蛙科动物中广泛的串联重复序列库及转座元件在其进化中的作用

《BMC Biology》：Extensive tandem repeat repertoires in ranid frogs and the role of transposable elements in their evolution

　　

摘要

背景

串联重复序列（卫星DNA）在真核生物基因组中普遍存在，并对染色体组织和基因组进化具有重要意义。两栖动物具有异常庞大且富含重复序列的基因组，因此为研究串联重复序列的起源、多样性和基因组动态提供了一个宝贵的体系。尽管如此，针对两栖动物串联重复序列库的比较分析仍然十分有限。

结果

对蛙科（Ranidae）九个物种的全基因组串联重复序列分析显示，串联重复序列含量极高，并与基因组大小呈正相关。比较分析揭示，串联重复序列家族具有层次化的组织结构，涵盖了从广泛保守的家族到谱系限制性以及物种特异性重复序列。这些基因组的一个显著特征是，与转座子具有序列同源性的串联重复序列比例极高；此类重复序列占总串联重复序列长度的43%至91%，并与基因组大小及总体串联重复序列含量均呈相关性。计算机模拟分析表明串联重复序列在染色体上呈广泛分布。荧光原位杂交技术证实，无论是与转座子同源还是不同源的串联重复序列，均广泛分散并占据着近着丝粒、亚端粒及中间区域。

结论

蛙科动物的基因组中含有丰富的串联重复序列库。这些重复序列沿染色体广泛分布。具有转座子同源性的保守型与谱系限制性串联重复序列家族的共存现象表明，转座子可能反复参与新串联重复序列的形成。这些发现表明，两栖动物基因组的进化动态性与串联重复序列的持续积累与扩增密切相关。