A novel fragmented mitochondrial genome in the protist pathogen Toxoplasma gondii and related tissue coccidia.
A novel fragmented mitochondrial genome in the protist pathogen Toxoplasma gondii and related tissue coccidia.
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DOI：
10.1101/gr.266403.120
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发表时间：
2021-05
期刊：
影响因子：
7
通讯作者：
Kissinger JC
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Namasivayam S;Baptista RP;Xiao W;Hall EM;Doggett JS;Troell K;Kissinger JC
线粒体基因组的内容和结构在真核生物的生命树中差异很大，原生生物表现出极端的例子。顶复合体和鞭毛藻原生生物进化出高度减少的线粒体基因组序列，mtDNA，仅由三个细胞色素基因和碎片化的rRNA基因组成。在这里，我们报道了弓形虫和相关组织球虫中碎片化细胞色素基因的独立进化，以及一种新的基因组结构的进化，该结构由至少21个序列块（SBs）组成，总计5.9 kb，以非随机串联体的形式存在。单分子纳米孔读取完全由SBs组成，范围从0.1到23.6 kb，显示完整和碎片化的细胞色素基因。检测到全长细胞色素转录本，包括发散的coxIII。线粒体基因组的拓扑结构仍然是一个谜。对一个cob点突变的分析表明，SBs的同源性保持不变。组织球虫是人类和动物的重要病原体，线粒体是一个重要的治疗靶点。mtDNA序列已被阐明，但一个明确的基因组结构仍然难以捉摸。
Mitochondrial genome content and structure vary widely across the eukaryotic tree of life, with protists displaying extreme examples. Apicomplexan and dinoflagellate protists have evolved highly reduced mitochondrial genome sequences, mtDNA, consisting of only three cytochrome genes and fragmented rRNA genes. Here, we report the independent evolution of fragmented cytochrome genes in Toxoplasma and related tissue coccidia and evolution of a novel genome architecture consisting minimally of 21 sequence blocks (SBs) totaling 5.9 kb that exist as nonrandom concatemers. Single-molecule Nanopore reads consisting entirely of SBs ranging from 0.1 to 23.6 kb reveal both whole and fragmented cytochrome genes. Full-length cytochrome transcripts including a divergent coxIII are detected. The topology of the mitochondrial genome remains an enigma. Analysis of a cob point mutation reveals that homoplasmy of SBs is maintained. Tissue coccidia are important pathogens of man and animals, and the mitochondrion represents an important therapeutic target. The mtDNA sequence has been elucidated, but a definitive genome architecture remains elusive.
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