Ursprung und Evolution der Antistasin-ähnlichen Proteine bei Blutegeln (Hirudinida, Clitellata)

Bloodfeeding is employed by many parasitic animals and requires specific innovations for efficient feeding. Some of these innovations are molecular features that are related to the inhibition of hemostasis. For example, bloodfeeding insects, bats, and leeches release proteins with anticoagulatory activity through their salivary secretions. The antistasin-like protein family, composed of serine protease inhibitors with one or more antistasin-like domains, is tightly linked to inhibition of hemostasis in leeches. However, this protein family has been recorded also in non-bloodfeeding invertebrates, such as cnidarians, mollusks, polychaetes, and oligochaetes. The present study aims to 1) root the antistasin-like gene tree and delimit the major orthologous groups, 2) identify potential independent origins of salivary proteins secreted by leeches, and 3) identify major changes in domain and/or motif structure within each orthologous group. Five clades containing leech antistasin-like proteins are distinguishable through rigorous phylogenetic analyses based on nine new transcriptomes and a diverse set of comparative data: the trypsin + leukocyte elastase inhibitors clade, the antistasin clade, the therostasin clade, and two additional, unnamed clades. The antistasin-like gene tree supports multiple origins of leech antistasin-like proteins due to the presence of both leech and non-leech sequences in one of the unnamed clades, but a single origin of factor Xa and trypsin + leukocyte elastase inhibitors. This is further supported by three sequence motifs that are exclusive to antistasins, the trypsin + leukocyte elastase inhibitor clade, and the therostasin clade, respectively. We discuss the implications of our findings for the evolution of this diverse family of leech anticoagulants.

Abstract aus PubMed (NCBI) für den zitierten Eintrag, in der Originalsprache wiedergegeben. Maßgeblich ist die Fassung der Originalpublikation.

Das Abstract wird nicht übersetzt, damit die eigene Wortwahl der Autoren erhalten bleibt.

Phylogenetische Analysen auf Basis von neun neuen Transkriptomen und vielfältigen Vergleichsdaten identifizierten fünf Kladen Antistasin-ähnlicher Proteine in Blutegeln: Trypsin- und Leukozytenelastase-Inhibitoren, Antistasin, Therostasin sowie zwei unbenannte Kladen. Während Faktor-Xa- und Trypsin/Leukozytenelastase-Inhibitoren einen einzigen Ursprung haben, stützt die Präsenz von Blutegel- und Nicht-Blutegel-Sequenzen in einer unbenannten Klade multiple Ursprünge der Antistasin-ähnlichen Proteine. Drei kladspezifische Sequenzmotive wurden identifiziert. Die Autoren diskutieren die Implikationen für die Evolution dieser Familie von Blutegel-Antikoagulanzien.

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