隐蔽内含子及其反复获得塑造了阿斯加德古菌中高度间断的tRNA基因

由 root 提交于 周一, 10/19/2026 - 14:47

内容形式:摘要译文

转运RNA(tRNA)基因通常结构紧凑,但在一些阿斯加德古菌——已知与真核生物亲缘关系最近的原核生物——中,大多数tRNA基因被内含子打断。对此的研究一直受到循环论证的制约:用于编目古菌内含子的软件在识别内含子时,部分依赖于剪接基序,而这些基序随后又被用于解释内含子为何保留在特定位置。我们构建了一套不依赖基序的普查方法,通过将每个tRNA基因与其结构紧凑的同源基因进行比较来检测间插序列,并将该方法应用于90个阿斯加德古菌基因组和18个参考古菌基因组。标准注释工具tRNAscan-SE漏检了三个重点研究科中30%的间插序列,漏检主要发生在D臂,而在参考古菌中几乎没有漏检;六项独立检验支持了这一普查结果。校正后,重点研究的tRNA基因平均携带2.2个间插序列;在分析前选定的30个基因组中,两个重点研究科在21个科中分别位列第一和第二(精确P值 = 1/210)。基于普查结果而非已注释内含子开展的重建,将129次高置信度的获得事件定位于物种树37个分支上的65个位点,其中71次发生在末端分支;两个富含内含子的纲并非姐妹谱系,且其内含子位置大多不同,这与独立积累的解释一致。间插序列位于典型凸起–螺旋–凸起剪接基序处的频率,是三个匹配零模型平均预测频率的6至10倍,这一规律也适用于注释工具漏检的间插序列及重建推断的新增间插序列。针对tRNA基因间复制、可移动元件和逆转录的检验均未发现内含子进入的普遍途径。因此,阿斯加德古菌的tRNA内含子是经反复获得而形成的,并优先位于预测可支持剪接的位点;其进入机制仍有待阐明。

关键词:阿斯加德古菌 · tRNA基因 · 隐蔽内含子 · 内含子获得 · 独立积累 · 祖先状态重建

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.13.758758v1?rss=1