Báo cáo khoa học: When positive selection of neurotoxin genes is missing The riddle of the sea anemone Nematostella vectensis Yehu Moran and Michael Gurevitz

When Positive Selection Of Neurotoxin Genes Is Missing: The Riddle Of The Sea Anemone Nematostella Vectensis

Tác giả: Yehu Moran and Michael Gurevitz

Lĩnh vực: Plant Sciences, Life Sciences

Nội dung tài liệu:
Nghiên cứu này xem xét các gen neurotoxin trong hải quỳ Nematostella vectensis, một mô hình quan trọng trong sinh học phát triển. Trái ngược với sự tiến hóa nhanh chóng được quan sát thấy ở các gen độc tố của các loài có độc như rắn, bọ cạp và ốc biển, các gen neurotoxin mã hóa cho độc tố kênh natri trong N. vectensis lại thể hiện sự bảo tồn đáng ngạc nhiên, với sản phẩm trưởng thành gần như giống hệt nhau và thiếu các đột biến đồng nghĩa. Sự bảo tồn này dường như mâu thuẫn với giả thuyết về chọn lọc Darwin dương tính thúc đẩy sự đa dạng hóa gen độc tố. Bài báo khám phá các lý do có thể xảy ra cho hiện tượng này, bao gồm cả khả năng các gen này gần đây đã được nhân đôi hoặc sự bảo tồn toàn diện mang lại lợi thế. Một yếu tố sao chép ngược được xác định gần một trong các gen này có thể là một cơ chế tiềm năng cho sự nhân đôi gen độc tố được tăng cường. Nghiên cứu cũng thảo luận về sự khác biệt trong tiến hóa của độc tố hải quỳ, gợi ý rằng N. vectensis có thể đại diện cho một tổ tiên chung của các loại độc tố Type I và Type II.

Mục lục chi tiết:

• HYPOTHESIS
• When positive selection of neurotoxin genes is missing
• The riddle of the sea anemone Nematostella vectensis
• Yehu Moran and Michael Gurevitz
• Department of Plant Sciences, George S. Wise Faculty of Life Sciences, Tel Aviv University, Israel
• Correspondence
• (Received 1 May 2006, revised 20 June 2006, accepted 26 June 2006)
• doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05397.x
• Rapid evolution driven by positive Darwinian selection appears in toxins of vipers, scorpions, and marine snails.
• According to the neutral theory of molecular evolution the vast majority of substitutions in genes are synonymous and cases of positive Darwinian selection are scarce [1].
• Abbreviations
• AeNa, Type I sea anemone toxin of Actinia equina; CD, conserved domain; Nv1, Nematostella vectensis neurotoxin 1; Nv2, Nematostella vectensis neurotoxin 2; RVT-1, reverse transcriptase; ShKT, potassium channel toxin.
• Putative genes that encode sodium channel toxins
• Results
• We searched for putative sea anemone neurotoxin genes of all known types ([10] and Supplementary material) in the N. vectensis genome using the BLASTP program [11] integrated in the Stellabase [8].
• Fig. 1. N. vectensis sequences that encode for putative sodium channel toxins.
• Discussion
• Divergence of sea anemone toxins into Type I and Type II occurred after the separation of Thenaria and Athenaria
• The exceptional conservation of Nv1 coding sequence
• Conclusion
• Experimental procedures
• Nucleotide and peptide search
• Sequence alignments
• Three-dimensional models
• Acknowledgements
• References
• Supplementary material