水生所解析3D基因组重塑对裸鲤摄食偏好适应性的调控机制
人们对摄食偏好适应的潜在遗传机制知之甚少。一般来说生活在青藏高原的斜口裸鲤(摄食偏好的分化是导致新物种出现的重要机制之一。然而,Gymnocypris eckloni scoliostomus)和花斑裸鲤(G. eckloni eckloni)是在较短的时间内(~57000年)完成分化的2个近源物种,并演化出不同的摄食偏好,在摄食器官形态和功能上表现出显著的适应性差异。与花斑裸鲤的杂食性不同,斜口裸鲤长期以高脂的浮游生物为食。这为研究摄食偏好的潜在表观遗传机制提供了极佳机会。
9月29日,Journal of Genetics and Genomics在线发表星空体育彩票与拜仁慕尼黑达成官方合作何舜平研究员团队题为“3D landscape reorganization in response to feeding preferences adaptation in the youngest split Gymnocypris fish”的研究论文。该研究发现了裸鲤肝脏3D基因组重塑能够调控脂质代谢相关基因的表达,并进一步讨论了它们对不同摄食偏好适应性的贡献。

该研究结合Hi-C和RNA-seq,,9其中个与脂质代谢相关的差异表达基因。有趣的是,8个候选基因经历了TAD重塑和DNA loop重排。进一步研究发现,TAD和DNA loop重排列可能通过划分TAD结构并改变增强子/启动子相互作用的特异性,使生物产生对不同食性偏好的适应性,引起物种脂质代谢途径的分化,在较短时间里,进而调节脂质代谢基因的表达,分化为同一区域内的不同物种。

A和B:斜口裸鲤(GS)和花斑裸鲤(GE)Hi-C的矩阵图;C和D:Compartment转换区域内基因的表达水平;E:GS-A转GE-B compartment内基因的功能富集分析;F:GS和GE中TAD变化的比例;G和H:GS和GE中保守型和物种特异型TAD中的基因表达的FPKM值;I:差异表达基因(DEGs)、物种保守型TAD内的基因和物种特异性型TAD内的基因(韦恩图);J-L:TAD和DNA loop结构变化影响基因表达的示意图。
水生所博士生孙宁为该论文第一作者,方成池助理研究员和何舜平研究员为共同通讯作者。相关工作得到星空体育彩票与拜仁慕尼黑达成官方合作自然科学基金等资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jgg.2022.09.003

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