Analyse der Codon-Nutzungsmuster bei Hirudinaria manillensis zeigt eine Präferenz für GC-endende Codons, verursacht durch dominante Selektionseinschränkungen

BACKGROUND: Hirudinaria manillensis is an ephemeral, blood-sucking ectoparasite, possessing anticoagulant capacities with potential medical applications. Analysis of codon usage patterns would contribute to our understanding of the evolutionary mechanisms and genetic architecture of H. manillensis, which in turn would provide insight into the characteristics of other leeches. We analysed codon usage and related indices using 18,000 coding sequences (CDSs) retrieved from H. manillensis RNA-Seq data. RESULTS: We identified four highly preferred codons in H. manillensis that have G/C-endings. Points generated in an effective number of codons (ENC) plot distributed below the standard curve and the slope of a neutrality plot was less than 1. Highly expressed CDSs had lower ENC content and higher GC content than weakly expressed CDSs. Principal component analysis conducted on relative synonymous codon usage (RSCU) values divided CDSs according to GC content and divided codons according to ending bases. Moreover, by determining codon usage, we found that the majority of blood-diet related genes have undergone less adaptive evolution in H. manillensis, except for those with homologous sequences in the host species. CONCLUSIONS: Codon usage in H. manillensis had an overall preference toward C-endings and indicated that codon usage patterns are mediated by differential expression, GC content, and biological function. Although mutation pressure effects were also notable, the majority of genetic evolution in H. manillensis was driven by natural selection.

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.

Aus 18 000 kodierenden Sequenzen aus RNA-Seq-Daten von H. manillensis wurden vier stark bevorzugte Codons mit G/C-Endung identifiziert. Im ENC-Plot lagen die Punkte unter der Standardkurve, die Steigung des Neutralitätsplots war < 1; stark exprimierte Sequenzen zeigten niedrigeren ENC und höheren GC-Gehalt. Die Mehrzahl der mit der Blutnahrung zusammenhängenden Gene hat weniger adaptive Evolution durchlaufen, ausgenommen solche mit Homologen im Wirt. Die Autoren folgern, dass C-endende Codons bevorzugt sind und das Nutzungsmuster vorwiegend durch natürliche Selektion geprägt ist.

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