WikiDer > Рождение гена de novo

De novo gene birth
Новые гены могут возникать из предков негенных регионов посредством плохо изученных механизмов. (А) Негенный регион сначала получает транскрипцию и открытая рамка чтения (ORF) в любом порядке, способствуя рождению de novo ген. ORF предназначена только для иллюстративных целей, так как de novo гены также могут быть мульти-экзонный, или без ORF, как с Гены РНК. (В) Печать поверх. Создается новая ORF, которая перекрывается с существующей ORF, но в другом фрейме. (С) Экзонизация. Ранее интронный область альтернативно сплайсируется как экзон, например, когда повторяющиеся последовательности приобретаются через ретропозиция и новые сайты сращивания создаются через мутационный процессы. Наложение печати и экзонизацию можно рассматривать как частные случаи рождения гена de novo.
Новые гены могут быть образованы из генов предков с помощью множества механизмов.[1] (А) Дублирование и расхождение. После дублирования одна копия подвергается ослабленному отбору и постепенно приобретает новую функцию (и). (В) Слияние генов. Гибридный ген, образованный из некоторых или всех двух ранее отдельных генов. Слияния генов могут происходить по разным механизмам; здесь показано межстраничное удаление. (С) Деление гена. Один ген разделяется, образуя два разных гена, например, в результате дупликации и дифференциальной дегенерации двух копий.[2] (D) Горизонтальный перенос генов. Гены, полученные от других видов путем горизонтального переноса, подвергаются дивергенции и неофункционализации. (E) Ретропозиция. Транскрипты могут быть подвергнуты обратной транскрипции и интегрированы как безинтронный ген в другом месте генома. Затем этот новый ген может подвергнуться дивергенции.

De novo генное рождение это процесс, посредством которого новые гены происходят из последовательностей ДНК, которые были негенный.[3] De novo гены представляют собой подмножество новых генов и могут кодировать белок или действовать как гены РНК.[4] Процессы, управляющие de novo генное рождение недостаточно изучено, хотя существует несколько моделей, описывающих возможные механизмы, с помощью которых de novo может произойти рождение гена.

Несмотря на то что de novo рождение гена могло произойти в любой момент эволюционной истории организма, в древности de novo события рождения гена трудно обнаружить. Большинство исследований de novo Таким образом, гены на сегодняшний день сосредоточены на молодых генах, как правило, таксономически ограниченных генах (TRG), которые присутствуют в одном виде или линии, включая так называемые сиротские гены, определяемые как гены, у которых отсутствует какой-либо идентифицируемый гомолог. Однако важно отметить, что не все гены-сироты возникают de novo, а вместо этого может возникать через довольно хорошо изученные механизмы, такие как дупликация гена (включая ретропозицию) или горизонтальный перенос генов с последующим расхождением последовательностей, или деление / слияние генов.[5][6]

Несмотря на то что de novo когда-то рождение гена считалось крайне маловероятным явлением,[7] Теперь было описано несколько однозначных примеров,[8] и некоторые исследователи предполагают, что de novo генное рождение могло сыграть важную роль в эволюционных инновациях.[9][10]

История

Еще в 1930-е гг. Дж. Б. С. Холдейн и другие предположили, что копии существующих генов могут привести к новым генам с новыми функциями.[6] В 1970 г. Сусуму Оно опубликовал основополагающий текст Эволюция Дублирование гена.[11] Некоторое время спустя общее мнение заключалось в том, что практически все гены произошли от наследственных генов,[12] с Франсуа Жакоб известное замечание в эссе 1977 г., что «вероятность появления функционального белка de novo по случайной ассоциации аминокислот практически равна нулю ».[7]

Однако в том же году Пьер-Поль Грассе ввел термин «наложение» для описания появления генов через выражение альтернативных вариантов. открытые рамки считывания (ORF) которые перекрывают уже существующие гены.[13] Эти новые рамки считывания могут быть вне рамки или антисмысловы по отношению к уже существующему гену. Они также могут находиться в рамке с существующей ORF, создавая усеченную версию исходного гена, или представлять 3 ’расширения существующей ORF в соседнюю ORF. Первые два типа наложения можно рассматривать как особый подтип печати. de novo рождение гена; Хотя первичная аминокислотная последовательность нового белка перекрывается с ранее кодирующей областью генома, она является полностью новой и происходит из рамки, которая ранее не содержала ген. Первые примеры этого явления в бактериофаги сообщалось в серии исследований с 1976 по 1978 год,[14][15][16] и с тех пор было обнаружено множество других примеров у вирусов, бактерий и нескольких видов эукариот.[17][18][19][20][21][22]

Феномен экзонизации также представляет собой частный случай de novo рождение гена, при котором, например, часто повторяющиеся интронные последовательности приобретают сайты сплайсинга посредством мутации, что приводит к de novo экзоны. Впервые это было описано в 1994 г. в контексте Алу последовательности, обнаруженные в кодирующих областях мРНК приматов.[23] Интересно, что такие de novo экзоны часто обнаруживаются в минорных вариантах сплайсинга, что может позволить эволюционное «тестирование» новых последовательностей, сохраняя при этом функциональность основного варианта (ов) сплайсинга.[24]

Тем не менее, некоторые считали, что большинство или все эукариотические белки были сконструированы из ограниченного пула экзонов «стартового типа».[25] Используя данные о последовательностях, доступные в то время, обзор 1991 года оценил количество уникальных, предковых эукариотических экзонов менее 60000,[25] в то время как в 1992 году была опубликована статья, в которой говорилось, что подавляющее большинство белков принадлежит не более чем 1000 семейств.[26] Однако примерно в то же время последовательность хромосомы III почкующихся дрожжей Saccharomyces cerevisiae был выпущен,[27] представляет собой первое секвенирование всей хромосомы любого эукариотического организма. Секвенирование всего ядерного генома дрожжей было завершено к началу 1996 года в результате масштабных совместных международных усилий.[28] В своем обзоре проекта генома дрожжей, Бернар Дюжон отметил, что неожиданное обилие генов, лишенных каких-либо известных гомологов, было, пожалуй, самым поразительным открытием всего проекта.[28]

В 2006 и 2007 годах серия исследований предоставила, возможно, первые задокументированные примеры de novo рождение гена без наложения.[29][30][31] Анализ транскриптомов добавочных желез Дрозофила якуба и Drosophila erecta впервые идентифицировал 20 предполагаемых генов с ограничением по происхождению, которые, казалось, вряд ли возникли в результате дупликации генов.[31] Левин и его коллеги подтвердили de novo возникновение пяти генов-кандидатов, специфичных для Drosophila melanogaster и / или тесно связанные Drosophila simulans через строгий конвейер, сочетающий биоинформатические и экспериментальные методы.[30] Эти гены были идентифицированы путем объединения ВЗРЫВ подходы, основанные на поиске и синтении (см. ниже), которые продемонстрировали отсутствие генов у близкородственных видов.[30]

Несмотря на недавнюю эволюцию, все пять генов фиксируются в D. melanogaster, а наличие паралогичных некодирующих последовательностей, которые отсутствуют у близких родственников, предполагает, что четыре из пяти генов могли возникнуть в результате недавнего события внутрихромосомной дупликации.[30] Интересно, что все пять преимущественно экспрессируются в семенниках самцов мух.[30] (Смотри ниже). Три гена, для которых полные рамки считывания существуют в обоих D. melanogaster и D. simulans показали доказательства быстрой эволюции и положительного отбора.[30] Это согласуется с недавним появлением этих генов, поскольку для молодых, новых генов характерна адаптивная эволюция,[32][33][34] но это также затрудняет полную уверенность в том, что кандидаты кодируют действительно функциональные продукты. Последующее исследование с использованием методов, аналогичных Levine и другие. и выраженный тег последовательности библиотека, полученная из Д. Якуба семенники идентифицировали семь генов, происходящих от шести уникальных de novo события рождения гена в Д. Якуба и / или тесно связанные D. erecta.[29]

Три из этих генов чрезвычайно короткие (<90 п.н.), что позволяет предположить, что они могут быть генами РНК,[29] хотя также зарегистрировано несколько примеров очень коротких функциональных пептидов.[35][36][37][38] Примерно в то же время, что и эти исследования в Дрозофила были опубликованы, поиск гомологии геномов из всех сфер жизни, включая 18 геномов грибов, выявил 132 специфичных для грибов белка, 99 из которых были уникальными для С. cerevisiae.[39]

После этих первоначальных исследований многие группы выявили конкретные случаи de novo события рождения генов у различных организмов.[40] В BSC4 ген в С. cerevisiae, идентифицированный в 2008 году, демонстрирует доказательства очищающего отбора, экспрессируется как на уровне мРНК, так и на уровне белка, а при делеции является синтетически летальным с двумя другими генами дрожжей, все из которых указывают на функциональную роль BSC4 генный продукт.[41] Исторически сложилось так, что один аргумент против широко распространенного de novo Рождение гена - это сложная сложность сворачивания белков. Интересно, что позже было показано, что Bsc4 принимает частично сложенное состояние, которое сочетает свойства сворачивания нативных и ненативных белков.[42] Еще один хорошо охарактеризованный пример дрожжей: МДФ1, который подавляет эффективность спаривания и способствует вегетативному росту, а также замысловато регулируется консервативной антисмысловой ORF.[43][44] У растений первые de novo ген, подлежащий функциональной характеристике, был QQS, Arabidopsis thaliana ген, идентифицированный в 2009 году, регулирующий углеродный и азотный обмен.[45] Первый функционально охарактеризованный de novo Ген, идентифицированный у мышей, некодирующий ген РНК, также был описан в 2009 году.[46] У приматов, согласно информационному анализу 2008 г., было сформировано 15/270 генов-сирот приматов. de novo.[47] В отчете за 2009 год определены первые три de novo человеческие гены, один из которых является терапевтической мишенью при хроническом лимфолейкозе.[48] С этого времени множество исследований на уровне генома выявило большое количество генов-сирот у многих организмов, хотя степень их возникновения de novo, и степень, в которой они могут считаться функциональными, остаются дискуссионными.

Идентификация

Идентификация de novo новые последовательности

Существует два основных подхода к систематической идентификации новых генов: геномная филостратиграфия[49] и синтения-основанные методы.[50] Оба подхода широко используются по отдельности или в качестве взаимодополняемости.

Геномная филостратиграфия

Геномная филостратиграфия включает в себя исследование каждого гена у фокального вида и определение наличия или отсутствия предковых гомологов с помощью ВЗРЫВ алгоритмы выравнивания последовательностей[51] или сопутствующие инструменты. Каждому гену целевого вида может быть присвоен «возраст» (он же «уровень сохранения» или «геномный филострат»), основанный на заранее определенной филогении, причем возраст соответствует наиболее отдаленным родственным видам, у которых обнаружен гомолог.[49] Когда ген не имеет какого-либо детектируемого гомолога за пределами его собственного генома или близких родственников, он считается новым, таксономически ограниченным или сиротским геном, хотя такое обозначение, конечно, зависит от группы видов, по которым проводится поиск.

Филогенетические деревья ограничены набором доступных тесно связанных геномов, а результаты зависят от критериев поиска BLAST.[52] Поскольку он основан на сходстве последовательностей, филостратиграфии часто бывает трудно определить, появился ли новый ген. de novo или отклонился от предкового гена до неузнаваемости, например, после события дупликации. На это указывало исследование, моделировавшее эволюцию генов одного возраста и обнаружившее, что далекие ортологи могут быть не обнаружены для наиболее быстро развивающихся генов.[53] При учете изменений в скорости эволюции тех частей молодых генов, которые приобретают выбранные функции, филостратиграфический подход был гораздо более точным при назначении возраста генов в смоделированных данных.[54] Последующая пара исследований с использованием моделированной эволюции показала, что филостратиграфия не смогла обнаружить ортолога у наиболее отдаленно родственных видов в 13,9% случаев. D. melanogaster гены и 11,4% С. cerevisiae гены.[55][56] Точно так же в смоделированных данных обнаруживалась ложная связь между возрастом гена и его вероятностью быть вовлеченным в процесс заболевания.[56] Однако повторный анализ исследований, в которых использовалась филостратиграфия на дрожжах, плодовых мушках и людях, показал, что даже с учетом такой частоты ошибок и исключения трудно стратифицируемых генов из анализа, качественные выводы не повлияли на все три исследования.[57] Влияние филостратиграфической ошибки на исследования, изучающие различные особенности de novo гены (см. ниже) остается дискуссионным.

Чтобы повысить обнаруживаемость предковых гомологов, чувствительные поиски сходства на основе последовательностей, такие как CS-BLAST и Скрытая марковская модель (HMM)поиск на основе, также может использоваться, отдельно или в сочетании с филостратиграфическим анализом на основе BLAST, для идентификации de novo гены. Техника PSI-BLAST[58] особенно полезен для обнаружения древних гомологов. Сравнительное исследование показало, что некоторые из этих «профильных» анализов были более точными, чем обычные парные инструменты.[59] Влияние ложных срабатываний, когда гены ошибочно предполагают наличие гомолога предков, хотя в действительности они являются новыми, на наше понимание de novo генное рождение еще не было специально оценено.

Важно отделить технические трудности, связанные с обнаружением самого старого предка гена и оценками возраста гена (конечная цель филостратиграфии), от проблем, связанных с установлением механизмов, с помощью которых ген эволюционировал.[52] Молодые и наследственные гены могли развиться de novo, или через другие механизмы. Текущий предпочтительный подход к определению появления гена de novo является синтенией и обычно может применяться только к молодым генам.[60]

Подходы на основе синтении

Подходы, основанные на анализе синтенических последовательностей во внешних группах - блоков последовательности, в которых сохранялся порядок и относительное расположение признаков - позволяют идентифицировать негенных предков кандидата. de novo гены.[10][52] Синтенические выравнивания закреплены короткими консервативными «маркерами». Гены являются наиболее распространенным маркером для определения синтенических блоков, хотя также используются k-меры и экзоны.[61][50] Предполагая, что может быть получено высококачественное синтеническое выравнивание, подтверждение того, что синтенная область не имеет кодирующего потенциала у видов вне группы, позволяет de novo происхождение следует утверждать с большей уверенностью.[52] Сильнейшее возможное доказательство de novo Возникновение - это вывод о конкретной мутации (-ях), которая создала кодирующий потенциал, обычно посредством анализа микросинтеновых регионов близкородственных видов.

Одной из проблем при применении методов, основанных на синтении, является тот факт, что синтению бывает трудно обнаружить в более длительных временных масштабах. Чтобы решить эту проблему, были опробованы различные методы, такие как использование экзонов, сгруппированных независимо от их конкретного порядка, для определения синтенных блоков.[50] или алгоритмы, использующие хорошо законсервированные области генома для расширения микросинтетических блоков.[62] Существуют также трудности, связанные с применением подходов на основе синтении к фрагментированным сборкам генома.[63] или в линиях с высокой скоростью хромосомных перестроек, как это часто бывает у насекомых.[64] Хотя подходы, основанные на синтении, обычно имели меньшую пропускную способность по своей природе, теперь они применяются для полногеномных исследований de novo гены[47][48][65][66][67][68][69][70] и представляют собой многообещающую область алгоритмического развития для определения даты рождения генов. Некоторые использовали подходы на основе синтении в сочетании с поиском сходства в попытке разработать стандартизированные, строгие конвейеры.[60] который может быть применен к любой группе геномов в попытке устранить несоответствия в различных списках de novo гены, которые были созданы (см. ниже).

Определение статуса

Даже когда эволюционное происхождение конкретной последовательности было строго установлено с помощью вычислений, важно отметить, что нет единого мнения о том, что составляет подлинный de novo событие рождения гена. Одна из причин этого - отсутствие согласия относительно того, должна ли вся новая генная последовательность быть негенной по происхождению. Что касается кодирования белков de novo гены, было предложено разделить гены de novo на подтипы, соответствующие пропорции рассматриваемой ORF, которая была получена из ранее некодирующей последовательности.[52] Кроме того, для de novo чтобы произошло рождение гена, рассматриваемая последовательность не должна была просто возникнуть de novo но на самом деле это должен быть ген. Соответственно, открытие de novo Рождение гена также привело к сомнению, что составляет ген: некоторые модели устанавливают строгую дихотомию между генными и негенными последовательностями, а другие предлагают более гибкий континуум (см. ниже). Все определения генов связаны с понятием функции, поскольку общепринято, что настоящий ген должен кодировать функциональный продукт, будь то РНК или белок. Однако существуют разные взгляды на то, что составляет функцию, отчасти в зависимости от того, оценивается ли данная последовательность с использованием генетического, биохимического или эволюционного подходов.[52][71][72][73]

Принято считать, что подлинный de novo ген выражен хотя бы в каком-то контексте,[5] позволяя отбору действовать, и многие исследования используют доказательства выражения в качестве критерия включения при определении de novo гены. Экспрессия последовательностей на уровне мРНК может быть подтверждена индивидуально с помощью обычных методов, таких как количественная ПЦР, или во всем мире с помощью более современных методов, таких как Секвенирование РНК (RNA-seq). Аналогичным образом экспрессия на уровне белка может быть определена с высокой степенью достоверности для отдельных белков с использованием таких методов, как масс-спектрометрии или же вестерн-блоттинг, пока профилирование рибосом (Ribo-seq) предоставляет глобальный обзор переводов в данной выборке. В идеале, чтобы подтвердить, что рассматриваемый ген возник de novo, отсутствие экспрессии синтенической области у видов вне группы также д.[74]

Подтверждение экспрессии гена - это только один из подходов к выводу о функции. Некоторые считают золотым стандартом генетические подходы, при которых стремятся обнаружить определенный фенотип или изменение приспособленности при нарушении определенной последовательности;[72] однако для крупномасштабного анализа полных геномов получение таких доказательств часто невозможно. Другие экспериментальные подходы, включая скрининг на белок-белковые и / или генетические взаимодействия, также могут быть использованы для подтверждения биологического эффекта для конкретного de novo ORF. По мере того, как больше узнается о конкретном локусе, стандартные методы молекулярной биологии могут применяться для анализа его специфической клеточной роли.

В качестве альтернативы можно использовать эволюционные подходы, чтобы сделать вывод о существовании молекулярной функции из полученных с помощью вычислений признаков отбора. В случае с TRG одной общей сигнатурой выбора является отношение несинонимичных замен к синонимичным (отношение dN / dS), рассчитанные по разным видам одного таксона. Нейтральное ожидание для этого отношения - 1; большинство генов, кодирующих белок, имеют соотношение ниже 1, что указывает на селективную ограниченность, хотя ген при сильном направленном отборе может иметь соотношение выше 1. Соотношение ниже 1, таким образом, считается доказательством отбора против потери функции.[71] Аналогичным образом, в случае видоспецифичных генов данные полиморфизма могут использоваться для расчета отношения pN / pS для различных штаммов или популяций основных видов. Учитывая, что молодые, видоспецифичные de novo гены не обладают глубокой консервацией по определению, обнаружение статистически значимых отклонений от 1 может быть затруднено без нереально большого количества секвенированных штаммов / популяций. Пример этого можно увидеть в Mus musculus, где трое очень молодых de novo гены лишены признаков отбора, несмотря на хорошо продемонстрированную физиологическую роль.[75] По этой причине подходы pN / pS часто применяются к группам генов-кандидатов, что позволяет исследователям сделать вывод, что по крайней мере некоторые из них являются эволюционно консервативными, не имея возможности указать, какие именно. Вместо этого использовались другие признаки отбора, такие как степень расхождения нуклеотидов внутри синтенных областей, сохранение границ ORF или для генов, кодирующих белок, оценка кодирования, основанная на частотах нуклеотидных гексамеров.[76]

Несмотря на эти и другие проблемы в идентификации de novo событий рождения гена, в настоящее время имеется множество свидетельств того, что это явление не только возможно, но и имеет место в каждой линии, систематически исследованной до сих пор.[40]

Распространенность

Оценки чисел

Оценки частоты de novo генное рождение и количество de novo гены в различных линиях широко различаются и сильно зависят от методологии. Исследования могут выявить de novo гены только методами филостратиграфии / BLAST или могут использовать комбинацию вычислительных методов (см. выше) и могут оценивать или не оценивать экспериментальные доказательства экспрессии и / или биологической роли.[10] Кроме того, анализ в масштабе генома может учитывать все или большинство ORF в геноме,[77] или вместо этого могут ограничить свой анализ ранее аннотированными генами.

В D. melanogaster происхождение иллюстрирует эти различные подходы. Ранний опрос с использованием комбинации поисков BLAST, выполненных на последовательностях кДНК, наряду с поиском вручную и информацией о синтении, выявил 72 новых гена, специфичных для D. melanogaster и 59 новых генов, специфичных для трех из четырех видов в D. melanogaster видовой комплекс. Этот отчет показал, что только 2/72 (~ 2,8%) D. melanogaster-специфические новые гены и 7/59 (~ 11,9%) новых генов, специфичных для видового комплекса de novo,[69] с остатком, возникающим в результате дублирования / ретропозиции. Аналогичным образом, анализ 195 молодых (<35 миллионов лет) D. melanogaster генов, идентифицированных с помощью синтенических выравниваний, обнаружили, что только 16 возникли de novo.[67] Напротив, анализ был сфокусирован на транскриптомных данных семенников шести человек. D. melanogaster штаммов выявлено 106 фиксированных и 142 сегрегационных de novo гены.[68] Для многих из них предковые ORF были идентифицированы, но не экспрессировались. Подчеркивая различия между межвидовыми и внутривидовыми сравнениями, исследование естественных Saccharomyces paradoxus популяции обнаружили, что количество идентифицированных полипептидов de novo более чем удвоилось, если учесть внутривидовое разнообразие.[78] У приматов одно раннее исследование выявило 270 сиротских генов (уникальных для человека, шимпанзе и макак), из которых 15, как полагали, произошли de novo,[47] в то время как более поздний отчет выявил 60 de novo только у людей, которые подтверждаются транскрипционными и протеомными данными.[70] Исследования на других линиях / организмах также пришли к различным выводам в отношении количества генов de novo, присутствующих в каждом организме, а также конкретных наборов идентифицированных генов. Образец этих крупномасштабных исследований описан в таблице ниже.

Повторный анализ трех таких исследований на мышах, выявивших от 69 до 773 кандидатов de novo гены утверждали, что различные оценки включали многие гены, которые на самом деле de novo гены.[79] Многие кандидаты были исключены из-за того, что больше не были аннотированы в основных базах данных. К оставшимся генам был применен консервативный подход, который исключил кандидатов с паралогами, отдаленно родственными гомологами или консервативными доменами или которые не имели информации о синтенической последовательности у негрызунов. Этот подход подтвердил ~ 40% кандидатов de novo гены, в результате чего верхняя оценка составляет всего 11,6 de novo гены образовывались (и сохранялись) за миллион лет, что примерно в 5-10 раз медленнее, чем предполагалось для новых генов, образованных путем дупликации.[79] Примечательно, что даже после применения этого строгого конвейера 152 подтвержденных de novo гены, которые остались, все еще представляют значительную часть генома мыши, вероятно возникшего de novo. В целом, однако, остается спорным вопрос о дублировании и расхождении или de novo рождение генов представляют собой доминантный механизм появления новых генов,[67][69][77][80][81][82] отчасти из-за того, что de novo гены, вероятно, как появятся, так и будут потеряны чаще, чем другие молодые гены (см. ниже).

Динамика

Важно различать частоту de novo генное рождение и количество de novo гены в данной линии. Если de novo рождение генов происходит часто, можно ожидать, что со временем содержание генов в геномах будет увеличиваться; однако содержание генов в геномах обычно относительно стабильно.[10] Это означает, что частый процесс гибели гена должен уравновешивать de novo генное рождение, и действительно, de novo гены отличаются быстрым оборотом по сравнению с установленными генами. В поддержку этой идеи недавно появилось Дрозофила гены с большей вероятностью будут потеряны, в первую очередь из-за псевдогенизацияс самыми высокими потерями детей-сирот;[83] это несмотря на то, что некоторые Дрозофила Было показано, что гены-сироты быстро становятся важными.[67] Подобная тенденция частой потери среди молодых семейств генов наблюдалась у рода нематод. Пристионх.[84] Аналогичным образом, анализ пяти транскриптомов млекопитающих показал, что большинство открытых рамок считывания у мышей были либо очень старыми, либо видоспецифичными, что подразумевает частое рождение и смерть de novo стенограммы.[81] В популяциях диких S. paradoxus ORF de novo появляются и исчезают с одинаковой скоростью.[78] Тем не менее, остается положительная корреляция между количеством видоспецифичных генов в геноме и эволюционным расстоянием от его последнего предка.[85] Помимо рождения и смерти de novo гены на уровне ORF, мутационные и другие процессы также подвергают геномы постоянному «транскрипционному обороту». Одно исследование на мышах показало, что, хотя все области предкового генома в какой-то момент были транскрибированы по крайней мере у одного потомка, часть генома при активной транскрипции в данном штамме или подвиде подвержена быстрым изменениям.[86] Транскрипционный оборот генов некодирующей РНК происходит особенно быстро по сравнению с оборотом кодирующих генов.[87]

Функции

Недавно появился de novo гены отличаются от установленных генов во многих отношениях. У широкого круга видов молодые и / или таксономически ограниченные гены или открытые рамки считывания, как сообщается, короче по длине, чем установленные гены, эволюционируют быстрее и менее экспрессируются.[47][77][83][84][88][89][90][91][92][93][94][95] Хотя ожидается, что эти тенденции возникнут в результате систематической ошибки определения гомологии (см. Раздел «Геномная филостратиграфия» выше), повторный анализ нескольких исследований, в которых эта систематическая ошибка снизилась путем удаления генов, возраст которых является более сложным для определения, показал, что качественные выводы, сделанные в этих исследованиях. исследования не пострадали.[57] Кроме того, тенденция молодых генов иметь меньше гидрофобных аминокислот,[96] и чтобы они были более сгруппированы рядом друг с другом по первичной последовательности,[97] статистически контролировались по скорости эволюции и длине, и поэтому не связаны с ошибкой определения гомологии.

Также было обнаружено, что экспрессия молодых генов более специфична для ткани или состояния, чем экспрессия установленных генов.[29][31][47][68][70][77][93][98][99][100] В частности, относительно высокая экспрессия de novo гены наблюдались в мужских репродуктивных тканях в Дрозофила, мышей и людей (см. ниже), а у людей - в коре головного мозга или головном мозге в целом.[70][101] У животных с адаптивной иммунной системой более высокая экспрессия в головном мозге и семенниках может, по крайней мере частично, быть функцией иммунной природы этих тканей. Анализ на мышах обнаружил специфическую экспрессию межгенных транскриптов в тимусе и селезенке (в дополнение к мозгу и семенникам), и было высказано предположение, что у позвоночных de novo транскрипты должны быть сначала экспрессированы в этих тканях, прежде чем они могут быть экспрессированы в тканях, подлежащих наблюдению иммунными клетками.[100] Старые гены обладают большей регуляцией транскрипционных факторов, что свидетельствует об их интеграции в более крупные молекулярные сети. Точно так же вероятность физических взаимодействий, а также вероятность и сила генетических взаимодействий коррелируют с возрастом ORF, определяемым филостратиграфией.[102]

Зависимые от происхождения особенности

Особенности de novo гены могут зависеть от исследуемого вида или происхождения. Отчасти это, по-видимому, является результатом того факта, что геномы различаются по своим характеристикам. Содержимое GC, и молодые гены имеют больше сходства с негенными последовательностями из генома, в котором они возникли, чем установленные гены.[103] Такие характеристики, как процент трансмембранных остатков и относительная частота различных предсказанных вторичные структурные особенности показывают сильную зависимость от GC в генах-сиротах, тогда как в более древних генах эти особенности слабо зависят от содержания GC.[103]

Взаимосвязь между возрастом гена и количеством предсказываемых внутренних структурных нарушений (ISD) в кодируемых белках является предметом значительных дискуссий. Было заявлено, что ISD также является зависимым от клонов признаком, что подтверждается тем фактом, что у организмов с относительно высоким содержанием GC, начиная с D. melanogaster паразиту Leishmania major, молодые гены имеют высокий ISD,[104][105] в то время как в геноме с низким GC, таком как почкующиеся дрожжи, несколько исследований показали, что молодые гены имеют низкий ISD.[77][88][95][103] Однако исследование, в котором были исключены молодые гены с сомнительными доказательствами функциональности, определяемыми в бинарных терминах как находящиеся под отбором для удержания генов, обнаружило, что оставшиеся молодые гены дрожжей имеют высокий ISD, предполагая, что дрожжевой результат может быть связан с загрязнением набора молодых генов с ORF, которые не соответствуют этому определению, и, следовательно, с большей вероятностью имеют свойства, которые отражают содержание GC и другие негенные особенности генома.[96] Помимо самых молодых сирот, это исследование показало, что ISD имеет тенденцию к снижению с увеличением возраста генов, и что это в первую очередь связано с аминокислотным составом, а не с содержанием GC. как таковой.[96] В более коротких временных масштабах акцент на de novo генах, которые имеют наибольшую валидацию, предполагает, что более молодые гены более неупорядочены в Lachancea, но менее беспорядочный в Сахаромицеты.[95]

Роль эпигенетических модификаций

Экспертиза de novo гены в A. thaliana обнаружили, что они оба гиперметилированы и, как правило, обеднены гистон модификации.[66] В соответствии либо с моделью протогена, либо с загрязнением негенами (см. Ниже), уровни метилирования de novo гены занимали промежуточное положение между установленными генами и межгенными регионами. Паттерны метилирования этих de novo гены стабильно наследуются, а уровни метилирования были самыми высокими и наиболее сходными с установленными генами у de novo гены с подтвержденной способностью кодирования белков.[66] В патогенном грибке Magnaporthe oryzae, менее консервативные гены, как правило, имеют паттерны метилирования, связанные с низкими уровнями транскрипции.[106] Исследование дрожжей также показало, что de novo гены обогащаются в горячих точках рекомбинации, которые, как правило, не содержат нуклеосом.[95]

В Pristionchus pacificus, орфанные гены с подтвержденной экспрессией демонстрируют состояния хроматина, которые отличаются от таковых у аналогичным образом экспрессируемых установленных генов.[94] Сайты старта орфанных генов имеют эпигенетические сигнатуры, характерные для энхансеров, в отличие от консервативных генов, которые демонстрируют классические промоторы.[94] Многие невыраженные сиротские гены украшены репрессивными модификациями гистонов, в то время как отсутствие таких модификаций облегчает транскрипцию экспрессируемой субпопуляции сирот, подтверждая представление о том, что открытый хроматин способствует образованию новых генов.[94]

Модели и механизмы

Несколько теоретических моделей и возможных механизмов de novo генное рождение было описано. Как правило, модели не исключают друг друга, и возможно, что несколько механизмов могут привести к de novo гены.[52]

Порядок событий

Сначала ORF против сначала транскрипции

Для рождения de novo кодирующий белок ген, негенная последовательность должна быть как транскрибирована, так и приобретать ORF перед тем, как транслироваться. Теоретически эти события могут происходить в любом порядке, и есть доказательства, подтверждающие модели «сначала ORF» и «сначала транскрипция».[5] Анализ de novo гены, которые расщепляются в D. melanogaster в отношении их экспрессии было обнаружено, что транскрибируемые последовательности обладают кодирующим потенциалом, аналогичным ортологичным последовательностям из линий, не имеющих доказательств транскрипции,[68] поддерживая идею о том, что многие ORF, по крайней мере, существуют до того, как были выражены. Ген гликопротеина антифриза AFGP, который появился de novo в арктических тресковых рыбах, представляет собой более наглядный пример, в котором de novo Было показано, что появление ORF предшествует появлению промоторной области.[107] Кроме того, предположительно негенных ORF, достаточно длинных для кодирования функциональных пептидов, много в геномах эукариот, и ожидается, что они будут встречаться с высокой частотой случайно.[68][77] В то же время транскрипция эукариотических геномов намного шире, чем считалось ранее, и существуют также задокументированные примеры геномных областей, которые были транскрибированы до появления ORF, которая стала de novo ген.[108] Доля de novo genes that are protein-coding is unknown, but the appearance of “transcription first” has led some to posit that protein-coding de novo genes may first exist as RNA gene intermediates. The case of bifunctional RNAs, which are both translated and function as RNA genes, shows that such a mechanism is plausible.[109]

The two events may occur simultaneously when chromosomal rearrangement is the event that precipates gene birth.[110]

“Out of Testis” hypothesis

An early case study of de novo gene birth, which identified five de novo гены в D. melanogaster, noted preferential expression of these genes in the testes,[30] and several additional de novo genes were identified using transcriptomic data derived from the testes and male accessory glands of D. yakuba и D. erecta[29][31] (see above). This was in keeping with the rapid evolution of genes related to reproduction that has been observed across a range of lineages,[111][112][113] suggesting that sexual selection may play a key role in adaptive evolution and de novo gene birth. A subsequent large-scale analysis of six D. melanogaster strains identified 248 testis-expressed de novo genes, of which ~57% were not fixed.[68] It has been suggested that the large number of de novo genes with male-specific expression identified in Дрозофила is likely due to the fact that such genes are preferentially retained relative to other de novo genes, for reasons that are not entirely clear.[83] Interestingly, two putative de novo гены в Дрозофила (Годдард и Сатурн) were shown to be required for normal male fertility.[114]

In humans, a study that identified 60 human-specific de novo genes found that their average expression, as measured by RNA-seq, was highest in the testes.[70] Another study looking at mammalian-specific genes more generally also found enriched expression in the testes.[115] Transcription in mammalian testes is thought to be particularly promiscuous, due in part to elevated expression of the transcription machinery[116][117] and an open chromatin environment.[118] Along with the immune-privileged nature of the testes (see above), this promiscuous transcription is thought to create the ideal conditions for the expression of non-genic sequences required for de novo gene birth. Testes-specific expression seems to be a general feature of all novel genes, as an analysis of Дрозофила and vertebrate species found that young genes showed testes-biased expression regardless of their mechanism of origination.[98]

Pervasive expression

With the development and wide use of technologies such as RNA-seq and Ribo-seq, eukaryotic genomes are now known to be pervasively transcribed[119][120][121][122] and translated.[123] Many ORFs that are either unannotated, or annotated as long non-coding RNAs (lncRNAs), are translated at some level, under at least some condition, or in a particular tissue.[77][123][124][125][126][127] Though infrequent, these translation events expose non-genic sequence to selection. This pervasive expression forms the basis for several models describing de novo gene birth.

Most non-genic ORFs that are translated appear to be evolving neutrally.[78][77][124] The preadaptation and proto-gene models both predict, however, that expression of non-genic ORFs will occasionally provide an adaptive advantage to the cell. Differential translation of proto-genes in stress conditions, as well as an enrichment near proto-genes of binding sites for факторы транскрипции involved in regulating stress response,[77] support the adaptive potential of proto-genes. Furthermore, it is known that novel, functional proteins can be experimentally evolved from random amino acid sequences.[128] Random sequences are generally well tolerated in vivo; many readily form secondary structures, and even highly disordered proteins may take on important biological roles.[129][130][131] The pervasive nature of translation suggests that new proto-genes emerge frequently, usually returning to the non-genic state. In wild С. парадокс populations, some ORFs with exaggerated gene-like features are found among the pool of translated intergenic polypeptides.[78] It is not clear whether such ORFs are preferentially retained.

It has been speculated that the epigenetic landscape of de novo genes in the early stages of formation may be particularly variable between and among populations, resulting in variable levels of gene expression and thereby allowing young genes to explore the “expression landscape.”[132] В QQS ген в A. thaliana is one example of this phenomenon; its expression is negatively regulated by DNA methylation that, while heritable for several generations, varies widely in its levels both among natural accessions and within wild populations.[132] Epigenetics are also largely responsible for the permissive transcriptional environment in the testes, particularly through the incorporation into nucleosomes of non-canonical histone variants that are replaced by histone-like protamines during spermatogenesis.[133]

Preadaptation model

The preadaptation model of de novo gene birth uses mathematical modeling to show that when sequences that are normally hidden are exposed to weak or shielded selection, the resulting pool of “cryptic” sequences (i.e. proto-genes) can be purged of “self-evidently deleterious” variants, such as those prone to lead to protein aggregation, and thus enriched in potential adaptations relative to a completely non-expressed and unpurged set of sequences.[134] This revealing and purging of cryptic deleterious non-genic sequences is a byproduct of pervasive transcription and translation of intergenic sequences, and is expected to facilitate the birth of functional de novo protein-coding genes.[126] This is because by eliminating the most deleterious variants, what is left is, by a process of elimination, more likely to be adaptive than expected from random sequences.

The mathematics of the preadaptation model assume that the distribution of fitness effects is bimodal, with new sequences of mutations tending to break something or tinker, but rarely in between.[134][135] From this it is derived that populations may either evolve local solutions, in which selection operates on each individual locus and a relatively high error rate is maintained, or the global solution of a low error rate which permits the accumulation of deleterious cryptic sequences.[134] De novo gene birth is thought to be favored in populations that evolve local solutions, as the relatively high error rate will result in a pool of cryptic variation that is “preadapted” through the purging of deleterious sequences. Local solutions are more likely in populations with a high эффективная численность населения.

Proto-gene model

This proto-gene model agrees with the preadaptation model about the importance of pervasive expression, and refers to the set of pervasively expressed sequences that do not meet all definitions of a gene as “proto-genes”.[77] Where it differs is that it that envisages a more gradual process under selection from non-genic to genic state, rejecting binary classification, with proto-genes expected to exhibit features intermediate between genes and non-genes.

Testable differences between models

Using the evolutionary definition of function (i.e. that a gene is by definition under purifying selection against loss), the preadaptation model assumes that “gene birth is a sudden transition to functionality”[96] that occurs as soon as an ORF acquires a net beneficial effect. In order to avoid being deleterious, newborn genes are expected to display exaggerated versions of genic features associated with the avoidance of harm. This is in contrast to the proto-gene model, which expects newborn genes to have features intermediate between old genes and non-genes.[96]

Several features of ORFs correlate with ORF age as determined by phylostratigraphic analysis (see above), with young ORFs having properties intermediate between old ORFs and non-genes; this has been taken as evidence in favor of the proto-gene model, in which proto-gene state is a continuum .[77] This evidence has been criticized, because the same apparent trends are also expected under a model in which identity as a gene is a binary. Under this model, when each age group contains a different ratio of genes vs. non-genes, Парадокс Симпсона can generate correlations in the wrong direction.[96]

More specifically, in support of the preadaptation model, an analysis of ISD in mice and yeast found that young genes have higher ISD than old genes, while random non-genic sequences tend to show the lowest levels of ISD.[96] Although the observed trend may have partly resulted from a subset of young genes derived by overprinting,[79] higher ISD in young genes is also seen among overlapping viral gene pairs.[136] Reaching consensus over ISD values of the very youngest genes is made difficult by different annotation standards,[81][97] as well as by disagreement over whether genes represent a binary or a continuous category.[77][96] When proto-genes with less evidence for a selected function are excluded from the data in which a continuum was seen,[77] the slope of the ISD trend is reversed.[96] However, there remains uncertainty about whether the observed trends hold consistently over shorter timescales.[81][97] With respect to other predicted structural features such as β-strand content and aggregation propensity, the peptides encoded by proto-genes are similar to non-genic sequences and categorically distinct from canonical genes.[102]

Grow slow and moult model

The “grow slow and moult” model describes a potential mechanism of de novo gene birth, particular to protein-coding genes. In this scenario, existing protein-coding ORFs expand at their ends, especially their 3’ ends, leading to the creation of novel N- and C-terminal domains.[137][138][139][140][141] Novel C-terminal domains may first evolve under weak selection via occasional expression through read-through translation, as in the preadaptation model, only later becoming constitutively expressed through a mutation that disrupts the stop codon.[134][138] Genes experiencing high translational readthrough tend to have intrinsically disordered C-termini.[142] Furthermore, existing genes are often close to repetitive sequences that encode disordered domains. These novel, disordered domains may initially confer some non-specific binding capability that becomes gradually refined by selection. Sequences encoding these novel domains may occasionally separate from their parent ORF, leading or contributing to the creation of a de novo ген.[138] Interestingly, an analysis of 32 insect genomes found that novel domains (i.e. those unique to insects) tend to evolve fairly neutrally, with only a few sites under positive selection, while their host proteins remain under purifying selection, suggesting that new functional domains emerge gradually and somewhat stochastically.[143]

Человеческое здоровье

In addition to its significance for the field of evolutionary biology, de novo gene birth has implications for human health. It has been speculated that novel genes, including de novo genes, may play an outsized role in species-specific traits;[6][10][40][144] however, many species-specific genes lack functional annotation.[115] Nevertheless, there is evidence to suggest that human-specific de novo genes are involved in disease processes such as cancer. NYCM, а de novo gene unique to humans and chimpanzees, regulates the pathogenesis of neuroblastomas in mouse models,[145] and the primate-specific PART1, an lncRNA gene, has been identified as both a tumor suppressor and an oncogene in different contexts.[47][146][147] Several other human- or primate-specific de novo genes, including PBOV1,[148] GR6,[149][150] MYEOV,[151] ELFN1-AS1,[152] и CLLU1,[48] are also linked to cancer. Some have even suggested considering tumor-specifically expressed, evolutionary novel genes as their own class of genetic elements, noting that many such genes are under positive selection and may be neofunctionalized in the context of tumors.[152]

The specific expression of many de novo genes in the human brain[70] also raises the intriguing possibility that de novo genes influence human cognitive traits. Одним из таких примеров является FLJ33706, а de novo gene that was identified in GWAS and linkage analyses for nicotine addiction and shows elevated expression in the brains of Alzheimer’s patients.[153] Generally speaking, expression of young, primate-specific genes is enriched in the fetal human brain relative to the expression of similarly young genes in the mouse brain.[154] Most of these young genes, several of which originated de novo, are expressed in the neocortex, which is thought to be responsible for many aspects of human-specific cognition. Many of these young genes show signatures of positive selection, and functional annotations indicate that they are involved in diverse molecular processes, but are enriched for transcription factors.[154]

In addition to their roles in cancer processes, de novo originated human genes have been implicated in the maintenance of pluripotency[155] and in immune function.[47][115][156] The preferential expression of de novo genes in the testes (see above) is also suggestive of a role in reproduction. Given that the function of many de novo human genes remains uncharacterized, it seems likely that an appreciation of their contribution to human health and development will continue to grow.

Genome-scale studies of orphan and de novo genes in various lineages.
Organism/LineageHomology Detection Method(s)Evidence of Expression?Evidence of Selection?Evidence of Physiological Role?# Orphan/De Novo ГеныПримечанияRef.
ЧленистоногиеBLASTP for all 30 species against each other, TBLASTN for Formicidae only, searched by synteny for unannotated orthologs in Formicidae ТолькоESTs, RNA-seq; RT-PCR on select candidates37 Formicidae-restricted orthologs appear under positive selection (M1a to M2a and M7 to M8 models using likelihood ratio tests); as a group, Formicidae-restricted orthologs have a significantly higher Kа/Ks rate than non-restricted orthologsPrediction of signal peptides and subcellular localization for subset of orphans~65,000 orphan genes across 30 speciesAbundance of orphan genes dependent on time since emergence from common ancestor; >40% of orphans from intergenic matches indicating possible de novo источник[85]
Arabidopsis thalianaBLASTP against 62 species, PSI-BLAST against NCBI nonredundant protein database, TBLASTN against PlantGDB-assembled unique transcripts database; searched syntenic region of two closely related speciesTranscriptomic and translatomic data from multiple sourcesAllele frequencies of de novo genes correlated with their DNA methylation levelsНикто782 de novo геныAlso assessed DNA methylation and histone modifications[66]
Bombyx moriBLASTP against four чешуекрылые, TBLASTN against lepidopteran EST sequences, BLASTP against NCBI nonredundant protein databaseMicroarray, RT-PCRНиктоRNAi on five de novo genes produced no visible phenotypes738 orphan genesFive orphans identified as de novo гены[92]
BrassicaceaeBLASTP against NCBI nonredundant protein database, TBLASTN against NCBI nucleotide database, TBLASTN against NCBI EST database, PSI-BLAST against NCBI nonredundant protein database, InterProScan[157]МикрочипНиктоTRGs enriched for expression changes in response to abiotic stresses compared to other genes1761 nuclear TRGs; 28 mitochondrial TRGs~2% of TRGs thought to be de novo гены[93]
Drosophila melanogasterBLASTN of query cDNAs against D. melanogaster, D. simulans и D. yakuba genomes; also performed check of syntenic region in sister speciescDNA/ expressed sequence tags (ESTs)Kа/Ks ratios calculated between retained new genes and their parental genes are significantly >1, indicating most new genes are functionally constrainedList includes several genes with characterized molecular roles72 orphan genes; 2 de novo геныGene duplication dominant mechanism for new genes; 7/59 orphans specific to D. melanogaster species complex identified as de novo[69]
Drosophila melanogasterPresence or absence of orthologs in other Дрозофила species inferred by synteny based on UCSC genome alignments and FlyBase protein-based synteny; TBLASTN against Дрозофила подгруппаIndirect (RNAi)Youngest essential genes show signatures of positive selection (α=0.25 as a group)Knockdown with constitutive RNAi lethal for 59 TRGs195 “young” (>35myo) TRGs; 16 de novo геныGene duplication dominant mechanism for new genes[67]
Drosophila melanogasterRNA-seq in D. melanogaster и близкие родственники; syntenic alignments with D. simulans и D. yakuba; BLASTP against NCBI nonredundant protein databaseРНК-последовательностьNucleotide diversity lower in non-expressing relatives; Hudson-Kreitman-Aguade-like statistic lower in fixed de novo genes than in intergenic regionsStructural features of de novo genes (e.g. enrichment of long ORFs) suggestive of function106 fixed and 142 segregating de novo геныSpecifically expressed in testes[68]
Homo sapiensBLASTP against other primates; BLAT against chimpanzee and orangutan genomes, manual check of syntenic regions in chimpanzee and orangutanРНК-последовательностьSubstitution rate provides some evidence for weak selection; 59/60 de novo genes are fixedНикто60 de novo геныEnabling mutations identified; highest expression seen in brain and testes[70]
Homo sapiensBLASTP against chimpanzee, BLAT and Search of syntenic region in chimpanzee, manual check of syntenic regions in chimpanzee and macaqueEST/cDNANo evidence of selective constraint seen by nucleotide divergenceOne of the genes identified has a known role in leukemia3 de novo геныEstimated that human genome contains ~ 18 human-specific de novo гены[48]
Lachancea и СахаромицетыBLASTP of all focal species against each other, BLASTP against NCBI nonredundant protein database, PSI-BLAST against NCBI nonredundant protein database, HMM Profile-Profile of TRG families against each other; families then merged and searched against four profile databasesMass Spectrometry (MS)Kа/Ks ratios across Сахаромицеты indicate that candidates are under weak selection that increases with gene age; в Lachancea species with multiple strains, pN/pS ratios are lower for de novo candidates than for "spurious TRGs"Никто288 candidate de novo TRGs in Сахаромицеты, 415 in LachanceaMS evidence of translation for 25 candidates[95]
Mus musculus и Раттус норвегикусBLASTP of rat and mouse against each other, BLASTP against Ensembl compara database; searched syntenic regions in rat and mouseUniGene DatabaseSubset of genes shows low nucleotide diversity and high ORF conservation across 17 strainsTwo mouse genes cause morbidity when knocked out69 de novo genes in mouse and 6 "de novo" genes in ratEnabling mutations identified for 9 mouse genes[158]
Mus musculusBLASTP against NCBI nonredundant protein databaseМикрочипНиктоНикто781 orphan genesAge-dependent features of genes compatible with de novo emergence of many orphans[80]
ОрызаProtein-to-protein and nucleotide-to-nucleotide BLAT against eight Орыза species and two outgroup species; searched syntenic regions of these species for coding potentialRNA-seq (all de novo TRGs); Ribosome Profiling and targeted MS (some de novo TRGs)22 de novo candidates appear under negative selection, and six under positive selection, as measured by Kа/Ks ставкаВыражение de novo TRGs is tissue-specific175 de novo TRGs~57% of de novo genes have translational evidence; transcription predates coding potential in most cases[159]
ПриматыBLASTP against 15 eukaryotes, BLASTN against human genome, analysis of syntenic regionsESTsKа/Ks ratios for TRGs below one but higher than established genes; coding scores consistent with translated proteinsSeveral genes have well-characterized cellular roles270 TRGs~5.5% of TRGs estimated to have originated de novo[47]
Pristionchus pacificusBLASTP and tBLASTN, syntenic analysisРНК-Seq2 cases complete de novo gene origination27 other high-confidence orphans whose methods of origin included annotation artifacts, chimeric origin, alternative reading frame usage, and gene splitting with subsequent gain of de novo exons[160]
RodentiaBLASTP against NCBI nonredundant protein databaseНиктоMouse genes share 50% identity with rat orthologНикто84 TRGsSpecies-specific genes excluded from analysis; results robust to evolutionary rate[96]
Saccharomyces cerevisiaeBLASTP and PSI-BLAST against 18 fungal species, HMMER and HHpred against several databases, TBLASTN against three close relativesНиктоНиктоMajority of orphans have characterized fitness effects188 orphan genesAges of genes determined at level of individual residues[88]
Saccharomyces cerevisiaeBLASTP, TBLASTX, and TBLASTN against 14 other yeast species, BLASTP against NCBI nonredundant protein databaseRibosome ProfilingAll 25 de novo genes, 115 proto-genes under purifying selection (pN/pS < 1)Никто25 de novo гены; 1,891 “proto-genes”De novo gene birth more common than new genes from duplication; proto-genes are unique to Сахаромицеты (Sensu stricto) yeasts[77]
Saccharomyces cerevisiaeBLASTN, TBLASTX, against nt/nr, manual inspection of syntenic alignmenttranscripts believed to be non-coding, manual inspection of ribosome profiling tracesНиктоНикто1 de novo candidate gene, 217 ribosome-associated transcriptsКандидат de novo gene is polymorphic. Ribosomal profiling data is the same as in [77][126]
Saccharomyces sensu strictuBLASTP against NCBI nonredundant protein database, TBLASTN against ten outgroup species; BLASTP and phmmer against 20 yeast species reannotated using syntenic alignmentsTranscript isoform sequencing (TIF-seq), Ribosome ProfilingMost genes weakly constrained but a subset under strong selection, according to Neutrality Index, Direction of Selection, Kа/Ks, and McDonald-Kreitman testsSubcellular localization demonstrated for five genes~13,000 de novo гены>65% of de novo genes are isoforms of ancient genes; >97% from TIF-seq dataset[65]

Note: For purposes of this table, genes are defined as orphan genes (when species-specific) or TRGs (when limited to a closely related group of species) when the mechanism of origination has not been investigated, and as de novo genes when de novo origination has been inferred, irrespective of method of inference. Обозначение de novo genes as “candidates” or “proto-genes” reflects the language used by the authors of the respective studies.

Смотрите также

Рекомендации

Эта статья была адаптирована из следующего источника под CC BY 4.0 лицензия (2019) (отчеты рецензента): "De novo gene birth", PLOS Genetics, 15 (5): e1008160, 23 May 2019, Дои:10.1371/JOURNAL.PGEN.1008160, ISSN 1553-7390, ЧВК 6542195, PMID 31120894, Викиданные Q86320144

  1. ^ Long M, Betrán E, Thornton K, Wang W (November 2003). "The origin of new genes: glimpses from the young and old". Природа Обзоры Генетика. 4 (11): 865–75. Дои:10.1038/nrg1204. PMID 14634634. S2CID 33999892.
  2. ^ Wang W, Yu H, Long M (May 2004). "Duplication-degeneration as a mechanism of gene fission and the origin of new genes in Дрозофила разновидность". Природа Генетика. 36 (5): 523–7. Дои:10.1038/ng1338. PMID 15064762.
  3. ^ Levy, Adam (16 October 2019). "How evolution builds genes from scratch - Scientists long assumed that new genes appear when evolution tinkers with old ones. It turns out that natural selection is much more creative". Природа. 574 (7778): 314–316. Дои:10.1038/d41586-019-03061-x. PMID 31619796.
  4. ^ Schmitz JF, Bornberg-Bauer E (2017). "de novo from previously non-coding DNA". F1000 Исследования. 6: 57. Дои:10.12688/f1000research.10079.1. ЧВК 5247788. PMID 28163910.
  5. ^ а б c Schlötterer C (April 2015). "Genes from scratch--the evolutionary fate of de novo genes". Тенденции в генетике. 31 (4): 215–9. Дои:10.1016/j.tig.2015.02.007. ЧВК 4383367. PMID 25773713.
  6. ^ а б c Kaessmann H (October 2010). "Origins, evolution, and phenotypic impact of new genes". Геномные исследования. 20 (10): 1313–26. Дои:10.1101/gr.101386.109. ЧВК 2945180. PMID 20651121.
  7. ^ а б Jacob F (June 1977). "Evolution and tinkering". Наука. 196 (4295): 1161–6. Bibcode:1977Sci...196.1161J. Дои:10.1126/science.860134. PMID 860134. S2CID 29756896.
  8. ^ Карвунис, Анн-Руксандра; Oss, Stephen Branden Van (2019-05-23). "De novo gene birth". PLOS Genetics. 15 (5): e1008160. Дои:10.1371/journal.pgen.1008160. ISSN 1553-7404. ЧВК 6542195. PMID 31120894.
  9. ^ Khalturin K, Hemmrich G, Fraune S, Augustin R, Bosch TC (September 2009). "More than just orphans: are taxonomically-restricted genes important in evolution?". Тенденции в генетике. 25 (9): 404–13. Дои:10.1016/j.tig.2009.07.006. PMID 19716618.
  10. ^ а б c d е Tautz D, Domazet-Lošo T (August 2011). "The evolutionary origin of orphan genes". Природа Обзоры Генетика. 12 (10): 692–702. Дои:10.1038/nrg3053. PMID 21878963. S2CID 31738556.
  11. ^ Ohno S (1970) Эволюция путем дублирования генов Аллен и Анвин; Springer-Verlag
  12. ^ Tautz D (2014). "The discovery of de novo gene evolution". Перспективы биологии и медицины. 57 (1): 149–61. Дои:10.1353/pbm.2014.0006. HDL:11858/00-001M-0000-0024-3416-1. PMID 25345708. S2CID 29552265.
  13. ^ Grassé P-P (1977) Evolution of living organisms : evidence for a new theory of transformation Академическая пресса
  14. ^ Barrell BG, Air GM, Hutchison CA (November 1976). "Overlapping genes in bacteriophage phiX174". Природа. 264 (5581): 34–41. Bibcode:1976Natur.264...34B. Дои:10.1038/264034a0. PMID 1004533. S2CID 4264796.
  15. ^ Shaw DC, Walker JE, Northrop FD, Barrell BG, Godson GN, Fiddes JC (April 1978). "Gene K, a new overlapping gene in bacteriophage G4". Природа. 272 (5653): 510–5. Bibcode:1978Natur.272..510S. Дои:10.1038/272510a0. PMID 692656. S2CID 4218777.
  16. ^ Sanger F, Air GM, Barrell BG, Brown NL, Coulson AR, Fiddes CA, et al. (February 1977). «Нуклеотидная последовательность ДНК бактериофага phi X174». Природа. 265 (5596): 687–95. Bibcode:1977Натура.265..687С. Дои:10.1038 / 265687a0. PMID 870828. S2CID 4206886.
  17. ^ Keese PK, Gibbs A (October 1992). "Origins of genes: "big bang" or continuous creation?". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 89 (20): 9489–93. Bibcode:1992PNAS...89.9489K. Дои:10.1073/pnas.89.20.9489. ЧВК 50157. PMID 1329098.
  18. ^ Ohno S (April 1984). "Birth of a unique enzyme from an alternative reading frame of the preexisted, internally repetitious coding sequence". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 81 (8): 2421–5. Bibcode:1984PNAS...81.2421O. Дои:10.1073/pnas.81.8.2421. ЧВК 345072. PMID 6585807.
  19. ^ Sabath N, Wagner A, Karlin D (December 2012). "Evolution of viral proteins originated de novo by overprinting". Молекулярная биология и эволюция. 29 (12): 3767–80. Дои:10.1093/molbev/mss179. ЧВК 3494269. PMID 22821011.
  20. ^ Makałowska I, Lin CF, Hernandez K (October 2007). "Birth and death of gene overlaps in vertebrates". BMC Эволюционная биология. 7: 193. Дои:10.1186/1471-2148-7-193. ЧВК 2151771. PMID 17939861.
  21. ^ Samandi S, Roy AV, Delcourt V, Lucier JF, Gagnon J, Beaudoin MC, et al. (Октябрь 2017 г.). "Deep transcriptome annotation enables the discovery and functional characterization of cryptic small proteins". eLife. 6. Дои:10.7554/eLife.27860. ЧВК 5703645. PMID 29083303.
  22. ^ Khan, YA; Jungreis, I; Wright, JC; Mudge, JM; Choudhary, JS; Firth, AE; Kellis, M (6 March 2020). "Evidence for a novel overlapping coding sequence in POLG initiated at a CUG start codon". BMC Genetics. 21 (1): 25. Дои:10.1186/s12863-020-0828-7. ЧВК 7059407. PMID 32138667.
  23. ^ Makałowski W, Mitchell GA, Labuda D (June 1994). "Alu sequences in the coding regions of mRNA: a source of protein variability". Тенденции в генетике. 10 (6): 188–93. Дои:10.1016/0168-9525(94)90254-2. PMID 8073532.
  24. ^ Sorek R (October 2007). "The birth of new exons: mechanisms and evolutionary consequences". РНК. 13 (10): 1603–8. Дои:10.1261/rna.682507. ЧВК 1986822. PMID 17709368.
  25. ^ а б Dorit RL, Gilbert W (December 1991). "The limited universe of exons". Текущее мнение в области генетики и развития. 1 (4): 464–9. Дои:10.1016/S0959-437X(05)80193-5. PMID 1822278.
  26. ^ Chothia C (June 1992). "Proteins. One thousand families for the molecular biologist". Природа. 357 (6379): 543–4. Bibcode:1992Natur.357..543C. Дои:10.1038/357543a0. PMID 1608464. S2CID 4355476.
  27. ^ Oliver SG, van der Aart QJ, Agostoni-Carbone ML, Aigle M, Alberghina L, Alexandraki D, et al. (Май 1992 г.). «Полная последовательность ДНК хромосомы III дрожжей». Природа. 357 (6373): 38–46. Bibcode:1992Natur.357...38O. Дои:10.1038 / 357038a0. PMID 1574125. S2CID 4271784.
  28. ^ а б Dujon B (July 1996). "The yeast genome project: what did we learn?". Тенденции в генетике. 12 (7): 263–70. Дои:10.1016/0168-9525(96)10027-5. PMID 8763498.
  29. ^ а б c d е Begun DJ, Lindfors HA, Kern AD, Jones CD (June 2007). "Evidence for de novo evolution of testis-expressed genes in the Drosophila yakuba/Drosophila erecta clade". Генетика. 176 (2): 1131–7. Дои:10.1534/genetics.106.069245. ЧВК 1894579. PMID 17435230.
  30. ^ а б c d е ж грамм Levine MT, Jones CD, Kern AD, Lindfors HA, Begun DJ (June 2006). "Novel genes derived from noncoding DNA in Drosophila melanogaster are frequently X-linked and exhibit testis-biased expression". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (26): 9935–9. Bibcode:2006PNAS..103.9935L. Дои:10.1073/pnas.0509809103. ЧВК 1502557. PMID 16777968.
  31. ^ а б c d Begun DJ, Lindfors HA, Thompson ME, Holloway AK (March 2006). "Recently evolved genes identified from Drosophila yakuba и D. erecta accessory gland expressed sequence tags". Генетика. 172 (3): 1675–81. Дои:10.1534/genetics.105.050336. ЧВК 1456303. PMID 16361246.
  32. ^ Betrán E, Long M (July 2003). "Dntf-2r, a young Drosophila retroposed gene with specific male expression under positive Darwinian selection". Генетика. 164 (3): 977–88. ЧВК 1462638. PMID 12871908.
  33. ^ Jones CD, Begun DJ (August 2005). "Parallel evolution of chimeric fusion genes". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 102 (32): 11373–8. Bibcode:2005PNAS..10211373J. Дои:10.1073/pnas.0503528102. ЧВК 1183565. PMID 16076957.
  34. ^ Long M, Langley CH (April 1993). "Natural selection and the origin of jingwei, a chimeric processed functional gene in Drosophila". Наука. 260 (5104): 91–5. Bibcode:1993Sci...260...91L. Дои:10.1126/science.7682012. PMID 7682012.
  35. ^ Galindo MI, Pueyo JI, Fouix S, Bishop SA, Couso JP (May 2007). "Peptides encoded by short ORFs control development and define a new eukaryotic gene family". PLOS Биология. 5 (5): e106. Дои:10.1371/journal.pbio.0050106. ЧВК 1852585. PMID 17439302.
  36. ^ Hsu PY, Benfey PN (May 2018). "Small but Mighty: Functional Peptides Encoded by Small ORFs in Plants". Протеомика. 18 (10): e1700038. Дои:10.1002/pmic.201700038. PMID 28759167.
  37. ^ Nelson BR, Makarewich CA, Anderson DM, Winders BR, Troupes CD, Wu F, Reese AL, McAnally JR, Chen X, Kavalali ET, Cannon SC, Houser SR, Bassel-Duby R, Olson EN (January 2016). "A peptide encoded by a transcript annotated as long noncoding RNA enhances SERCA activity in muscle". Наука. 351 (6270): 271–5. Bibcode:2016Sci...351..271N. Дои:10.1126/science.aad4076. ЧВК 4892890. PMID 26816378.
  38. ^ Andrews SJ, Rothnagel JA (March 2014). "Emerging evidence for functional peptides encoded by short open reading frames". Природа Обзоры Генетика. 15 (3): 193–204. Дои:10.1038/nrg3520. PMID 24514441.
  39. ^ Nishida H (November 2006). "Detection and characterization of fungal-specific proteins in Saccharomyces cerevisiae". Биология, биотехнология и биохимия. 70 (11): 2646–52. Дои:10.1271/bbb.60251. PMID 17090923. S2CID 11035512.
  40. ^ а б c McLysaght A, Guerzoni D (September 2015). "New genes from non-coding sequence: the role of de novo protein-coding genes in eukaryotic evolutionary innovation". Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки. 370 (1678): 20140332. Дои:10.1098/rstb.2014.0332. ЧВК 4571571. PMID 26323763.
  41. ^ Cai J, Zhao R, Jiang H, Wang W (May 2008). "De novo origination of a new protein-coding gene in Saccharomyces cerevisiae". Генетика. 179 (1): 487–96. Дои:10.1534/genetics.107.084491. ЧВК 2390625. PMID 18493065.
  42. ^ Bungard D, Copple JS, Yan J, Chhun JJ, Kumirov VK, Foy SG, et al. (Ноябрь 2017 г.). "Foldability of a Natural De Novo Evolved Protein". Структура. 25 (11): 1687–1696.e4. Дои:10.1016/j.str.2017.09.006. ЧВК 5677532. PMID 29033289.
  43. ^ Li D, Dong Y, Jiang Y, Jiang H, Cai J, Wang W (April 2010). "A de novo originated gene depresses budding yeast mating pathway and is repressed by the protein encoded by its antisense strand". Клеточные исследования. 20 (4): 408–20. Дои:10.1038/cr.2010.31. PMID 20195295.
  44. ^ Li D, Yan Z, Lu L, Jiang H, Wang W (December 2014). "Pleiotropy of the de novo-originated gene MDF1". Научные отчеты. 4: 7280. Bibcode:2014NatSR...4E7280L. Дои:10.1038/srep07280. ЧВК 4250933. PMID 25452167.
  45. ^ Li L, Foster CM, Gan Q, Nettleton D, James MG, Myers AM, et al. (Май 2009 г.). "Identification of the novel protein QQS as a component of the starch metabolic network in Arabidopsis leaves". Журнал растений. 58 (3): 485–98. Дои:10.1111/j.1365-313X.2009.03793.x. PMID 19154206.
  46. ^ Heinen TJ, Staubach F, Häming D, Tautz D (September 2009). "Emergence of a new gene from an intergenic region". Текущая биология. 19 (18): 1527–31. Дои:10.1016/j.cub.2009.07.049. PMID 19733073. S2CID 12446879.
  47. ^ а б c d е ж грамм час Toll-Riera M, Bosch N, Bellora N, Castelo R, Armengol L, Estivill X, et al. (Март 2009 г.). "Origin of primate orphan genes: a comparative genomics approach". Молекулярная биология и эволюция. 26 (3): 603–12. Дои:10.1093/molbev/msn281. PMID 19064677.
  48. ^ а б c d Knowles DG, McLysaght A (October 2009). "Recent de novo origin of human protein-coding genes". Геномные исследования. 19 (10): 1752–9. Дои:10.1101/gr.095026.109. ЧВК 2765279. PMID 19726446.
  49. ^ а б Domazet-Loso T, Brajković J, Tautz D (November 2007). "A phylostratigraphy approach to uncover the genomic history of major adaptations in metazoan lineages". Тенденции в генетике. 23 (11): 533–9. Дои:10.1016/j.tig.2007.08.014. PMID 18029048.
  50. ^ а б c Gehrmann T, Reinders MJ (November 2015). "Proteny: discovering and visualizing statistically significant syntenic clusters at the proteome level". Биоинформатика. 31 (21): 3437–44. Дои:10.1093/bioinformatics/btv389. ЧВК 4612220. PMID 26116928.
  51. ^ Altschul SF, Gish W, Miller W, Myers EW, Lipman DJ (October 1990). «Базовый инструмент поиска локального выравнивания». Журнал молекулярной биологии. 215 (3): 403–10. Дои:10.1016 / S0022-2836 (05) 80360-2. PMID 2231712.
  52. ^ а б c d е ж грамм McLysaght A, Hurst LD (September 2016). "Open questions in the study of de novo genes: what, how and why". Природа Обзоры Генетика. 17 (9): 567–78. Дои:10.1038/nrg.2016.78. PMID 27452112. S2CID 6033249.
  53. ^ Elhaik E, Sabath N, Graur D (January 2006). "The "inverse relationship between evolutionary rate and age of mammalian genes" is an artifact of increased genetic distance with rate of evolution and time of divergence". Молекулярная биология и эволюция. 23 (1): 1–3. Дои:10.1093/molbev/msj006. PMID 16151190.
  54. ^ Albà MM, Castresana J (April 2007). "On homology searches by protein Blast and the characterization of the age of genes". BMC Эволюционная биология. 7: 53. Дои:10.1186/1471-2148-7-53. ЧВК 1855329. PMID 17408474.
  55. ^ Moyers BA, Zhang J (May 2016). "Evaluating Phylostratigraphic Evidence for Widespread De Novo Gene Birth in Genome Evolution". Молекулярная биология и эволюция. 33 (5): 1245–56. Дои:10.1093/molbev/msw008. ЧВК 5010002. PMID 26758516.
  56. ^ а б Moyers BA, Zhang J (January 2015). "Phylostratigraphic bias creates spurious patterns of genome evolution". Молекулярная биология и эволюция. 32 (1): 258–67. Дои:10.1093/molbev/msu286. ЧВК 4271527. PMID 25312911.
  57. ^ а б Domazet-Lošo T, Carvunis AR, Albà MM, Šestak MS, Bakaric R, Neme R, et al. (April 2017). "No Evidence for Phylostratigraphic Bias Impacting Inferences on Patterns of Gene Emergence and Evolution". Молекулярная биология и эволюция. 34 (4): 843–856. Дои:10.1093/molbev/msw284. ЧВК 5400388. PMID 28087778.
  58. ^ Altschul SF, Madden TL, Schäffer AA, Zhang J, Zhang Z, Miller W, Lipman DJ (September 1997). "Gapped BLAST and PSI-BLAST: a new generation of protein database search programs". Исследования нуклеиновых кислот. 25 (17): 3389–402. Дои:10.1093/nar/25.17.3389. ЧВК 146917. PMID 9254694.
  59. ^ Saripella GV, Sonnhammer EL, Forslund K (September 2016). "Benchmarking the next generation of homology inference tools". Биоинформатика. 32 (17): 2636–41. Дои:10.1093/bioinformatics/btw305. ЧВК 5013910. PMID 27256311.
  60. ^ а б Vakirlis N, McLysaght A (2019). "Computational Prediction of De Novo Emerged Protein-Coding Genes". Computational Methods in Protein Evolution. Методы молекулярной биологии. 1851. С. 63–81. Дои:10.1007/978-1-4939-8736-8_4. ISBN 978-1-4939-8735-1. PMID 30298392.
  61. ^ Ghiurcuta CG, Moret BM (June 2014). "Evaluating synteny for improved comparative studies". Биоинформатика. 30 (12): i9-18. Дои:10.1093/bioinformatics/btu259. ЧВК 4058928. PMID 24932010.
  62. ^ Jean G, Nikolski M (2011). "SyDiG: uncovering Synteny in Distant Genomes" (PDF). International Journal of Bioinformatics Research and Applications. 7 (1): 43–62. Дои:10.1504/IJBRA.2011.039169. PMID 21441096.
  63. ^ Liu D, Hunt M, Tsai IJ (January 2018). "Inferring synteny between genome assemblies: a systematic evaluation". BMC Bioinformatics. 19 (1): 26. Дои:10.1186/s12859-018-2026-4. ЧВК 5791376. PMID 29382321.
  64. ^ Ranz JM, Casals F, Ruiz A (February 2001). "How malleable is the eukaryotic genome? Extreme rate of chromosomal rearrangement in the genus Drosophila". Геномные исследования. 11 (2): 230–9. Дои:10.1101/gr.162901. ЧВК 311025. PMID 11157786.
  65. ^ а б Lu TC, Leu JY, Lin WC (November 2017). "A Comprehensive Analysis of Transcript-Supported De Novo Genes in Saccharomyces sensu stricto Yeasts". Молекулярная биология и эволюция. 34 (11): 2823–2838. Дои:10.1093/molbev/msx210. ЧВК 5850716. PMID 28981695.
  66. ^ а б c d Li ZW, Chen X, Wu Q, Hagmann J, Han TS, Zou YP, Ge S, Guo YL (August 2016). "On the Origin of De Novo Genes in Arabidopsis thaliana Populations". Геномная биология и эволюция. 8 (7): 2190–202. Дои:10.1093/gbe/evw164. ЧВК 4987118. PMID 27401176.
  67. ^ а б c d е Chen S, Zhang YE, Long M (December 2010). "New genes in Drosophila quickly become essential". Наука. 330 (6011): 1682–5. Bibcode:2010Sci...330.1682C. Дои:10.1126/science.1196380. ЧВК 7211344. PMID 21164016. S2CID 7899890.
  68. ^ а б c d е ж грамм Zhao L, Saelao P, Jones CD, Begun DJ (February 2014). "Origin and spread of de novo genes in Drosophila melanogaster populations". Наука. 343 (6172): 769–72. Bibcode:2014Sci...343..769Z. Дои:10.1126/science.1248286. ЧВК 4391638. PMID 24457212.
  69. ^ а б c d Zhou Q, Zhang G, Zhang Y, Xu S, Zhao R, Zhan Z, et al. (Сентябрь 2008 г.). "On the origin of new genes in Drosophila". Геномные исследования. 18 (9): 1446–55. Дои:10.1101/gr.076588.108. ЧВК 2527705. PMID 18550802.
  70. ^ а б c d е ж грамм Wu DD, Irwin DM, Zhang YP (November 2011). "De novo origin of human protein-coding genes". PLOS Genetics. 7 (11): e1002379. Дои:10.1371/journal.pgen.1002379. ЧВК 3213175. PMID 22102831.
  71. ^ а б Doolittle WF, Brunet TD, Linquist S, Gregory TR (May 2014). "Distinguishing between "function" and "effect" in genome biology". Геномная биология и эволюция. 6 (5): 1234–7. Дои:10.1093/gbe/evu098. ЧВК 4041003. PMID 24814287.
  72. ^ а б Kellis M, Wold B, Snyder MP, Bernstein BE, Kundaje A, Marinov GK, et al. (Апрель 2014 г.). «Определение функциональных элементов ДНК в геноме человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 111 (17): 6131–8. Bibcode:2014ПНАС..111.6131К. Дои:10.1073 / pnas.1318948111. ЧВК 4035993. PMID 24753594.
  73. ^ Keeling, DM; Garza, P; Nartey, CM; Carvunis, AR (1 November 2019). "The meanings of 'function' in biology and the problematic case of de novo gene emergence". eLife. 8. Дои:10.7554/eLife.47014. ЧВК 6824840. PMID 31674305.
  74. ^ Andersson DI, Jerlström-Hultqvist J, Näsvall J (June 2015). "Evolution of new functions de novo and from preexisting genes". Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 7 (6): a017996. Дои:10.1101/cshperspect.a017996. ЧВК 4448608. PMID 26032716.
  75. ^ Xie C, Bekpen C, Künzel S, Keshavarz M, Krebs-Wheaton R, Skrabar N, et al. (Январь 2019). «Изучение начала появления гена de novo у мышей показывает быструю интеграцию новых генов в функциональные сети». bioRxiv. bioRxiv 10.1101/510214. Дои:10.1101/510214.
  76. ^ Руис-Орера Дж., Эрнандес-Родригес Дж., Чива С., Сабидо Е., Кондова И., Бонтроп Р. и др. (Декабрь 2015 г.). «Происхождение генов De Novo у человека и шимпанзе». PLOS Genetics. 11 (12): e1005721. arXiv:1507.07744. Bibcode:2015arXiv150707744R. Дои:10.1371 / journal.pgen.1005721. ЧВК 4697840. PMID 26720152.
  77. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о Карвунис А.Р., Роллан Т., Вапински И., Калдервуд М.А., Йилдирим М.А., Симонис Н. и др. (Июль 2012 г.). «Протогены и рождение гена de novo». Природа. 487 (7407): 370–4. Bibcode:2012Натура.487..370C. Дои:10.1038 / природа11184. ЧВК 3401362. PMID 22722833.
  78. ^ а б c d Дюран, Э; Ганьон-Арсено, я; Халлин, Дж; Хатин, I; Dubé, AK; Nielly-Thibault, L; Нами, О; Ландри, ЧР (июнь 2019 г.). «Оборот ассоциированных с рибосомами транскриптов из открытых рамок считывания de novo дает гено-подобные характеристики, доступные для появления гена de novo в популяциях диких дрожжей». Геномные исследования. 29 (6): 932–943. Дои:10.1101 / гр.239822.118. ЧВК 6581059. PMID 31152050.
  79. ^ а б c Casola C (2018). «От de novo к« de nono »: большинство новых генов, кодирующих белок, идентифицированных с помощью филостратиграфии, представляют собой старые гены или недавние дубликаты». bioRxiv. bioRxiv 10.1101/287193. Дои:10.1101/287193.
  80. ^ а б Neme R, Tautz D (февраль 2013 г.). «Филогенетические закономерности появления новых генов поддерживают модель частой эволюции de novo». BMC Genomics. 14: 117. Дои:10.1186/1471-2164-14-117. ЧВК 3616865. PMID 23433480.
  81. ^ а б c d Шмитц Дж. Ф., Ульрих К. К., Борнберг-Бауэр Э. (октябрь 2018 г.). «Зарождающиеся гены de novo могут развиться из замороженных случайностей, которые избежали быстрой смены транскриптов». Природа Экология и эволюция. 2 (10): 1626–1632. Дои:10.1038 / s41559-018-0639-7. PMID 30201962. S2CID 52181376.
  82. ^ Вакирлис, Н; Карвунис, АР; МакЛисагт, А (18 февраля 2020 г.). «Анализ на основе синтении показывает, что дивергенция последовательностей не является основным источником орфанных генов». eLife. 9. Дои:10.7554 / eLife.53500. ЧВК 7028367. PMID 32066524.
  83. ^ а б c Palmieri N, Kosiol C, Schlötterer C (февраль 2014 г.). «Жизненный цикл сиротских генов дрозофилы». eLife. 3: e01311. arXiv:1401.4956. Bibcode:2014arXiv1401.4956P. Дои:10.7554 / eLife.01311. ЧВК 3927632. PMID 24554240.
  84. ^ а б Прабх Н., Розелер В., Витте Х, Эберхард Дж., Соммер Р. Дж., Рёдельспергер С. (ноябрь 2018 г.). "Нематоды Pristionchus". Геномные исследования. 28 (11): 1664–1674. Дои:10.1101 / гр.234971.118. ЧВК 6211646. PMID 30232197.
  85. ^ а б Wissler L, Gadau J, Simola DF, Helmkampf M, Bornberg-Bauer E (2013). «Механизмы и динамика появления генов-сирот в геномах насекомых». Геномная биология и эволюция. 5 (2): 439–55. Дои:10.1093 / gbe / evt009. ЧВК 3590893. PMID 23348040.
  86. ^ Neme R, Tautz D (февраль 2016 г.). «Быстрый оборот транскрипции генома во время эволюции подвергает всю некодирующую ДНК возникновению гена de novo». eLife. 5: e09977. Дои:10.7554 / eLife.09977. ЧВК 4829534. PMID 26836309.
  87. ^ Каттер С., Ватт С., Стеффлова К., Уилсон М.Д., Гонсалвес А., Понтинг С.П., Одом Д.Т., Маркес А.С. (2012). «Быстрый оборот длинных некодирующих РНК и эволюция экспрессии генов». PLOS Genetics. 8 (7): e1002841. Дои:10.1371 / journal.pgen.1002841. ЧВК 3406015. PMID 22844254.
  88. ^ а б c Экман Д., Элофссон А. (февраль 2010 г.). «Идентификация и количественная оценка последовательностей орфанных белков в грибах». Журнал молекулярной биологии. 396 (2): 396–405. Дои:10.1016 / j.jmb.2009.11.053. PMID 19944701.
  89. ^ Домазет-Лосо Т., Таутц Д. (октябрь 2003 г.). «Эволюционный анализ генов-сирот у дрозофилы». Геномные исследования. 13 (10): 2213–9. Дои:10.1101 / гр.1311003. ЧВК 403679. PMID 14525923.
  90. ^ Го В.Дж., Ли П, Лин Дж., Е С.П. (2007). «Существенные сравнительные характеристики орфанных и несиротных генов в геноме риса (Oryza sativa L.)». Сравнительная и функциональная геномика. 2007: 21676. Дои:10.1155/2007/21676. ЧВК 2216055. PMID 18273382.
  91. ^ Вольф Ю.И., Новичков П.С., Карев Г.П., Кунин Е.В., Липман Д.Д. (май 2009 г.). «Универсальное распределение темпов эволюции генов и отличительные характеристики эукариотических генов разного возраста». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 106 (18): 7273–80. Дои:10.1073 / pnas.0901808106. ЧВК 2666616. PMID 19351897.
  92. ^ а б Sun W, Zhao XW, Zhang Z (сентябрь 2015 г.). «Идентификация и эволюция генов-сирот у домашнего шелкопряда Bombyx mori». Письма FEBS. 589 (19, часть B): 2731–8. Дои:10.1016 / j.febslet.2015.08.008. PMID 26296317.
  93. ^ а б c Донохью М.Т., Кешавайя С., Свамидатта С.Х., Спиллейн С. (февраль 2011 г.). «Эволюционное происхождение специфических генов Brassicaceae у Arabidopsis thaliana». BMC Эволюционная биология. 11: 47. Дои:10.1186/1471-2148-11-47. ЧВК 3049755. PMID 21332978.
  94. ^ а б c d Вернер М.С., Сириебриенников Б., Прабх Н., Лошко Т., Ланц С., Соммер Р.Дж. (ноябрь 2018 г.). «Молодые гены имеют отличную структуру генов, эпигенетические профили и регуляцию транскрипции». Геномные исследования. 28 (11): 1675–1687. Дои:10.1101 / gr.234872.118. ЧВК 6211652. PMID 30232198.
  95. ^ а б c d е Vakirlis N, Hebert AS, Opulente DA, Achaz G, Hittinger CT, Fischer G, Coon JJ, Lafontaine I. (март 2018 г.). «Молекулярный портрет генов De Novo в дрожжах». Молекулярная биология и эволюция. 35 (3): 631–645. Дои:10.1093 / молбев / мсх315. ЧВК 5850487. PMID 29220506.
  96. ^ а б c d е ж грамм час я j Уилсон Б.А., Фой С.Г., Неме Р., Масел Дж. (Июнь 2017 г.). "Молодые гены сильно неупорядочены, как предсказывает преадаптационная гипотеза de novo генное рождение ". Природа Экология и эволюция. 1 (6): 0146–146. Дои:10.1038 / s41559-017-0146. ЧВК 5476217. PMID 28642936.
  97. ^ а б c Фой С.Г., Уилсон Б.А., Бертрам Дж., Кордес М.Х., Масел Дж. (Апрель 2019 г.). «Сдвиг в стратегии предотвращения агрегации указывает на долгосрочное направление эволюции белков». Генетика. 211 (4): 1345–1355. Дои:10.1534 / генетика.118.301719. ЧВК 6456324. PMID 30692195.
  98. ^ а б Чжан, JY; Чжоу, Q (1 января 2019 г.). «О регуляторной эволюции новых генов на протяжении всей истории их жизни». Молекулярная биология и эволюция. 36 (1): 15–27. Дои:10.1093 / molbev / msy206. PMID 30395322. S2CID 53216993.
  99. ^ Ву Б., Кнудсон А. (июль 2018 г.). "Происхождение генов, кодирующих белок в дрожжах, De Novo". мБио. 9 (4). Дои:10,1128 / мБио.01024-18. ЧВК 6069113. PMID 30065088.
  100. ^ а б Bekpen C, Xie C, Tautz D (август 2018 г.). «Работа с адаптивной иммунной системой во время de novo эволюции генов из межгенных последовательностей». BMC Эволюционная биология. 18 (1): 121. Дои:10.1186 / s12862-018-1232-z. ЧВК 6091031. PMID 30075701.
  101. ^ Pertea M, Shumate A, Pertea G, Varabyou A, Chang YC, Madugundu A и др. (2018). «Тысячи крупномасштабных экспериментов по секвенированию РНК дают исчерпывающий список новых генов человека и выявляют обширный транскрипционный шум». bioRxiv. bioRxiv 10.1101/332825. Дои:10.1101/332825.
  102. ^ а б Абрусан Г. (декабрь 2013 г.). «Интеграция новых генов в клеточные сети и их структурное созревание». Генетика. 195 (4): 1407–17. Дои:10.1534 / генетика.113.152256. ЧВК 3832282. PMID 24056411.
  103. ^ а б c Базиль В., Саченкова О., Лайт С., Элофссон А. (март 2017 г.). «Высокое содержание GC вызывает внутреннюю неупорядоченность орфанных белков». PLOS вычислительная биология. 13 (3): e1005375. Bibcode:2017PLSCB..13E5375B. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1005375. ЧВК 5389847. PMID 28355220.
  104. ^ Bitard-Feildel T, Heberlein M, Bornberg-Bauer E, Callebaut I (декабрь 2015 г.). «Обнаружение орфанных доменов у дрозофилы с использованием» гидрофобного кластерного анализа."". Биохимия. 119: 244–53. Дои:10.1016 / j.biochi.2015.02.019. PMID 25736992.
  105. ^ Мукерджи С., Панда А., Гош Т.С. (июнь 2015 г.). «Выяснение эволюционных особенностей и функциональных последствий орфанных генов у Leishmania major». Инфекция, генетика и эволюция. 32: 330–7. Дои:10.1016 / j.meegid.2015.03.031. PMID 25843649.
  106. ^ Jeon J, Choi J, Lee GW, Park SY, Huh A, Dean RA и др. (Февраль 2015 г.). «Полногеномное профилирование метилирования ДНК дает представление об эпигенетической регуляции развития грибка у растительного патогенного гриба Magnaporthe oryzae». Научные отчеты. 5: 8567. Bibcode:2015НатСР ... 5E8567J. Дои:10.1038 / srep08567. ЧВК 4338423. PMID 25708804.
  107. ^ Чжуан X, Ян С., Мерфи К.Р., Чэн С.К. (февраль 2019 г.). «Молекулярный механизм и история бессмысленной эволюции гена гликопротеина антифриза у северных гадидов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 116 (10): 4400–4405. Дои:10.1073 / pnas.1817138116. ЧВК 6410882. PMID 30765531.
  108. ^ Рейнхардт Дж. А., Ванджиру Б. М., Брант А. Т., Саелао П., Бегун Д. Д., Джонс CD (2013). «Открытые рамки считывания de novo у дрозофилы важны для приспособленности организма и быстро эволюционировали из ранее некодирующих последовательностей». PLOS Genetics. 9 (10): e1003860. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003860. ЧВК 3798262. PMID 24146629.
  109. ^ Динджер М.Э., Пан К.С., Мерсер Т.Р., Мэттик Дж.С. (ноябрь 2008 г.). «Дифференциация белок-кодирующих и некодирующих РНК: проблемы и неоднозначности». PLOS вычислительная биология. 4 (11): e1000176. Bibcode:2008PLSCB ... 4E0176D. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1000176. ЧВК 2518207. PMID 19043537.
  110. ^ Стюарт, Николас Б.; Роджерс, Ребекка Л .; Малик, Хармит С. (23 сентября 2019 г.). «Хромосомные перестройки как источник образования новых генов у Drosophila yakuba». PLOS Genetics. 15 (9): e1008314. Дои:10.1371 / journal.pgen.1008314. ЧВК 6776367. PMID 31545792.
  111. ^ Суонсон В.Дж., Вакье В.Д. (февраль 2002 г.). «Быстрая эволюция репродуктивных белков». Природа Обзоры Генетика. 3 (2): 137–44. Дои:10.1038 / nrg733. PMID 11836507. S2CID 25696990.
  112. ^ Bustamante CD, Fledel-Alon A, Williamson S, Nielsen R, Hubisz MT, Glanowski S, Tanenbaum DM, White TJ, Sninsky JJ, Hernandez RD, Civello D, Adams MD, Cargill M, Clark AG (октябрь 2005 г.). «Естественный отбор генов, кодирующих белок, в геноме человека». Природа. 437 (7062): 1153–7. Bibcode:2005Натура 437.1153Б. Дои:10.1038 / природа04240. PMID 16237444. S2CID 4423768.
  113. ^ Кларк Н.Л., Аагард Дж. Э., Суонсон В. Дж. (Январь 2006 г.). «Эволюция репродуктивных белков животных и растений». Размножение. 131 (1): 11–22. Дои:10.1530 / rep.1.00357. PMID 16388004.
  114. ^ Губала А.М., Шмитц Дж. Ф., Кернс М. Дж., Винь Т. Т., Борнберг-Бауэр Э., Вольфнер М. Ф., Финдли Г. Д. (май 2017 г.). «Гены Годдарда и Сатурна необходимы для мужской фертильности дрозофилы и, возможно, возникли De Novo». Молекулярная биология и эволюция. 34 (5): 1066–1082. Дои:10.1093 / molbev / msx057. ЧВК 5400382. PMID 28104747.
  115. ^ а б c Луис Вильянуэва-Каньяс Дж., Руис-Орера Дж., Агеа М.И., Галло М., Андреу Д., Альба М.М. (июль 2017 г.). «Новые гены и функциональные инновации у млекопитающих». Геномная биология и эволюция. 9 (7): 1886–1900. Дои:10.1093 / gbe / evx136. ЧВК 5554394. PMID 28854603.
  116. ^ Шмидт Э.Е. (июль 1996 г.). «Транскрипционная распущенность в семенниках». Текущая биология. 6 (7): 768–9. Дои:10.1016 / S0960-9822 (02) 00589-4. PMID 8805310. S2CID 14318566.
  117. ^ Уайт-Купер Х, Дэвидсон И. (июль 2011 г.). «Уникальные аспекты регуляции транскрипции в мужских половых клетках». Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии. 3 (7): a002626. Дои:10.1101 / cshperspect.a002626. ЧВК 3119912. PMID 21555408.
  118. ^ Kleene KC (август 2001 г.). «Возможная мейотическая функция специфических паттернов экспрессии генов в сперматогенных клетках млекопитающих». Механизмы развития. 106 (1–2): 3–23. Дои:10.1016 / S0925-4773 (01) 00413-0. PMID 11472831. S2CID 949694.
  119. ^ Дэвид Л., Хубер В., Грановская М., Тедлинг Дж., Палм С.Дж., Бофкин Л., Джонс Т., Дэвис Р.В., Стейнмец Л.М. (апрель 2006 г.). «Карта транскрипции в геноме дрожжей с высоким разрешением». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 103 (14): 5320–5. Bibcode:2006PNAS..103.5320D. Дои:10.1073 / pnas.0601091103. ЧВК 1414796. PMID 16569694.
  120. ^ Tisseur M, Kwapisz M, Morillon A (ноябрь 2011 г.). «Повсеместная транскрипция - Уроки дрожжей». Биохимия. 93 (11): 1889–96. Дои:10.1016 / j.biochi.2011.07.001. PMID 21771634.
  121. ^ Нагалакшми Ю., Ван З., Верн К., Шоу С., Раха Д., Герштейн М., Снайдер М. (июнь 2008 г.). «Транскрипционный ландшафт генома дрожжей, определенный с помощью секвенирования РНК». Наука. 320 (5881): 1344–9. Bibcode:2008Научный ... 320.1344N. Дои:10.1126 / science.1158441. ЧВК 2951732. PMID 18451266.
  122. ^ Clark MB, Amaral PP, Schlesinger FJ, Dinger ME, Taft RJ, Rinn JL, Ponting CP, Stadler PF, Morris KV, Morillon A, Rozowsky JS, Gerstein MB, Wahlestedt C, Hayashizaki Y, Carninci P, Gingeras TR, Mattick JS (Июль 2011 г.). «Реальность повсеместной транскрипции». PLOS Биология. 9 (7): e1000625, обсуждение e1001102. Дои:10.1371 / journal.pbio.1000625. ЧВК 3134446. PMID 21765801.
  123. ^ а б Ingolia NT, Brar GA, Stern-Ginossar N, Harris MS, Talhouarne GJ, Jackson SE и др. (Сентябрь 2014 г.). «Профилирование рибосом показывает повсеместную трансляцию за пределами аннотированных генов, кодирующих белок». Отчеты по ячейкам. 8 (5): 1365–79. Дои:10.1016 / j.celrep.2014.07.045. ЧВК 4216110. PMID 25159147.
  124. ^ а б Руис-Орера Дж., Вердагер-Грау П., Вильянуэва-Каньяс Дж. Л., Мессегер Х, Альба ММ (май 2018 г.). «Трансляция нейтрально эволюционирующих пептидов обеспечивает основу для эволюции гена de novo». Природа Экология и эволюция. 2 (5): 890–896. Дои:10.1038 / s41559-018-0506-6. HDL:10230/36048. PMID 29556078. S2CID 4959952.
  125. ^ Руис-Орера Дж., Мессегер Х, Субирана Дж. А., Альба М. М. (сентябрь 2014 г.). «Длинные некодирующие РНК как источник новых пептидов». eLife. 3: e03523. arXiv:1405.4174. Bibcode:2014arXiv1405.4174R. Дои:10.7554 / eLife.03523. ЧВК 4359382. PMID 25233276.
  126. ^ а б c Уилсон Б.А., Масел Дж. (2011). «Предположительно некодирующие транскрипты демонстрируют обширную связь с рибосомами». Геномная биология и эволюция. 3: 1245–52. Дои:10.1093 / gbe / evr099. ЧВК 3209793. PMID 21948395.
  127. ^ Чен, Дж; Бруннер, AD; Коган, JZ; Nuñez, JK; Поля, AP; Адамсон, Б. Ицхак, Д. Н.; Ли, JY; Манн, М; Леонетти, доктор медицины; Weissman, JS (6 марта 2020 г.). «Повсеместный функциональный перевод неканонических человеческих открытых рамок чтения». Наука. 367 (6482): 1140–1146. Bibcode:2020Sci ... 367.1140C. Дои:10.1126 / science.aay0262. ЧВК 7289059. PMID 32139545.
  128. ^ Keefe AD, Szostak JW (апрель 2001 г.). «Функциональные белки из библиотеки случайных последовательностей». Природа. 410 (6829): 715–8. Bibcode:2001Натура.410..715К. Дои:10.1038/35070613. ЧВК 4476321. PMID 11287961.
  129. ^ Третьяченко В., Выметаль Ю., Беднарова Л., Копецки В., Хофбауэрова К., Йиндрова Х. и др. (Ноябрь 2017 г.). «Случайные белковые последовательности могут образовывать определенные вторичные структуры и хорошо переносятся in vivo». Научные отчеты. 7 (1): 15449. Bibcode:2017НатСР ... 715449Т. Дои:10.1038 / s41598-017-15635-8. ЧВК 5684393. PMID 29133927.
  130. ^ Райт ЧП, Дайсон Х.Дж. (январь 2015 г.). «Внутренне неупорядоченные белки в передаче сигналов и регуляции клеток». Обзоры природы Молекулярная клеточная биология. 16 (1): 18–29. Дои:10.1038 / nrm3920. ЧВК 4405151. PMID 25531225.
  131. ^ Неме Р., Амадор С., Йилдирим Б., МакКоннелл Е., Тауц Д. (июнь 2017 г.). «Случайные последовательности - обильный источник биоактивных РНК или пептидов». Природа Экология и эволюция. 1 (6): 0217. Дои:10.1038 / s41559-017-0127. ЧВК 5447804. PMID 28580432.
  132. ^ а б Silveira AB, Trontin C, Cortijo S, Barau J, Del Bem LE, Loudet O и др. (Апрель 2013). «Обширная естественная эпигенетическая изменчивость гена, возникшего de novo». PLOS Genetics. 9 (4): e1003437. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003437. ЧВК 3623765. PMID 23593031.
  133. ^ Кимминс С., Сассоне-Корси П. (март 2005 г.). «Ремоделирование хроматина и эпигенетические особенности половых клеток». Природа. 434 (7033): 583–9. Bibcode:2005Натура.434..583K. Дои:10.1038 / природа03368. PMID 15800613. S2CID 4373304.
  134. ^ а б c d Rajon E, Masel J (январь 2011 г.). «Эволюция показателей молекулярных ошибок и последствия для эволюционируемости». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 108 (3): 1082–7. Bibcode:2011PNAS..108.1082R. Дои:10.1073 / pnas.1012918108. ЧВК 3024668. PMID 21199946.
  135. ^ Масел, Джоанна (март 2006 г.). «Скрытые генетические вариации обогащаются для потенциальных адаптаций». Генетика. 172 (3): 1985–1991. Дои:10.1534 / генетика.105.051649. ЧВК 1456269. PMID 16387877.
  136. ^ Уиллис С., Масел Дж. (Сентябрь 2018 г.). «Рождение гена способствует структурному нарушению, кодируемому перекрывающимися генами». Генетика. 210 (1): 303–313. Дои:10.1534 / генетика.118.301249. ЧВК 6116962. PMID 30026186.
  137. ^ Джакомелли, Майкл Дж .; Hancock, Adam S .; Масел, Джоанна (февраль 2007 г.). «Преобразование 3 'UTR в области кодирования». Молекулярная биология и эволюция. 24 (2): 457–464. Дои:10.1093 / molbev / msl172. ЧВК 1808353. PMID 17099057.
  138. ^ а б c Bornberg-Bauer E, Schmitz J, Heberlein M (октябрь 2015 г.). "Появление белков de novo из" темной геномной материи "путем" медленного роста и линьки "'". Сделки Биохимического Общества. 43 (5): 867–73. Дои:10.1042 / BST20150089. PMID 26517896.
  139. ^ Уайлдер, Джейсон А .; Hewett, Элизабет К .; Ганснер, Мередит Э. (декабрь 2009 г.). «Молекулярная эволюция GYPC: свидетельства последних структурных инноваций и позитивного отбора у людей». Молекулярная биология и эволюция. 26 (12): 2679–2687. Дои:10.1093 / молбев / msp183. ЧВК 2775107. PMID 19679754.
  140. ^ Вахрушева, Анна А .; Казанов, Марат Д .; Миронов Андрей А .; Базыкин, Георгий А. (17 ноября 2010 г.). «Эволюция прокариотических генов путем сдвига стоп-кодонов». Журнал молекулярной эволюции. 72 (2): 138–146. Дои:10.1007 / s00239-010-9408-1. PMID 21082168. S2CID 812377.
  141. ^ Andreatta, Мэтью E .; Levine, Joshua A .; Фой, Скотт Дж .; Guzman, Lynette D .; Kosinski, Luke J .; Кордес, Мэтью HJ; Масел, Джоанна (июнь 2015 г.). "Недавнее происхождение протеина C-Termini De Novo". Геномная биология и эволюция. 7 (6): 1686–1701. Дои:10.1093 / gbe / evv098. ЧВК 4494051. PMID 26002864.
  142. ^ Клеппе А.С., Борнберг-Бауэр Э. (ноябрь 2018 г.). «Устойчивость благодаря внутренне неупорядоченным C-концам и трансляционному считыванию». Исследования нуклеиновых кислот. 46 (19): 10184–10194. Дои:10.1093 / нар / gky778. ЧВК 6365619. PMID 30247639.
  143. ^ Класберг С., Битард-Фейдель Т., Каллебаут I, Борнберг-Бауэр Э. (июль 2018 г.). «Происхождение и структурные свойства новых и de novo белковых доменов в процессе эволюции насекомых». Журнал FEBS. 285 (14): 2605–2625. Дои:10.1111 / фев.14504. PMID 29802682.
  144. ^ Chen S, Krinsky BH, Long M (сентябрь 2013 г.). «Новые гены как драйверы фенотипической эволюции». Природа Обзоры Генетика. 14 (9): 645–60. Дои:10.1038 / nrg3521. ЧВК 4236023. PMID 23949544.
  145. ^ Suenaga Y, Islam SM, Alagu J, Kaneko Y, Kato M, Tanaka Y и др. (Январь 2014). «NCYM, цис-антисмысловой ген MYCN, кодирует образовавшийся de novo белок, который ингибирует GSK3β, что приводит к стабилизации MYCN в нейробластомах человека». PLOS Genetics. 10 (1): e1003996. Дои:10.1371 / journal.pgen.1003996. ЧВК 3879166. PMID 24391509.
  146. ^ Лин Б., Уайт Дж. Т., Фергюсон С., Бумгарнер Р., Фридман С., Траск Б. и др. (Февраль 2000 г.). «ЧАСТЬ-1: новый ген, специфичный для простаты человека, регулируемый андрогенами, который отображается на хромосоме 5q12». Исследования рака. 60 (4): 858–63. PMID 10706094.
  147. ^ Кан М., Рен М., Ли Й, Фу Й, Дэн М., Ли К. (июль 2018 г.). «Опосредованный экзосомами перенос lncRNA PART1 индуцирует устойчивость к гефитинибу в плоскоклеточной карциноме пищевода посредством функционирования в качестве конкурирующей эндогенной РНК». Журнал экспериментальных и клинических исследований рака. 37 (1): 171. Дои:10.1186 / s13046-018-0845-9. ЧВК 6063009. PMID 30049286.
  148. ^ Самусик Н., Крюковская Л., Мельн И., Шилов Е., Козлов А.П. (2013). «PBOV1 представляет собой ген de novo человека с опухолеспецифической экспрессией, которая связана с положительным клиническим исходом рака». PLOS ONE. 8 (2): e56162. Bibcode:2013PLoSO ... 856162S. Дои:10.1371 / journal.pone.0056162. ЧВК 3572036. PMID 23418531.
  149. ^ Герцони Д., МакЛисагт А. (апрель 2016 г.). «Гены De Novo возникают с медленной, но устойчивой скоростью по линии приматов и подвергаются неполной сортировке по линии». Геномная биология и эволюция. 8 (4): 1222–32. Дои:10.1093 / gbe / evw074. ЧВК 4860702. PMID 27056411.
  150. ^ Пекарский Y, Rynditch A, Wieser R, Fonatsch C, Gardiner K (сентябрь 1997 г.). «Активация нового гена в 3q21 и идентификация транскриптов межгенного слияния с экотропным сайтом встраивания вируса I при лейкемии». Исследования рака. 57 (18): 3914–9. PMID 9307271.
  151. ^ Папамичос С.И., Маргаритис Д., Коцианидис I (2015). «Адаптивная эволюция в сочетании с эксаптацией ретротранспозона позволила создать кодирующий ген, специфичный для человеческого белка, который способствует пролиферации и метастазированию раковых клеток как при гематологических злокачественных новообразованиях, так и при солидных опухолях: необычный случай гена MYEOV». Scientifica. 2015: 984706. Дои:10.1155/2015/984706. ЧВК 4629056. PMID 26568894.
  152. ^ а б Козлов А.П. (2016). «Экспрессия эволюционно новых генов в опухолях». Инфекционные агенты и рак. 11: 34. Дои:10.1186 / s13027-016-0077-6. ЧВК 4949931. PMID 27437030.
  153. ^ Ли CY, Zhang Y, Wang Z, Zhang Y, Cao C, Zhang PW и др. (Март 2010 г.). «Специфичный для человека ген, кодирующий белок de novo, связанный с функциями человеческого мозга». PLOS вычислительная биология. 6 (3): e1000734. Bibcode:2010PLSCB ... 6E0734L. Дои:10.1371 / journal.pcbi.1000734. ЧВК 2845654. PMID 20376170.
  154. ^ а б Чжан Ю.Е., Лэндбэк П., Вибрановски М.Д., Лонг М. (октябрь 2011 г.). «Ускоренный набор новых генов развития мозга в геном человека». PLOS Биология. 9 (10): e1001179. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001179. ЧВК 3196496. PMID 22028629.
  155. ^ Ван Дж., Се Дж., Сингх М., Ганбарян А.Т., Раско Т., Светник А. и др. (Декабрь 2014 г.). «Специфическая для приматов эндогенная транскрипция, управляемая ретровирусом, определяет наивно-подобные стволовые клетки» (PDF). Природа. 516 (7531): 405–9. Bibcode:2014Натура.516..405Вт. Дои:10.1038 / природа13804. PMID 25317556. S2CID 205240839.
  156. ^ Долстра Х, Фредрикс Х, Маас Ф, Кули П. Г., Брассер Ф, Менсинк Э и др. (Январь 1999 г.). «Минорный человеческий антиген гистосовместимости, специфичный для В-клеточного острого лимфобластного лейкоза». Журнал экспериментальной медицины. 189 (2): 301–8. Дои:10.1084 / jem.189.2.301. ЧВК 2192993. PMID 9892612.
  157. ^ Хантер С., Апвейлер Р., Аттвуд Т.К., Байроч А., Бейтман А., Биннс Д. и др. (Январь 2009 г.). «InterPro: комплексная база данных сигнатур белков». Исследования нуклеиновых кислот. 37 (Проблема с базой данных): D211-5. Дои:10.1093 / nar / gkn785. ЧВК 2686546. PMID 18940856.
  158. ^ Мерфи Д. Н., МакЛисагт А. (2012). «Происхождение de novo генов, кодирующих белок, у мышиных грызунов». PLOS ONE. 7 (11): e48650. Bibcode:2012PLoSO ... 748650M. Дои:10.1371 / journal.pone.0048650. ЧВК 3504067. PMID 23185269.
  159. ^ Zhang L, Ren Y, Yang T, Li G, Chen J, Gschwend AR, et al. (Апрель 2019). «Быстрая эволюция разнообразия белков за счет происхождения de novo в Орызе». Природа Экология и эволюция. 3 (4): 679–690. Дои:10.1038 / с41559-019-0822-5. PMID 30858588. S2CID 73728579.
  160. ^ Прабх, Нил; Рёдельспергер, Кристиан (июль 2019 г.). «Дивергенция и смешанное происхождение способствуют появлению орфанных генов у нематод». G3: гены, геномы, генетика. 9 (7): 2277–2286. Дои:10.1534 / g3.119.400326. ЧВК 6643871. PMID 31088903.