Oprócz sekwencji kodującej białko, genom organizmu zawiera znaczną ilość regulacyjnego DNA. Genomika porównawcza ujawnia, że genomy organizmów kręgowców, osłonic, głowonogów, muchówek i nicieni zawierają elementy cis-regulacyjne z wysoce konserwatywnymi elementami niekodującymi (CNE). CNE, które skupiają się wokół genów trans-dev, są częścią podstawowych sieci regulacyjnych genów (GRN). sieci regulacyjnych genów (GRN) i zwykle mogą działać jako wzmacniacze transkrypcji wzmacniacze transkrypcji. W niniejszym przeglądzie opisaliśmy identyfikację CNE i podsumowaliśmy ich kluczowe właściwości u metazoanów, a następnie omówiliśmy ewolucję CNE po duplikacji genomu na dużą skalę i rolę CNE w ewolucji planu ciała zwierząt. --- Zidentyfikowaliśmy konserwowane elementy niekodujące (CNE) w regionie regulatorowym Caenorhabditis elegans i Caenorhabditis briggsae mab-9, genu T-box znanego jako jest ważny dla specyfikacji losu komórek w rozwijającym się jelicie tylnym C. elegans hindgut. Dwa sąsiadujące CNE (region o długości 78 bp) są zarówno niezbędne, jak i wystarczające do napędzania ekspresji genu reporterowego w tylnych komórkach podskórnych. Niepowodzenie Niepowodzenie genomowego konstruktu mab-9::gfp pozbawionego tego regionu do ekspresji w tylnej podskórnej koreluje z niezdolnością tego konstruktu do całkowitego uratowania fenotypu mutanta mab-9. Transgeniczne samce niosące ten konstrukt na tle mutanta mab-9 wykazują nieprawidłowości ogona, w tym wady morfogenetyczne, zmienioną autofluorescencję ogona i nieprawidłowe właściwości wiązania lektyny właściwości. Hermafrodyty wykazują zmniejszoną podatność na patogen C. elegans patogen Microbacterium nematophilum. To porównawcze podejście genomiczne ujawniło zatem nieznaną wcześniej rolę mab-9 w funkcjonowaniu hipodermy i sugerujemy, że MAB-9 jest wymagany do wydzielania i/lub modyfikacji kutikuli tylnej. --- Urochordates są najbliższymi krewnymi kręgowców i na etapie larwalnym, posiadają charakterystyczny dwustronny plan ciała strunowców. U kręgowców geny które orkiestrują modelowanie embrionalne, są częściowo regulowane przez wysoce konserwatywne elementy niekodujące (CNE). elementy niekodujące (CNE), jednak elementy te nie zostały zidentyfikowane w genomach genomach urochordatów. W związku z tym ewolucja kodu cis-regulacyjnego dla rozwoju urochordatów pozostaje w dużej mierze niescharakteryzowana. Tutaj używamy porównania genomów C. intestinalis i C. savignyi, aby zidentyfikować domniemanych sekwencji cis-regulacyjnych urochordatów. Konserwowane niekodujące elementy Ciona elementy (ciCNE) są związane w dużej mierze z tymi samymi kluczowymi genami regulatorowymi, co CNE kręgowców. Co więcej, niektóre z testowanych ciCNE są w stanie aktywować ekspresję genów reporterowych ekspresję genów reporterowych zarówno w zarodkach danio pręgowanego, jak i Ciona, we wzorze, który przynajmniej częściowo pokrywa się z genem, z którym się wiążą, pomimo pomimo braku identyczności sekwencji. Pokazujemy również, że zdolność ciCNE do do zwiększania ekspresji genów w zarodkach kręgowców może w niektórych przypadkach być zlokalizowana do krótkich podsekwencji, co sugeruje, że funkcjonalny cross-talk może być definiowany przez małe regiony logiki regulacyjnej przodków, chociaż funkcjonalne podsekwencje mogą być również rozproszone po całym elemencie. Wnioskujemy, że struktura i organizacja modułów cis-regulacyjnych jest bardzo różna między kręgowcami i urochordatami, odzwierciedlając ich odrębne historie ewolucyjne. Jednakże, funkcjonalny cross-talk nadal istnieje, ponieważ ten sam repertuar czynników transkrypcyjnych czynników transkrypcyjnych prawdopodobnie kierował ich równoległą ewolucją, wykorzystując podobne zestawy ale w różnych kombinacjach.
Czy istnieją elementy niekodujące (CNE) w genomach bezkręgowców?
Tak.