両性進化の遺伝的要因

The genetic factors of bilaterian evolution.

• Peter Heger
• Wen Zheng
• Anna Rottmann
• Kristen A Panfilio
• Thomas Wiehe

抄録

カンブリア紀の爆発は、~5億4千万年前の動物特有の放射で、双生類をまたいであらゆる体形を生み出した。これらの事象の根底にある遺伝的メカニズムは不明であり、進化生物学の根本的な疑問が残されている。大規模比較ゲノミクスと高度なオルソロジー評価技術を用いて、我々は157の双生類特異的遺伝子を同定した。その中には、中胚葉の発達と左右軸の特定に重要な役割を果たすNodal pathway全体、生理学と行動を制御する一連のGタンパク質共役型受容体、Robo-Slit正中線反発系、ニューロトロフィンシグナル系などの神経系発達のための構成要素、多数のジンクフィンガー転写因子、そしてこれまで注目されてこなかった新規因子が含まれていた。現在の見解に反して、我々の研究では、双生類由来の遺伝子が現存する双生類の主要な特徴と強固に関連しており、因果関係を示唆していることが明らかになった。

The Cambrian explosion was a unique animal radiation ~540 million years ago that produced the full range of body plans across bilaterians. The genetic mechanisms underlying these events are unknown, leaving a fundamental question in evolutionary biology unanswered. Using large-scale comparative genomics and advanced orthology evaluation techniques, we identified 157 bilaterian-specific genes. They include the entire Nodal pathway, a key regulator of mesoderm development and left-right axis specification; components for nervous system development, including a suite of G protein-coupled receptors that control physiology and behaviour, the Robo-Slit midline repulsion system, and the neurotrophin signalling system; a high number of zinc finger transcription factors; and novel factors that previously escaped attention. Contradicting the current view, our study reveals that genes with bilaterian origin are robustly associated with key features in extant bilaterians, suggesting a causal relationship.

© 2020, Heger et al.