Paigen, K., & Petkov, P. M. (2018).
PRDM9 and its role in genetic recombination. Trends in Genetics, 34, 291–300.
DNA 結合タンパク質 PRDM9 は,哺乳類の組み換えホットスポット形成に重要な役割を演じる.
Sacerdot C, Louis A, Bon C, Berthelot C, Roest Crollius H. 2018.
Chromosome evolution at the origin of the ancestral vertebrate genome. Genome Biol 19:166.
太古の全ゲノム重複を経験した前後における,脊椎動物の染色体進化を再構築.脊椎動物祖先の核型を推定.1回目の全ゲノム重複で 17 本が 34 本に重複し,7 本が融合,2 回目の全ゲノム重複によって 54 本に.さらに融合し,硬骨脊椎動物の祖先で 50 本に.
1R 前の脊椎動物祖先ゲノムとヒトゲノムの構造を比較 (Fig. 6).オーノログの位置を濃淡で表示.
羊膜類祖先の遺伝子配置を推定するために,動物61 種のゲノムを比較.
オーソログ判定は Ensembl の tree を用いる.
Kim J, Farre M, Auvil L, Capitanu B, Larkin DM, Ma J, Lewin HA. 2017.
Reconstruction and evolutionary history of eutherian chromosomes. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 114:E5379-E5388.
真獣類祖先,および人類に続く 6 祖先,の染色体を推定.SF (syntenic fragment) の探索.オランウータンのゲノム構造は最も保存的で,8 本の染色体で,真獣類祖先に類似した構造を保持.染色体構造
有胎盤類19 種と外群 2 種 (ニワトリ,オポッサム) のゲノムを比較.ペアワイズゲノム配列比較から解析を始める DESCHRAMBLER を開発し,祖先染色体を再構築.
上記 21 種について,染色体に対応する,スキャフォールドあるいは半数体の数を提示 (Table S1).この table からゲノムデータの質がわかる.
通常 Sytenyic fragments (SFs) の推定は,ゲノム配列アライメントに基づく (E5379右中).
ヒトとチンパンジーの祖先で染色体再配置が加速していた (E5396左上).
保存的な染色体断片の順序と方向を解読することは,種分化や系統特異的な適応を理解するのに重要 (Significance).
Singhal, S., et al. (2015).
Stable recombination hotspots in birds. Science, 350, 928-931.
PRDM9 は鳥類には見られず,組み換えホットスポットは哺乳類よりも変化が少ない.
Nakatani Y & McLysaght A (2017)
Genomes as documents of evolutionary history: a probabilistic macrosynteny model for the reconstruction of ancestral genomes. Bioinformatics 33(14):i369-i378.
全ゲノム重複以前の祖先ゲノム構造を,変分ベイズ法によって推定するモデルを開発.シミュレーションによって精度を評価.真骨類ゲノムに適用し,これまで見過ごされていた小さなスケールでの配置変動を検出.
変文ベイズ法は文章からトピックを推定する手法として発展.変文ベイズ法が有用ということは,マクロシンテニーは古代ゲノム構造の文書とみなせる,と指摘.ソフトウェア (JAVA) を配信.
Deakin JE & Ezaz T (2014)
Tracing the evolution of amniote chromosomes. Chromosoma 123(3):201-216.
総説.鳥類を中心とした羊膜類の染色体比較とその進化研究.主に染色体彩色 (chromosome painting) 研究.染色体構造は鳥類目間で非常に類似,ワニ,カメ類までも (P202 右, Fig.2).鳥類の目間では染色体間の変動がほとんど無い一方,ゲノムデータ解析から染色体内部で遺伝子配置の変動があったことが示唆される (P202右).このため染色体内部の変動が種分化に重要な役割を演じたと示唆 (P203右).
羊膜類数系統の祖先核型推定は,主に染色体彩色データの種間比較よりなされてきたが,有袋類と単孔類の間で相同関係を誤るなど限界がある (P201右).近年蓄積されたゲノムデータが,より詳細な検討を可能にする.
微小染色体 (microchromosome) は両生類と羊膜類の共通祖先 (400mya) に起源 (P203 右下).
Shevchenko AI, Zakharova IS, Zakian SM. 2013.
The evolutionary pathway of x chromosome inactivation in mammals. Acta Naturae 5:40-53.
de Oliveira EH, Neusser M, Muller S. 2012.
Chromosome evolution in new world monkeys (Platyrrhini). Cytogenetic and Genome Research 137:259-272.
新世界サル.
Ruiz-Herrera A, Farre M, Robinson TJ. 2012.
Molecular cytogenetic and genomic insights into chromosomal evolution. Heredity 108:28–36.
総説.脊椎動物の染色体数を網羅的に棒グラフで比較 (Fig.1).
Voss, S. R. et al. 2011.
Origin of amphibian and avian chromosomes by fission, fusion, and retention of ancestral chromosomes. Genome Res 21, 1306-1312, doi:10.1101/gr.116491.110 (2011).
メキシコサラマンダー(ウーパールーパー,Ambystoma mexicanum) の遺伝子地図を作成してニワトリやヒトとの Conserved synteny を判定し,四足類祖先染色体の構造進化パターンを推定.
Graphodatsky AS, Trifonov VA, Stanyon R. 2011.
The genome diversity and karyotype evolution of mammals. Mol Cytogenet 4:22.
総説.哺乳類の染色体数と,部分領域がヒトと共有される染色体数を提示 (Table1). 霊長類の染色体数は 2n で 40 から 60.
Ellegren, H. 2010.
Evolutionary stasis: the stable chromosomes of birds. Trends Ecol Evol
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Larkin DM. 2010.
Role of chromosomal rearrangements and conserved chromosome regions in amniote evolution. Molecular Genetics Microbiology and Virology 25:1–7.
総説.染色体再配置の役割.
Kemkemer, C. et al. 2009.
Gene synteny comparisons between different vertebrates provide new insights into breakage and fusion events during mammalian karyotype evolution. BMC Evol. Biol. 9, 84.
Larkin DM (2010)
Role of chromosomal rearrangements and conserved chromosome regions in amniote evolution. Molecular Genetics Microbiology and Virology 25(1):1–7.
Larkin DM, et al. (2009)
Breakpoint regions and homologous synteny blocks in chromosomes have different evolutionary histories. Genome Res. 19(5):770-777.
Homologous synteny blocks.
Lewin HA, Larkin DM, Pontius J, O’Brien SJ (2009)
Every genome sequence needs a good map. Genome Res 19:1925–1928.
総説.
Stanyon R, et al. (2008)
Primate chromosome evolution: Ancestral karyotypes, marker order and neocentromeres. Chromosome Res 16:17–39.
Sundstrom G, Larsson TA, & Larhammar D (2008)
Phylogenetic and chromosomal analyses of multiple gene families syntenic with vertebrate Hox clusters. BMC Evol. Biol. 8.
Veyrunes F, et al. 2008.
Bird-like sex chromosomes of platypus imply recent origin of mammal sex chromosomes. Genome Research 18: 965-973.
哺乳類 Y 染色体の起源は,カモノハシの分岐後と推定.
Ferguson-Smith MA, Trifonov V. Mammalian karyotype evolution. 2007.
Nat Rev Genet. 2007;8:950–62.
総説.哺乳類の核型進化.細胞遺伝学的手法.FISH-based method による human と gibbon の染色体構造を比較 (Box 1).哺乳類全体 (Fig. 1) や霊長類 (Fig. 4) など,系統ごとに染色体構造変化を系統樹にマッピング.
Rascol VL, Pontarotti P, & Levasseur A (2007)
Ancestral animal genomes reconstruction. Curr. Opin. Immunol. 19(5):542-546.
Robinson TJ, Ruiz-Herrera A, Froenicke L. 2006.
Dissecting the mammalian genome-new insights into chromosomal evolution. Trends Genet 2006,22:297-301.
Nakatani Y, Takeda H, Kohara Y, & Morishita S (2007)
Reconstruction of the vertebrate ancestral genome reveals dynamic genome reorganization in early vertebrates. Genome Res. 17(9):1254-1265.
重要.魚類を中心とした脊椎動物祖先種での染色体構造を推定.力作. ヒト・タンパク質遺伝子の 20-30% は,1R/2R まで起源をさかのぼることができると示唆 (Makino and McLysaght, 2010).
Waters PD, Wallis MC, Marshall Graves JA. 2007.
Mammalian sex--Origin and evolution of the Y chromosome and SRY. Seminars in Cell & Developmental Biology 18:389-400.
Kohn M, et al. (2006)
Reconstruction of a 450-My-old ancestral vertebrate protokaryotype. Trends Genet. 22(4):203-210.
Ma J, Zhang L, Suh BB, Raney BJ, Burhans RC, Kent WJ, Blanchette M, Haussler D, Miller W. 2006.
Reconstructing contiguous regions of an ancestral genome. Genome Res. 6(12):1557–65.
Boreoeutherian 哺乳類の祖先ゲノムで繋がっていたゲノム領域を推定.現生種のデータから,祖先ゲノムにおける遺伝子の配置とその向きを推定する方法を開発.Chromosome painting 実験のデータと照合し,初期哺乳類ゲノム・マップの再構築に利用.
Sankoff ら (Zheng et al 2018) はこの研究を,祖先ゲノム推定の数少ない成功例と指摘.
Murphy WJ, Larkin DM, Everts-van der Wind A, et al. 2005.
Dynamics of mammalian chromosome evolution inferred from multispecies comparative maps. Science (New York, N.Y.) 2005, 309:613-617.
Murphy WJ, et al. (2005)
A rhesus macaque radiation hybrid map and comparative analysis with the human genome. Genomics 86:383–395.
Murphy WJ, Bourque G, Tesler G, Pevzner P, O’Brien SJ (2003)
Reconstructing the genomic architecture of mammalian ancestors using multispecies comparative maps. Hum Genomics 1:30–40.
Suto Y, Hirai M. 2000.
ヒトと類人猿の染色体レベルの違い. 蛋白質 核酸 酵素 45:2596-.
総説.類人猿間で,塩基配列以外のデータからゲノム構造の違いを比較.ヒト vs 類人猿 3 種間で染色体を比較 (図1).
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