Analysis of codon usage patterns in Hirudinaria manillensis reveals a preference for GC-ending codons caused by dominant selection constraints
Research article published in BMC genomics (2018)
Abstract
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 sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
Hirudinaria manillensis is an ephemeral, blood-sucking ectoparasite, possessing anticoagulant capacities with potential medical applications.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese Studie analysierte Muster der Codon-Verwendung in Hirudinaria manillensis, einem blutsaugenden Blutegel, der für seine antikoagulatorischen Kapazitäten mit potenziellen medizinischen Anwendungen bekannt ist, anhand von ~18.000 codierenden Sequenzen aus RNA-Seq-Daten. Sie fand eine Präferenz für GC-endende Codons, wobei die Codon-Nutzung primär durch natürliche Selektion geformt wurde und nicht allein durch Mutationsdruck, und dass die meisten blutdiätassoziierten Gene – mit Ausnahme derjenigen mit wirtshomologen Sequenzen – einer geringeren adaptiven Evolution unterlagen. Für die ASH ist die Relevanz indirekt und grundlegender Natur: Das Verständnis der genetischen Architektur und der evolutionären Einschränkungen einer medizinisch relevanten Blutegelspezies könnte letztlich biotechnologische oder pharmakologische Untersuchungen ihrer antikoagulatorischen Verbindungen unterstützen. Die Studie berichtet jedoch weder eine Identifizierung, Isolierung oder funktionelle Testung spezifischer Antikoagulanzien noch klinische Daten oder direkte Befunde zur Hirudotherapie – es handelt sich um eine molekularevolutions- und Codon-Nutzungs-Analyse.
Zitation
Analysis of codon usage patterns in Hirudinaria manillensis reveals a preference for GC-ending codons caused by dominant selection constraints
Guan DL et al. · BMC genomics, 2018
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026