Comparative mitochondrial genomics reveals a possible role of a recent duplication of NADH dehydrogenase subunit 5 in gene regulation.
Comparative mitochondrial genomics reveals a possible role of a recent duplication of NADH dehydrogenase subunit 5 in gene regulation.
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比较线粒体基因组学揭示了近期 NADH 脱氢酶亚基 5 重复在基因调控中的可能作用
DOI：
10.1093/dnares/dsy026
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发表时间：
2018-12-01
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhao Z
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li R;Ren X;Bi Y;Ding Q;Ho VWS;Zhao Z
线粒体基因组（mtDNA）不仅含有高度保守的蛋白质编码区、tRNA和rRNA基因，而且含有高度可变的非编码区（NCR）。然而，NCR在物种间的保守性很差，使得它们的功能和进化难以捉摸。跨物种NCR的识别和功能表征对于解决这些问题至关重要。为此，我们设计了一个计算管道，并使用下一代测序（NGS）数据对19个小杆线虫物种的mtDNA进行从头组装和注释。其中14种线粒体DNA为首次报道。19个基因组的比较揭示了部分置换环（D-loop）序列作为一种新的NCR插入到一个独特的tRNA簇的物种特异性采样，这表明了重要的作用的D-环和tRNA簇在塑造NCR进化。有趣的是，RNA-Seq分析表明，由最近的NADH脱氢酶亚基5（ND 5）复制产生的新NCR可用作3′ UTR，用于上调其上游基因。表达分析表明，种和性别特异性的线粒体基因编码的mtDNA和细胞核，分别表达。我们的分析提供了重要的见解线粒体NCR的功能和进化，并为进一步研究线粒体基因组的功能和进化铺平了道路。
Mitochondrial genome (mtDNA) carries not only well-conserved protein coding, tRNA and rRNA genes, but also highly variable non-coding regions (NCRs). However, the NCRs show poor conservation across species, making their function and evolution elusive. Identification and functional characterization of NCRs across species would be critical for addressing these questions. To this end, we devised a computational pipeline and performed de novo assembly and annotation of mtDNA from 19 Caenorhabditis species using next-generation sequencing (NGS) data. The mtDNAs for 14 out of the 19 species are reported for the first time. Comparison of the 19 genomes reveals species-specific sampling of partial displacement-loop (D-loop) sequence as a novel NCR inserted into a unique tRNA cluster, suggesting an important role of the D-loop and the tRNA cluster in shaping NCR evolution. Intriguingly, RNA-Seq analysis suggests that a novel NCR resulting from a recent duplication of NADH dehydrogenase subunit 5 (ND5) could be utilized as a 3′ UTR for up-regulation of its upstream gene. The expression analysis shows a species- and sex-specific expression of mitochondrial genes encoded by mtDNA and nucleus, respectively. Our analyses provide important insights into the function and evolution of mitochondrial NCRs and pave the way for further studying the function and evolution of mitochondrial genome.
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影响因子：
14.9
作者：
Howe KL;Bolt BJ;Cain S;Chan J;Chen WJ;Davis P;Done J;Down T;Gao S;Grove C;Harris TW;Kishore R;Lee R;Lomax J;Li Y;Muller HM;Nakamura C;Nuin P;Paulini M;Raciti D;Schindelman G;Stanley E;Tuli MA;Van Auken K;Wang D;Wang X;Williams G;Wright A;Yook K;Berriman M;Kersey P;Schedl T;Stein L;Sternberg PW
通讯作者：
Sternberg PW
影响因子：
4.5
作者：
Lewis SC;Joers P;Willcox S;Griffith JD;Jacobs HT;Hyman BC
通讯作者：
Hyman BC
DOI：
10.1093/bioinformatics/btu638
发表时间：
2015-01-15
期刊：
Bioinformatics (Oxford, England)
影响因子：
--
作者：
Anders S;Pyl PT;Huber W
通讯作者：
Huber W
影响因子：
1.7
作者：
Bankevich, Anton;Nurk, Sergey;Pevzner, Pavel A.
通讯作者：
Pevzner, Pavel A.
DOI：
10.1126/science.aaa0986
发表时间：
2015-01-30
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Agaronyan K;Morozov YI;Anikin M;Temiakov D
通讯作者：
Temiakov D