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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
儘管進化分歧已超過十億年，但數千個人類基因在酵母中擁有明顯可識別的直系同源物，並且許多基因在一個或兩個譜系中經歷了譜系特異性重複。這些重複基因自擴展以來可能在功能上自由分化，目前尚不清楚祖先功能如何或以何種速率在物種之間和基因家族內的共直向同源物之間保留或分配。因此，為了研究複製後祖先功能如何保留或丟失，我們系統地用來自經歷了譜系特異性複製的基因家族的人類直系同源物替換了數百個必需酵母基因，包括人類譜系中具有單一複製（1個酵母基因到2個人類基因，1:2）或高階擴展（1:>2）的基因。我們觀察到不同直系同源類別之間的可變模式可替換性，在基因家族內具有明顯的差異可替換性趨勢，並且很少觀察到家族所有成員的可替換性。我們量化了直向同源物的各種特性來預測可替換性的能力，表明在1:2直向同源物的情況下，可替換性很大程度上是透過人類共同直向同源物的分歧和組織特異性表達來預測的，即與酵母對應物差異較小且在人體組織中更普遍表達的人類蛋白質更常取代其單一酵母直向同源物。這些趨勢與電腦模擬一致，表明當只有一個直系同源物可以取代其相應的酵母等同物時，它往往是這對中分歧最小的。具有超過 2 個人類共同直向同源物的酵母基因的可替換性以功能或蛋白質網絡中直向同源相互作用的保留以及更多祖先的亞細胞定位為標誌。總體而言，我們進行了超過 400 次人類基因可替換性測定，揭示了 50 個新的人類-酵母互補對，從而為在簡化的有機體背景下進一步對這些人類基因進行功能表徵開闢了途徑。