二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸频率在各类原口无脊椎动物中与寿命和基因组大小共变

《Journal of Evolutionary Biology》：Di-, tri-, and tetranucleotide frequencies covary with lifespan and genome size across protostome invertebrates

　　摘要 动物寿命跨越数个数量级，但在脊椎动物之外，基因组序列如何与寿命共同变化仍缺乏充分表征。尽管启动子CpG密度因其通过DNA甲基化发挥的基因调控功能而与脊椎动物长寿有关联，但目前尚不清楚这种模式是否具有启动子和CpG的特异性，还是反映了更广泛的序列进化。我们整理并收录了466个原口动物物种的最大寿命估计值，涵盖八个具有可用基因组组装数据的门类，并使用通用单拷贝直系同源基因（BUSCO）界定的基准方法，量化了全基因组、基因间区以及六个基因相关区域（两个上游区域、外显子、内含子和两个下游区域）的单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸和四核苷酸组成。二核苷酸的观测值与期望值比值以不同的方式与寿命和基因组大小显示出显著关联。与寿命相关的序列基序在基因相关的非编码区域中最为显著，尤其是在内含子和下游区域，而基因组大小的效应在全基因组和基因间序列中最为强烈。三核苷酸和四核苷酸的观测值与期望值比值在很大程度上重现了这种区域分布特征。相比之下，各区域的GC含量与寿命无关联，表明所观察到的信号不能由单核苷酸组成来解释，而是由这些核苷酸如何排列成短序列基序所决定。这些结果表明，在无脊椎动物物种中，寿命和基因组大小与区域序列组成之间存在各自独特但相互重叠的关联，且与寿命相关的基序进化超越了脊椎动物启动子甲基化架构的范畴。