Heterochronic evolution reveals modular timing changes in budding yeast transcriptomes.
Heterochronic evolution reveals modular timing changes in budding yeast transcriptomes.
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DOI：
10.1186/gb-2010-11-10-r105
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发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
12.3
通讯作者：
Kim J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Simola DF;Francis C;Sniegowski PD;Kim J
基因表达是一个动态的性状，基因调控的进化可以显着改变基因表达的时间，而不会大大影响平均表达水平。此外，模块的共调节基因可能会表现出协调的变化，在进化过程中的表达时序模式的分歧。在这里，我们研究了转录组进化的动态背景下的芽殖酵母细胞分裂周期，调查的程度分歧的表达时间和监管架构的时间进化。使用定制的微阵列平台，我们在9株链球菌的细胞分裂周期的18个时间点上获得了6,263个基因的378个测量值。cerevisiae和一株S.矛盾的。大多数基因在转录组组织的所有尺度上表现出显着的表达动力学差异，这表明了时间变化的广泛潜力。比较表达水平进化与定时进化的模型测试显示，82%的基因更适合定时进化。共享模式的时序进化的分析表明存在7个动态自主模块，其中每个模块都表现出连贯的进化时序变化。与这些基因模块相关的转录因子的分析表明，在表达时间的分歧模块多效性来源。我们提出，转录组的演变可能通常需要在时间（异时性），而不是表达水平（异时性）的变化。基因表达动态的演变可能涉及由模块特异性转录因子介导的时序控制的模块变化。我们假设，全基因组基因调控可能利用一个一般的架构，包括多个半自主的事件时间轴，其叠加可能会产生组合的复杂性，在时序控制模式。
Gene expression is a dynamic trait, and the evolution of gene regulation can dramatically alter the timing of gene expression without greatly affecting mean expression levels. Moreover, modules of co-regulated genes may exhibit coordinated shifts in expression timing patterns during evolutionary divergence. Here, we examined transcriptome evolution in the dynamical context of the budding yeast cell-division cycle, to investigate the extent of divergence in expression timing and the regulatory architecture underlying timing evolution. Using a custom microarray platform, we obtained 378 measurements for 6,263 genes over 18 timepoints of the cell-division cycle in nine strains of S. cerevisiae and one strain of S. paradoxus. Most genes show significant divergence in expression dynamics at all scales of transcriptome organization, suggesting broad potential for timing changes. A model test comparing expression level evolution versus timing evolution revealed a better fit with timing evolution for 82% of genes. Analysis of shared patterns of timing evolution suggests the existence of seven dynamically-autonomous modules, each of which shows coherent evolutionary timing changes. Analysis of transcription factors associated with these gene modules suggests a modular pleiotropic source of divergence in expression timing. We propose that transcriptome evolution may generally entail changes in timing (heterochrony) rather than changes in levels (heterometry) of expression. Evolution of gene expression dynamics may involve modular changes in timing control mediated by module-specific transcription factors. We hypothesize that genome-wide gene regulation may utilize a general architecture comprised of multiple semi-autonomous event timelines, whose superposition could produce combinatorial complexity in timing control patterns.
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2.7
作者：
ALBERCH, P;GOULD, SJ;WAKE, DB
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WAKE, DB
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Amorim, Maria J.;Cotobal, Cristina;Duncan, Caia;Mata, Juan
通讯作者：
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作者：
Chang, Ya-Wen;Liu, Fu-Guo Robert;Li, Wen-Hsiung
通讯作者：
Li, Wen-Hsiung
DOI：
10.1073/pnas.0409159102
发表时间：
2005-01-25
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Gu, ZL;David, L;Steinmetz, LM
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