYMP
dabartis (išraiška nėra aptikta)
sekos /AT-PGR
RT -PCR, atvirkštinės transkripcijos polimerazės grandininę reakciją.
toliau spręsti šį klausimą, mes šalia atlikti detalią paiešką spėjamą įvykį į ančiasnapis genomo funkcinės genų, koduojančių baltymus išskiriami skrandžio liaukų. Ši paieška atvedė mus į dviejų genų identifikavimo su įdomiais savybių šiuo klausimu. Genas, koduojantis skrandžio vidinis faktorius (GIF
), kuri yra būtina vitamino B 12 absorbciją, yra puikiai užkonservuotas ančiasnapis. Šis baltymas yra išskiriami aukštuosius arba parietalinių ląstelių daugeliu eutherians, bet ji yra daugiausia pagaminti kasos ląstelių šunims, taip pat opossum, į kuri gali būti nustatyta ne skrandžio išraiška [28, 29]. Todėl tikėtina, kad šio geno ekspresija buvo kasos prieš prototherian-therian padalijimo, o vidinis veiksnys vis dar gali būti išskiriami į ančiasnapis, kur ji gali daryti jos fiziologines funkcijas kasos.
Tirti šią galimybę, mes atliko AT-PGR analizė, naudojant specifinius pradmenis GIF
ir RNR iš įvairių audinių iš abiejų ančiasnapis ar Echidna (T. aculeatus pervežimas). Tai leido rasti, kad GIF
išraiška gali būti aptikta kasos, ir mažesnis išraiška gali būti taip pat aptikta kepenų, taip pat Echidna smegenų, kadangi nėra išraiška buvo aptikta raumenų arba smegenų nuo ančiasnapis (žr Papildoma duomenų failą 2 ). Todėl šie duomenys rodo, kad panašus į marsupials atveju GIF
genas taip pat išreiškė Į kloakiniai kasos. Panaši situacija gali atsirasti į chimoziną, aspartilproteazę kad dalyvauja pieno krešėjimą ribotos proteolizę κ kazeino [30] atveju. Chimoziną yra pateikti į vištienos ir daugeliu žinduolių rūšių, nors tai buvo inaktyvuojamas pseudogenization žmonių ir kitų primatų [2, 31]. Mūsų genomo analizė taip pat aptiko geną, kuriame pilną atviras skaitymo rėmelis kad galėtų būti funkcinis chimoziną genu ančiasnapis genomą. Ši išvada, kartu su tirpių pepsinų ir katepsino E ančiasnapis, nesant rodo, kad chimoziną gali būti tik aspartilo proteazės su galimybe prisidėti prie maisto virškinimą į ančiasnapis skrandį. Nepaisant to, ji yra labai mažai tikėtina, kad chimoziną gali kompensuoti pepsino aktyvumo ančiasnapis skrandžio, nes jos daug mažesnę proteolitus veiklos stokos, kai palyginti su pepsinų [30]. Be to, aukštos pH ančiasnapis skrandžio gali neleisti zymogen aktyvinimą ir proteolitinę aktyvumą šiame peptidazės. Pagaliau, ji yra įmanoma, kad, panašus į būdingą faktoriaus atveju, ančiasnapis chimoziną gali būti taip pat gamina kitų audinių. Šiuo atžvilgiu, mes jau negali aptikti šio geno ekspresiją į bet kurią iš pirmiau (duomenys neparodyta) tirtų audinių, nors jos tariamas dalyvavimas mitybos baltymų virškinimą turėtų būti charakterizuojama.
skrandžio nuostolių funkcija prototherians yra unikalus tarp stuburinių, nes šis organas buvo funkcinis daugiau nei 400 milijonų metų, iš žuvų therians ir paukščių, ir ji buvo pritaikyta konkretiems mitybos įpročių, todėl esant keliems rūmų formavimo paukščių ir atrajotojų [ ,,,0],32]. Priešingai, iš ančiasnapis skrandžio yra visiškai Atėmimo liaukų ir buvo sumažintas iki paprasta išsiplėtimas apatinių stemplės [14, 15]. Pažymėtina, kad kai kurios žuvų rūšys, pavyzdžiui, zebrafish (Danio rerio pervežimas) ir Pufferfish (Takifugu rubripes
) taip pat prarado savo skrandžio liaukos evoliucijos eigoje, nors šis faktas nebuvo matyt lėmė tiek daug skrandžio genų praradimo šiose teleosts kaip ir ančiasnapis [33, 34]. Kita vertus, mažas skrandžio, aukštos pH skrandžio skysčio, ir skrandžio liaukų Echidna stoka, kartu su nustatytu faktu, kad kai kurie iš skrandžio genų prarastų ančiasnapis yra taip pat nėra į T. aculeatus
, rodo, kad praradimas, skrandžio funkcijos ir skrandžio genų kloakiniai įvyko prieš ančiasnapis-Echidna Splitas, daugiau nei 21 MIA [10]. Tačiau sunku nustatyti, ar skrandžio genų ančiasnapis nuostoliai suteikti atrankinį pranašumą evoliucijos eigoje, ar jie buvo prarasti, kaip atsipalaidavę varžomi, atsiradusių dėl papildomų pokyčių šios rūšies.
Šiuo atžvilgiu , tai yra įmanoma, kad skrandžio genų praradimas kloakiniai galėjo suteikti atrankinį pranašumą šioje populiacijoje nuo parazitų ar ligų sukėlėjų, kurie naudojasi iš rūgštinio pH buvimą jų infekcijos ar dauginimui, ar ląstelių paviršiaus baltymų naudojimo skrandžio pvz ATP4A, ATP4B arba CTSE kaip receptorių infekcija. Jei taip, tuomet tai reikštų aiškų pavyzdį, kad "mažiau yra-daugiau" hipoteze [35, 36], kuris postuluoja, kad geno praradimas gali suteikti atrankinį pranašumą tam tikromis sąlygomis. Nepaisant to, papildomų duomenų nėra, jis negali būti atmesta galimybė, kad papildomi pokyčiai virškinimo sistemos kloakiniai padarė netinkamą aprašytų šiame darbe genų funkcija, ir jie buvo atliktas prie žalingų mutacijų kaupimosi, nes atsipalaidavęs suvaržymas , Tačiau įdomus klausimas šiuo metu yra, ar pagal ančiasnapis papildomos strategijos buvo priimtas siekiant įgyvendinti veiksmingą baltymų virškinimą esant skrandžio fermentų skaičiaus nėra. Pakeitimų, mitybos įpročių, pavyzdžiui, šėrimo vabzdžių lervų, kuris yra lengvai virškinamas; konkrečių anatominių struktūrų, pavyzdžiui, šlifavimo diskai ar skruosto maišeliai, kurie leidžia maisto smulkių miltelių ir saugojimo buvimas; ir spėjamas atsiradimo būdingų skrandžio ir žarnyno floros ančiasnapis gali tapti mechanizmus, pagal kuriuos ši rūšis buvo įveikti funkcinės skrandžio nuostolių.
Kitas iškėlė šį lyginamosios genomo analizės klausimas yra, ar visi aukščiau aptartų genų praradimas yra sukelti arba pasekmė šiuo konkrečiu ančiasnapis skrandžio fenotipą. Išbraukta iš geno, koduojančio Gastrino galėjo prisidėti prie šio proceso, nes peles Gastrino eksponuoti iš oxyntic gleivinės atrofija, su sumažintu pakauškaulio ir enteroendokrininė ląstelių, achlorhidrija skaičius ir sumažėjo gleivinės storis [37-39]. Be to, inaktyvinimas ATP4B
buvo įrodyta, kad gaminti reikšmingai sumažėjo pepsino gaminančių vyriausiųjų ląstelių ir pokyčių į pakauškaulio ląstelių [25] struktūrą. Be to, praradimas PGA
taip pat gali prisidėti prie skrandžio atrofijos pastebėtas ančiasnapis, nes tai proteazės neseniai buvo įrodyta, kad būti reikalaujama tvarkymo ir aktyvacijos morphogen sonic ežys (Shh) skrandyje [40]. Todėl išbraukta arba nukenksminimo Gastrino, rūgštis išskiriančių ATPazės ir pepsinogen galėjo prisidėti prie gerokai sumažinti skrandžio liaukų formavimosi kloakiniai. Nepaisant to, mes negalime atmesti galimybės, kad skrandis funkcija buvo prarastas kitu nesusijusių mechanizmą, ir - į pasirinktinio spaudimą išlaikyti genų, koduojančių baltymus susijęs skrandžio funkcijos nėra - šie genai buvo prarasta pseudogenization ir /ar ištrynimo renginiai. Tačiau išskirtinis nebuvimas šių genų negali paaiškinti žymiai sumažinti dydžio stebėtas taikant ančiasnapis skrandžio, o tai rodo, kad kiti veiksniai gali būti atsakingas už šį būdingą funkciją.
Įvertinti šią galimybę, pirmiausia pasirinkote genų seriją anksčiau aprašyta įtakoti skrandžio dydį pelėms ir išnagrinėjo savo spėjamą buvimą ir sekos išsaugojimo ančiasnapis genomo (papildomas duomenų failo 3). Ši analizė leido nustatyti, kad genas, koduojantis neurogenin-3 buvo prarasta ančiasnapis (Papildoma duomenų failas 1 ir 1 lentelė).
Neurogenin-3 yra transkripcijos faktorius, kurio veikla yra reikalingas skrandžio epitelinių ląstelių tapatybės specifikacijos ir trūkumas Šis veiksnys lemia žymiai mažesnių skrandžius ir nesant gastrino išskiriančių G ląstelių, somatostatino išskiriančių d ląstelių ir gliukagono išskiriančių A ląstelių [41]. Todėl, ji yra pagunda spėlioti, kad neurogenin-3 gali būti kandidatas genas paaiškinti, bent jau iš dalies, morfologinių skirtumų tarp ančiasnapis skrandžio ir kad iš kitų stuburinių. Nepaisant to, reikės tolesnių tyrimų iš neurogenin-3 vaidmenį skirtingų rūšių priskirti vaidmenį šio transkripcijos veiksnio apibrėžiant struktūrinių ar funkcinių skirtumų skrandžio metu žinduolių evoliucija.
Mechanizmus, skrandžio genų ančiasnapis praradimo
Galiausiai, šiame darbe mes taip pat nagrinėjo tariamą mechanizmus, atsakingus už skrandžio genų praradimo ančiasnapis genomą. Pirmoji galimybė šiuo atžvilgiu turėtų būti nukreiptas genų nuostolių specialiai vykstančius ančiasnapis atsiradimas ir du išlikę Echidna rūšių Zaglossus parsisiųsti ir Tachyglossus
. Kaip pirmą žingsnį šia analize ir remiantis per hominoid evoliucija [42] neseniai atliktais tyrimais konkrečių genų nuostolius, mes išnagrinėjo hipotezę, kad skrandžio genai buvo nepriklausomai ištrintas ančiasnapis iki nonallelic homologinės rekombinacijos arba įterpiant pasikartojančių sekų. Suderinamas su šia galimybe, susitarusi su padidėjusiu veiklos įterptais elementų ančiasnapis genomo [10, 43], mes nustatėme, kad CTSE
genas buvo sutriktų ančiasnapis ilgų įterptais elementų įterpimo (eilučių) ir trumpi trumpo elementai (Sines) ir 9 egzonų 7, sutrikdyti baltymų kodavimo regioną (4 paveikslas). Įdomu tai, kad Exon 9 buvo sutrikdyta dėl line2 Plat1m elementu, kuris buvo toliau sutrikdyta dėl sine Mon1f3 elemento (4 paveikslas) įterpiant įdėjimo. Šiuo atžvilgiu, analizuoti įvairių įterptais elementų ančiasnapis genomo atskleidė, kad pagrindinė veiklos laikotarpis nuo Mon1f3 elementų buvo tarp 88 ir 159 MYA [10] rodo, kad CTSE pseudogenization
galėjo įvykti per šį laikotarpį ir tai rodo, kad skrandžio genų aktyvumo mažinimo kloakiniai pradėjo mažiausiai 88 Mya. Be to, aukštos gausa kartojamų elementai CTSE
regione (daugiau nei 3,8 trumpo elementai per kilobase, palyginti su 2 už genomo vidurkį [10]) galėjo prisidėti prie šešerių ištrynimą iš devynių egzonų apie CTSE
pagal nonallelic homologinės rekombinacijos tarp šių pasikartojančių elementų. Kintamasis tankis trumpo elementų regionuose tirtų šiame tyrime kelia galimybė, kad panašius mechanizmus, kad pastebėtas CTSE
galėjo būti atsakingi už visiškai išbraukta iš kitų skrandžio genų, nors kitų mechanizmų dalyvavimas šiame procese negali būti atmesti. 4 pav nukenksminimą CTSE
geno įterpimo trumpo elementais. Genetinis Žemėlapis CTSE
lokuso į ančiasnapis genomo rodančią egzonų 7 sutrikimų ir 9 d trumpo elementais. Viršutinėje ir apatinėje plokštės rodo išsamesnė peržiūrėti ir 9 egzonų 7, atitinkamai, nurodant nukleotidų seką egzonų ir sutrikdyti ilgai trumpo elementą (linija) 2 ir trumpus įeinančias elementas (Sine) elementai. BP, bazinių porų.
Išvada
Apibendrinant, išsami analizė ančiasnapis genomo seka leido mums įrodyti, kad genų skaičius, kurie yra susijęs su maisto virškinimą skrandyje yra specialiai buvo ištrintas ar inaktyvuota į šios rūšies , taip pat kaip ir Echidna. Tai puikus, kad čia pateikti rezultatai gali būti laikoma išskirtine pavyzdys mažiau IS-daugiau evoliucinio modelio [35, 36], tiek genų, dalyvaujančių, taip pat fiziologinių padarinių, gautų iš šių genetinių nuostolių skaičiaus.

• Klinikiniai pristatymai negimdinio tulžies drenažo į dvylikapirštės žarnos Bulbus ir pilvo nuodugniai peržiūrint dabartinę literature
• Funkciniai rezultatai pagal rekonstrukcijos technika Šie laparoskopinės proksimalinės pašalintas skrandis skrandžio vėžiu: dvivietis takų palyginti jejunal interposition