多基因互作下基因组短暂适应性特征的演化模式与分子机制研究

批准号:
31900417
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
陆广安
依托单位:
学科分类:
C0607.基因组学
结题年份:
2022
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
--
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中文摘要
适应性进化的理论和分子基础是进化生物学研究的前沿。依据经典的进化理论,Red Queen hypothesis,受环境中不断演变的生物/非生物因素驱动,适应性进化是持续进化的动态过程,从中演化出短暂适应性特征。为了适应不断变化的环境,基因组在适应性进化过程中是否体现出短暂适应性?背后的分子机制是什么?目前仍不清楚。申请者前期工作发现从头起源(de novo)miRNA因适应性进化而起源,但原有适应性特征因环境改变已消失,暗示了基因组短暂适应性的存在。本研究拟在前期工作基础上,在果蝇近缘种中探究de novo miRNA序列、表达和功能的快速进化,在基因组进化水平论证短暂适应性的存在及演化模式。此外,申请者将解析不同近缘种间miRNA介导的多基因调控网络进化规律,从调控网络进化角度阐述其短暂适应性的分子机理。本课题将为理解适应性进化基本理论,阐明适应性进化过程基因调控网络的演化规律提供参考。
英文摘要
The theory and molecular basis of adaptive evolution are the leading edge of evolutionary biology. According to the classical theory of organismal evolution, Red Queen hypothesis, driven by the evolving biological/abiotic factors in the environment, organisms evolve continually to adapt to the changing world, from which transient adaptive traits evolve. Do the genomes need to evolve transient adaptive traits in the process of adaptive evolution in order to adapt to the changing environment? What is the underline molecular mechanism? These questions still remain unknown. The applicant's previous work found that de novo miRNAs are fixed in genome by adaptive evolution, but their original adaptive traits have disappeared due to environmental changes, suggesting the existence of transient adaptation. Based on previous works, this study will explore the rapid evolution of sequence, expression and function of de novo miRNA in closely related species of Drosophila, demonstrating the existence and evolutionary dynamic of transient adaption at the level of genic evolution. Furthermore, we will analyze the evolution of miRNA-mediated multi-gene regulatory networks in closely related species of Drosophila, elucidating the molecular mechanism of transient adaptation from from the perspective of regulatory network evolution. This study will provide important hints for understanding the basic theory of genomic adaptive evolution and elucidate the principle of gene regulatory networks evolution during the process of adaptive evolution.
适应性进化的理论和分子基础是进化生物学研究的前沿。依据经典的进化理论,红皇后假说(the Red Qeen hypothesis),受环境中不断演变的生物/非生物因素驱动,适应性进化是持续进化的动态过程,从中演化出短暂适应性特征。为了研究基因组演化水平论证短暂适应性的存在,研究其中的演化遗传规律。本研究基于前期工作基础,在果蝇近缘种中探究了代表性de novo miRNA基因在序列、表达、分子调控及表型层面的演化。发现适应性进化的新miRNA基因介导的多基因互作分子调控及功能在果蝇近缘物种中发生了快速分化,遵循不同的演化轨迹,符合红皇后假说的预期。提示这些新miRNA基因的适应性特征呈现为“短暂性”演化模式。本课题的开展将为深入理解适应性进化基本理论,特别是适应性进化过程基因调控网络的演化规律提供参考。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:doi:10.1093/molbev/msaa317
发表时间:2021
期刊:Molecular Biology and Evolution
影响因子:--
作者:Yixin Zhao;Guang-An Lu;Hao Yang;Pei Lin;Zhongqi Liufu;Tian Tang;Jin Xu
通讯作者:Jin Xu
Run or Die in the Evolution of New MicroRNAs-Testing the Red Queen Hypothesis on De Novo New Genes.
新 MicroRNA 进化中的生存或死亡 — 在 De Novo 新基因上检验红皇后假说
DOI:10.1093/molbev/msaa317
发表时间:2021-04-13
期刊:Molecular biology and evolution
影响因子:10.7
作者:Zhao Y;Lu GA;Yang H;Lin P;Liufu Z;Tang T;Xu J
通讯作者:Xu J
The Runaway Evolution of SARS-CoV-2 Leading to the Highly Evolved Delta Strain.
SARS-CoV-2 的失控进化导致高度进化的 Delta 毒株
DOI:10.1093/molbev/msac046
发表时间:2022-03-02
期刊:Molecular biology and evolution
影响因子:10.7
作者:Ruan Y;Hou M;Tang X;He X;Lu X;Lu J;Wu CI;Wen H
通讯作者:Wen H
Dynamic global analysis of transcription reveals the role of miRNAs in synergistic stabilization of gene expression
转录的动态全局分析揭示了 miRNA 在基因表达协同稳定中的作用
DOI:10.1016/j.scib.2020.08.011
发表时间:2020
期刊:Science Bulletin
影响因子:18.9
作者:Guang-An Lu;Fuqiang Ma;Qingjian Chen;Yongsen Ruan;Xin Li;Xuemei Lu;Chunyan Li
通讯作者:Chunyan Li
Canalization of Phenotypes-When the Transcriptome is Constantly but Weakly Perturbed.
表型的管道化 – 当转录组持续但微弱地受到干扰时
DOI:10.1093/molbev/msad005
发表时间:2023-01-04
期刊:MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION
影响因子:10.7
作者:Lu, Guang-An;Zhang, Jinning;Zhao, Yixin;Chen, Qingjian;Lin, Pei;Tang, Tian;Tang, Zhixiong;Wen, Haijun;Liufu, Zhongqi;Wu, Chung-, I
通讯作者:Wu, Chung-, I
基因组miRNA介导的渠化调控维持果蝇体细胞群体稳态的演化遗传机制
- 批准号:32370659
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:50万元
- 批准年份:2023
- 负责人:陆广安
- 依托单位:
基于基因调控网络演化的非编码RNA适应性进化机制研究
- 批准号:--
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:10.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:陆广安
- 依托单位:
国内基金
海外基金
