脊椎動物、昆虫、ワーム、酵母のゲノムにおける進化的に保存された要素

我々は、脊椎動物のゲノムにおける保存された要素の包括的な検索を行い、5種の脊椎動物（ヒト、マウス、ラット、ニワトリ、およびフグ）における全ゲノムの多重アラインメントを使用しました。同時に4種の昆虫（3種のショウジョウバエおよびアノフェレス・ガンビエ）と2種の線虫、7種のサッカロマイセスの多重アラインメントを用いて検索を行いました。保存された要素は、2状態の系統的隠れマルコフモデル（phylo-HMM）に基づくコンピュータープログラムphastConsを用いて特定されました。phastConsは、種群全体にわたってモデルを調整するための制約に従い、最大尤度法によってデータにフィットさせ、そのモデルに基づいて保存された要素を予測することで機能します。予測された要素は、人間のゲノムの約3%-8%（キャリブレーション手順の詳細に応じて）をカバーし、よりコンパクトなショウジョウバエ（37%-53%）、線虫（18%-37%）、およびサッカロマイセス（47%-68%）のゲノムでは大幅に高い割合を示します。酵母から脊椎動物にかけて、ゲノムサイズと一般的な生物学的複雑性が増すに従い、保存された塩基が既知のタンパク質コーディング遺伝子のエクソンの外側に存在する割合が増加します。すべてのグループで、最も保存された要素（HCE）は、対数オッズスコアによって数百または数千の塩基の長さを持ちます。これらの要素はウルトラ保存要素と特定の特性を共有していますが、長さがより大きく、完全に保存されているわけではなく、やや異なる機能カテゴリーの遺伝子と重なります。脊椎動物では、HCEは調節遺伝子の3' UTR、安定した遺伝子砂漠、および中程度に保存された非コーディング配列が豊富なメガベースサイズの領域に関連付けられています。非コーディングHCEも、RNA二次構造の強い統計的エビデンスを示します。