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進化の歴史を知るためには、遺伝子の複製や新機能化が必要であることを明らかにする必要がある
Evolutionary History of the Globin Gene Family in Annelids.
PMID: 32597988 DOI: 10.1093/gbe/evaa134.
抄録
動物が生きていくためには、有機分子の連続的な酸化に依存しているため、酸素を運搬するタンパク質が好気性代謝の基本的な役割を果たしています。グロービンは、呼吸器系タンパク質の中で最も一般的で広範囲に存在するグループである。グロビンは、細胞内循環型、非循環型、細胞外循環型の3つのタイプに分類され、いずれもアネロイドで報告されています。酸素輸送タンパク質の多様性については、メタゾ類全体では過小評価されてきた。本研究では、グロビンの多様性を求めて、250種のアナゼル動物のトランスクリプトームを調査し、この遺伝子ファミリーの進化史を明らかにした。その結果、グロビンにはアンドログロビンとサイトグロビンの2種類が新たに存在することがわかった。脊椎動物のサイトグロビンと無脊椎動物のミオグロビンは同じ名前で呼ばれているが、我々のデータでは、これらは真の直交体ではないことが示されている。系統解析の結果、環状動物の細胞外グロビンは環状動物の細胞内グロビンよりも他の準動物の細胞外グロビンとの関連性が高いことがわかった。このことから、グロビンファミリーの進化の歴史は、複数の遺伝子の重複と新機能化によって形成されてきたことが明らかになった。
Animals depend on the sequential oxidation of organic molecules to survive; thus, oxygen-carrying/transporting proteins play a fundamental role in aerobic metabolism. Globins are the most common and widespread group of respiratory proteins. They can be divided into three types: circulating intracellular, non-circulating intracellular, and extracellular, all of which have been reported in annelids. The diversity of oxygen transport proteins has been underestimated across metazoans. We probed 250 annelid transcriptomes in search of globin diversity in order to elucidate the evolutionary history of this gene family within this phylum. We report two new globin types in annelids, namely androglobins and cytoglobins. Although cytoglobins and myoglobins from vertebrates and from invertebrates are referred to by the same name, our data show they are not genuine orthologs. Our phylogenetic analyses show that extracellular globins from annelids are more closely related to extracellular globins from other metazoans than to the intracellular globins of annelids. Broadly, our findings indicate that multiple gene duplication and neo-functionalization events shaped the evolutionary history of the globin family.
© The Author(s) 2020. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Molecular Biology and Evolution.