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.
Резюме
Hirudinaria manillensis is an ephemeral, blood-sucking ectoparasite, possessing anticoagulant capacities with potential medical applications.
Почему это важно для гирудотерапии
В данном исследовании проанализированы паттерны использования кодонов у Hirudinaria manillensis — кровососущей пиявки, известной антикоагулянтными свойствами с потенциальным медицинским применением, — с использованием ~18 000 кодирующих последовательностей из данных RNA-Seq. Установлено предпочтение кодонов, оканчивающихся на GC, при этом использование кодонов определяется преимущественно естественным отбором, а не только давлением мутаций; также показано, что большинство генов, связанных с кровяной диетой, претерпели меньшую адаптивную эволюцию, за исключением генов с последовательностями, гомологичными последовательностям хозяина. Для ASH релевантность носит косвенный и фундаментальный характер: понимание генетической архитектуры и эволюционных ограничений медицински значимого вида пиявок в перспективе может способствовать биотехнологическому или фармакологическому исследованию его антикоагулянтных соединений. Однако в исследовании не сообщается об идентификации, выделении или функциональном тестировании конкретных антикоагулянтов, не приводится клинических данных и нет прямых выводов, касающихся гирудотерапии, — это анализ молекулярной эволюции и использования кодонов.
Цитирование
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
Связанный клинический контекст
Узнайте, как это исследование связано с клинической практикой
Добавлено в библиотеку ASH: May 27, 2026 · Последнее обновление сайта: 18 июня 2026 г.