Una carrera armamentista evolutiva entre los genes de dedos de zinc KRAB ZNF91/93 y los retrotransposones SVA/L1.
Año de publicación:
2014
Identificación de PubMed:
25274305
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
A lo largo de la evolución, los genomas de los primates han sido modificados por ondas de inserciones de retrotransposones. Para cada onda, el huésped finalmente encuentra una manera de reprimir la transcripción del retrotransposón y evitar más inserciones. En las células madre embrionarias de ratón, el silenciamiento transcripcional de los retrotransposones requiere KAP1 (también conocido como TRIM28) y su complejo represivo, que puede ser reclutado en sitios objetivo mediante proteínas KRAB con dedos de zinc (KZNF), como la ZFP809 específica de murino, que se une a células murinas integradas. elementos del ADN del virus de la leucemia y recluta KAP1 para reprimirlos. Los genes KZNF son una de las familias de genes de más rápido crecimiento en primates y se supone que esta expansión permite a los primates responder a los retrotransposones recién surgidos. Sin embargo, se desconoce la identidad de los genes KZNF que luchan contra los retrotransposones actualmente activos en el genoma humano, como SINE-VNTR-Alu (SVA) y el elemento nuclear 1 (L1) intercalado durante mucho tiempo. Aquí mostramos que dos genes KZNF específicos de primates evolucionaron rápidamente para reprimir estas dos familias de retrotransposones distintas poco después de que comenzaron a extenderse en nuestro genoma ancestral. ZNF91 experimentó una serie de cambios estructurales hace entre 8 y 12 millones de años que le permitieron reprimir los elementos SVA. ZNF93 evolucionó antes para reprimir el linaje L1 de primates hasta hace aproximadamente 12.5 millones de años, cuando la subfamilia de retrotransposones L1PA3 escapó de la restricción de ZNF93 mediante la eliminación del sitio de unión de ZNF93. Nuestros datos respaldan un modelo en el que la expansión del gen KZNF limita la actividad de las clases de retrotransposones recién emergidas, y esto es seguido por mutaciones en estos retrotransposones para evadir la represión, un ciclo de eventos que podría explicar la rápida expansión de los genes KZNF específicos del linaje.
Resumen científico:
A lo largo de la evolución, los genomas de los primates han sido modificados por oleadas de inserciones de retrotransposones. Para cada onda, el huésped finalmente encuentra una manera de reprimir la transcripción del retrotransposón y evitar más inserciones. En las células madre embrionarias de ratón, el silenciamiento transcripcional de los retrotransposones requiere KAP1 (también conocido como TRIM28) y su complejo represivo, que puede ser reclutado en sitios objetivo mediante proteínas KRAB con dedos de zinc (KZNF), como la ZFP809 específica de murino, que se une a células murinas integradas. elementos del ADN del virus de la leucemia y recluta KAP1 para reprimirlos. Los genes KZNF son una de las familias de genes de más rápido crecimiento en primates y se supone que esta expansión permite a los primates responder a los retrotransposones recién surgidos. Sin embargo, se desconoce la identidad de los genes KZNF que luchan contra los retrotransposones actualmente activos en el genoma humano, como SINE-VNTR-Alu (SVA) y el elemento nuclear 1 (L1) intercalado durante mucho tiempo. Aquí mostramos que dos genes KZNF específicos de primates evolucionaron rápidamente para reprimir estas dos familias de retrotransposones distintas poco después de que comenzaron a extenderse en nuestro genoma ancestral. ZNF91 experimentó una serie de cambios estructurales hace entre 8 y 12 millones de años que le permitieron reprimir los elementos SVA. ZNF93 evolucionó antes para reprimir el linaje L1 de primates hasta hace aproximadamente 12.5 millones de años, cuando la subfamilia de retrotransposones L1PA3 escapó de la restricción de ZNF93 mediante la eliminación del sitio de unión de ZNF93. Nuestros datos respaldan un modelo en el que la expansión del gen KZNF limita la actividad de las clases de retrotransposones recién emergidas, y esto es seguido por mutaciones en estos retrotransposones para evadir la represión, un ciclo de eventos que podría explicar la rápida expansión de los genes KZNF específicos del linaje.