纤毛虫基因组进化比较框架：从比较基因组学视角解析早期真核生物演化

这篇综述通过比较基因组学和系统基因组学分析，系统研究了16种纤毛虫（Ciliophora）大核（MAC）基因组的结构特征与进化规律，揭示了其基因组大小（18.4-117.1 Mb）、终止密码子重排、纳米染色体（nanochromosome）等独特演化策略，阐明了钙调蛋白（calmodulin）和减数分裂锌指蛋白基因家族的功能分化，为早期真核生物适应性进化提供了新见解。

　　

Highlight

纤毛虫基因组展现出惊人的多样性：基因组大小从18.4 Mb到117.1 Mb不等，在旋毛纲（Spirotrichea）和Litostomatea纲中观察到数万个纳米染色体（nanochromosome）和广泛的终止密码子重排现象，反映出动态的基因组结构和适应性进化特征。

基因家族扩张揭示分化进化路径

不同纲的纤毛虫表现出独特的基因家族扩张模式：异毛纲（Heterotrichea）显著增强了细胞分裂相关基因，而旋毛纲则富集了信号转导通路相关基因。

减数分裂相关锌指蛋白与钙通道蛋白的古老起源

对减数分裂相关锌指蛋白（meiosis-related zinc finger protein）和钙通道相关钙调蛋白（calmodulin）基因家族的系统发育和结构分析表明，这两个家族在纤毛虫分化前就已存在，并发生了功能特异性分化。

休眠相关基因的适应性演化

厌氧环境的Entodinium caudatum保留了大量泛素化（ubiquitin）相关基因，而耐盐种Fabrea salina则富集了后期促进复合体辅助因子（anaphase-promoting complex cofactors，重要的E3泛素连接酶），暗示这两种纤毛虫可能通过增强包囊（encystment）能力适应极端环境。

Conclusion

本研究首次在四大纲纤毛虫中系统揭示了大核基因组的进化蓝图，为理解早期真核生物的基因组可塑性和环境适应机制提供了重要线索。