Annelid Comparative Genomics and the Evolution of Massive Lineage-Specific Genome Rearrangement in Bilaterians
Research article published in Molecular biology and evolution (2024)
Abstract
The organization of genomes into chromosomes is critical for processes such as genetic recombination, environmental adaptation, and speciation. All animals with bilateral symmetry inherited a genome structure from their last common ancestor that has been highly conserved in some taxa but seemingly unconstrained in others. However, the evolutionary forces driving these differences and the processes by which they emerge have remained largely uncharacterized. Here, we analyze genome organization across the phylum Annelida using 23 chromosome-level annelid genomes. We find that while many annelid lineages have maintained the conserved bilaterian genome structure, the Clitellata, a group containing leeches and earthworms, possesses completely scrambled genomes. We develop a rearrangement index to quantify the extent of genome structure evolution and show that, compared to the last common ancestor of bilaterians, leeches and earthworms have among the most highly rearranged genomes of any currently sampled species. We further show that bilaterian genomes can be classified into two distinct categories-high and low rearrangement-largely influenced by the presence or absence, respectively, of chromosome fission events. Our findings demonstrate that animal genome structure can be highly variable within a phylum and reveal that genome rearrangement can occur both in a gradual, stepwise fashion, or rapid, all-encompassing changes over short evolutionary timescales.
Abstract sourced from PubMed (NCBI) for the cited record. See the original publication for the authoritative version.
Zusammenfassung
The organization of genomes into chromosomes is critical for processes such as genetic recombination, environmental adaptation, and speciation.
Warum dies für die Hirudotherapie relevant ist
Diese vergleichende Genomstudie analysierte die Genomorganisation auf Chromosomenebene im gesamten Phylum Annelida anhand von 23 Genomen und fand heraus, dass Clitellata (Blutegel und Regenwürmer) im Vergleich zur konservierten bilateralen Vorfahrenstruktur stark rearrangierte Genome besitzen. Die Autoren entwickelten einen Rearrangement-Index, der zeigt, dass Blutegel- und Regenwurmgenome zu den am stärksten rearrangierten der untersuchten Genome gehören und in Kategorien hoher und niedriger Rearrangement-Rate einteilbar sind, die weitgehend durch Chromosomen-Fissionsereignisse getrieben werden. Für die ASH weist diese Studie nur die entfernteste Relevanz auf: Das Verständnis der Blutegel-Genomarchitektur könnte theoretisch zukünftige genomische Forschung zu Speichelverbindungen unterstützen, aber die Zusammenfassung berichtet nichts über Antikoagulanzien, das Blutegelsekretom, Hirudotherapie oder irgendeine therapeutische Anwendung. Es handelt sich um eine Studie zur Genomstruktur und Evolutionsbiologie ohne direkte Verbindung zum Interessengebiet der ASH.
Zitation
Annelid Comparative Genomics and the Evolution of Massive Lineage-Specific Genome Rearrangement in Bilaterians
Lewin TD et al. · Molecular biology and evolution, 2024
Verwandter klinischer Kontext
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Zur ASH-Bibliothek hinzugefügt: May 27, 2026 · Letzte Aktualisierung der Website: 18. Juni 2026