Origins and Evolutionary Patterns of the 1.688 Satellite DNA Family in Drosophila Phylogeny.
Origins and Evolutionary Patterns of the 1.688 Satellite DNA Family in Drosophila Phylogeny.
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果蝇系统发育中1.688卫星DNA家族的起源和进化模式
DOI：
10.1534/g3.120.401727
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发表时间：
2020-11-05
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Gerton JL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
de Lima LG;Hanlon SL;Gerton JL
卫星DNA（satDNAs）是真核生物基因组中普遍存在的特征，通常是组成异染色质的主要成分。1.688卫星DNA，也称为359 bp卫星，是黑腹果蝇中最丰富的重复序列之一，并与多种不同的生物学功能有关。我们研究了1.688 satDNA在16个果蝇基因组中的存在和进化。我们发现，1.688 satDNA家族比以前认识到的要古老得多，在从共同祖先1.27 Mya分化出来的部分黑腹动物群中共享。我们发现1.688 satDNA家族有两个主要的亚家族，分布在果蝇的整个发育过程中（约360 bp和约190 bp）。从14个物种中提取的10,000个重复序列的系统发育分析显示，1.688 satDNA家族存在于异染色质和常染色质中。大量的常染色质重复序列是基因近端的，这表明了局部基因调控的潜力。值得注意的是，异染色质拷贝显示协同进化和物种特异性模式，而常染色质重复序列显示更典型的进化模式，这表明染色质结构域可能会影响这些序列的进化。总的来说，我们的数据表明，1.688 satDNA是迄今为止在果蝇遗传学中描述的最常见的satDNA家族。我们的研究为未来研究1.688 satDNA在许多果蝇物种中的功能作用提供了坚实的基础。
Satellite DNAs (satDNAs) are a ubiquitous feature of eukaryotic genomes and are usually the major components of constitutive heterochromatin. The 1.688 satDNA, also known as the 359 bp satellite, is one of the most abundant repetitive sequences in Drosophila melanogaster and has been linked to several different biological functions. We investigated the presence and evolution of the 1.688 satDNA in 16 Drosophila genomes. We find that the 1.688 satDNA family is much more ancient than previously appreciated, being shared among part of the melanogaster group that diverged from a common ancestor ∼27 Mya. We found that the 1.688 satDNA family has two major subfamilies spread throughout Drosophila phylogeny (∼360 bp and ∼190 bp). Phylogenetic analysis of ∼10,000 repeats extracted from 14 of the species revealed that the 1.688 satDNA family is present within heterochromatin and euchromatin. A high number of euchromatic repeats are gene proximal, suggesting the potential for local gene regulation. Notably, heterochromatic copies display concerted evolution and a species-specific pattern, whereas euchromatic repeats display a more typical evolutionary pattern, suggesting that chromatin domains may influence the evolution of these sequences. Overall, our data indicate the 1.688 satDNA as the most perduring satDNA family described in Drosophila phylogeny to date. Our study provides a strong foundation for future work on the functional roles of 1.688 satDNA across many Drosophila species.
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