تحدد التكيفات البيئية البصمة الجينية الوظيفية لأنواع الثدييات في الحواس الشمية

تتحكم القدرة على الشم بأكبر عائلة جينية في الجينومات الثديية، وهي جينات مستقبلات الشم (OR). على الرغم من أن هذه الجينات موصوفة بشكل جيد في الجينومات البشرية والفئران المكتملة، إلا أننا لا نفهم بعد أي مستقبلات ترتبط برائحة معينة أو كيفية وظيفتها بالكامل. لقد كانت الدراسات المقارنة السابقة محدودة حدودًا تصنيفية وركزت بشكل أساسي على نسبة جينات OR غير الوظيفية داخل الأنواع. لم تقم أي دراسة بالتحقيق في التغيرات التكيفية لعائلات جينات OR الوظيفية عبر الثدييات المتنوعة من حيث النشوء والبيئة. لتحديد مدى تأثير الموطن والتخصص الحسي وغيرها من السمات البيئية على معماريات جينات OR، ولتفهم الأهمية الوظيفية لعائلات محددة من جينات OR وبالتالي الروائح التي ترتبط بها، قمنا بمقارنة معماريات جينات OR الوظيفية من 50 جينوم ثديي. قمنا بتكبير أكثر من 2000 جين OR في الثدييات المائية وشبه المائية والطيارة وربطنا هذه البيانات مع 48,000 جين OR من ثدييات أرضية في الغالب، مستخرجة من مشاريع جينومية. قسَّمت التحليلات النشوية، والتعيين البايزي، وتحليلات المكونات الرئيسية الأنواع حسب النوع البيئي (مائي، شبه مائي، أرضي، طائر) بدلاً من الصلة النشوية، وحددت عائلات OR المهمة لكل موطن. تم تقليص معماريات جينات OR الوظيفية بشكل مستقل في مصادر متعددة من الثدييات المائية وكانت متباينة بشكل كبير في الخفافيش. نحن نرفض الآراء المحايدة الحديثة حول تطور البصمة الشمية ونربط بين عائلات جينات OR المحددة والمتطلبات الفسيولوجية، وهي خطوة أولية نحو كشف العلاقة بين الروائح المحددة وعائلات جينات OR الخاصة بها.