- 1次围观
哺乳动物大脑在大小、细胞组成和组织结构方面呈现出广泛的多样性，然而，与这种表型多样化相关的分子进化变化尚未得到充分理解。在本研究中，我们考察了蛋白质序列进化是否与哺乳动物脑部表型的定量差异协同变化。我们整合了来自18种哺乳动物的29项脑部和身体性状及其直系同源蛋白质序列，并获得了10,395个基因的基因特异性分子进化指标。为减少高度相关表型之间的冗余，我们筛选出5项代表性性状；在线性重构条件下，这些性状可解释标准化性状方差的88.12%。利用RERconverge，我们检验了基因特异性相对进化速率与这5项代表性性状进化变化之间的关联。基于对数转换表型的主要分析鉴定出涉及23个基因的25个显著基因—性状关联，其中19个关联在使用未经转换的表型进行分析时也被检出，表明相当一部分关联不受表型转换方式影响，具有较强稳健性。在成年人人类GTEx脑组织中对这些共有候选基因进行表达谱分析显示，其表达模式具有异质性，从在所检测组织中广泛表达，到成年脑中的低表达不等。进一步的功能富集分析表明，用于比较分析的基因集富集于多种生物学过程，包括代谢、细胞及神经相关通路。这些结果鉴定出与哺乳动物定量表型相关的基因特异性进化速率关联，并为比较分析中涉及的基因提供了功能背景。本研究在考虑共同进化历史的同时，建立了一个将蛋白质编码基因的相对进化速率与哺乳动物脑细胞结构定量变异联系起来的比较分析框架。
artem.kasianov{at}cibio.up.pt
摘要
信息/历史
指标
数据/代码
PDF 预览
摘要
哺乳动物大脑在大小、细胞组成和组织结构方面表现出广泛的多样性，然而，与这种表型多样化相关的分子进化变化仍未得到充分理解。在本研究中，我们考察了蛋白质序列进化是否与哺乳动物大脑表型的定量差异协同变化。我们整合了来自18种哺乳动物的29项脑部和身体性状，以及直系同源蛋白质序列，并获得了10,395个基因的基因特异性分子进化指标。为减少高度相关表型之间的冗余，我们筛选出5项代表性性状；在线性重构条件下，这些性状可解释标准化性状方差的88.12%。我们利用RERconverge检验了基因特异性相对进化速率与这5项代表性性状进化变化之间的关联。基于对数转换表型的主要分析鉴定出25个显著的基因—性状关联，涉及23个基因；其中19个基因在使用未转换表型进行分析时同样被鉴定出来，表明相当一部分关联对表型转换具有稳健性。在成年人大脑GTEx组织中对这些共同候选基因进行表达谱分析后发现，其表达模式存在异质性，既包括在所考察组织中广泛表达的模式，也包括成年人大脑中低表达的模式。功能富集分析进一步表明，纳入比较分析的基因集富集于多种生物学过程，包括代谢、细胞和神经通路。这些结果揭示了基因特异性进化速率与哺乳动物定量表型之间的关联，并为比较分析中所涉及基因的功能提供了背景信息。本研究构建了一个比较框架，在考虑共同进化历史的同时，将蛋白质编码基因的相对进化速率与哺乳动物大脑细胞结构的定量变异联系起来。
利益冲突声明
脚注
https://github.com/solovyov-alexander/Gene-brain-project
版权
本预印本的。
该预印本依据
CC-BY 4.0国际许可协议
提供。
返回顶部
上一篇
下一篇
发表于2026年9月22日。
下载PDF
数据/代码
电子邮件
感谢您有意传播bioRxiv上的相关信息。
您的电子邮件
*
您的姓名
*
发送至
*
请输入多个地址，每行一个或使用逗号分隔。
您将要发送以下内容：
从基因到大脑：分子进化与哺乳动物大脑细胞多样性
消息主题
（您的姓名）已从bioRxiv向您转发一个页面
消息正文
（您的姓名）认为您可能会希望查看bioRxiv网站上的这一页面。
您的个人消息
验证码
此问题用于测试您是否为人类访问者，并防止自动垃圾邮件提交。
分享
从基因到大脑：分子进化与哺乳动物大脑细胞多样性
Alexander Solovyov
、
Maksim A Kazanskii
、
Alibek Suraganov
、
Artem Kasianov
bioRxiv
2026.09.16.752041；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.16.752041
分享本文：
复制
引文工具
从基因到大脑：分子进化与哺乳动物大脑细胞多样性
Alexander Solovyov
、
Maksim A Kazanskii
、
Alibek Suraganov
、
Artem Kasianov
bioRxiv
2026.09.16.752041；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.09.16.752041
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.16.752041v1?rss=1
🏷️ 分子进化 哺乳动物脑 细胞多样性 比较基因组学 相对进化速率