比较基因组学揭示纤毛虫超快钙依赖性细胞收缩的分子适应机制

《European Journal of Protistology》：Comparative genomics reveals insights into the ultrafast Ca2+-dependent cell contraction in ciliates (Eukaryota, SAR, Alveolata)

本综述通过整合47种纤毛虫的组学数据，聚焦于四个关键类群（Vorticellidae、Zoothamniidae、Stentor和Spirostomum），首次在20个物种中鉴定到spasmin基因，并通过基因家族扩张分析揭示了与磷酸酶活性（phosphatase activity）、信号转导（signal transduction）和物质代谢相关的快速进化机制，为理解非ATP依赖的超快收缩（Ca2+-dependent ultrafast contraction）提供了基因组学新视角。

　　

Section snippets

Genome/transcriptome assembly

本研究使用的组学数据源自美国生物技术信息中心（NCBI）、中国国家生物信息中心（CNCB）的Protist万种基因组计划（P10K）数据库、Tetrahymena基因组数据库（TGD）、ParameciumDB及其他公共数据库（附表S1）。使用FastQC ver. 0.11.9进行原始数据质量评估，并对双端测序 reads 进行后续处理。

Assembly quality evaluation

我们对47个物种的基因组和转录组组装质量进行了系统评估（附表S2）。组装大小跨度从7.01 Mb（嗜血拟阿诺虫 Anophryoides haemophila）至146.79 Mb（Vaginicolasp.），N50值范围从562 bp（Spirostomumsp. 2）到1,038,890 bp（Blepharisma stoltei）。GC含量介于22.3%至55.6%之间，与已报道的纤毛虫基因组特征一致。预测基因数量……

Molecular phylogeny of target ciliate taxa

我们的系统基因组学分析支持寡膜纲（Oligohymenophorea）的四个亚纲——缘毛亚纲（Peritrichia）、盾纤亚纲（Scuticociliatia）、膜口亚纲（Hymenostomatia）和咽膜亚纲（Peniculia）均为单系群（图1）。缘毛亚纲与由盾纤、膜口和咽膜亚纲组成的支系形成姐妹群，这与既往研究一致。值得注意的是，钟虫科（Zoothamniidae）并非单系，主要因其被 epistylididae 科物种嵌套所致。

CRediT authorship contribution statement

Ying Zhang：审阅与编辑、可视化、验证、方法学、调研、形式分析。Fasheng Liang：审阅与编辑、初稿撰写、可视化、验证、软件、方法学、调研、形式分析、数据管理。Chunying Xu：审阅与编辑、可视化、形式分析、概念化。Alan Warren：审阅与编辑、可视化。Lifang Li：审阅与编辑、督导、资源、项目管理。

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究成果的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgments

本研究由国家自然科学基金（项目号31772431）资助。我们感谢山东大学海洋原生生物多样性与进化实验室的高性能计算集群 SDU-LMPBE，以及中国海洋大学海洋生物进化与多样性研究所的 IEMB-1 集群提供的计算资源。同时衷心感谢宋微波教授（中国海洋大学）……