절지동물에서 화학 감각 관련 유전자 가족의 진화 역사

화학 감각 관련 유전자(CRG) 가족은 곤충에서 광범위하게 연구되어 왔지만, 절지동물 간의 진화 역사에는 상대적으로 덜 탐구되었다. 여기서 우리는 보다 포괄적인 데이터 세트를 사용하여 CRG 가족의 진화에 대한 현재의 가설과 이전의 결론을 다룬다. 특히, 곤충(육각다리 분류군)에 의한 육상 식민지화 동안 화학 감각 수용체가 증식했을 것으로 추측되지만, 이들이 다른 갑각류 분류군 및 다른 절지동물 하문으로서의 독립적인 육상 식민지화와의 연관성은 불분명했다. 우리는 또한 어떤 절지동물 CRG 가족이 가장 고대인지에 대한 가설을 검토한다. 따라서 우리는 새로운 절지동물 게놈과 전사체를 포함하여 CRG의 계통수를 재구성하고, 절지동물 계통에서 CRG의 획득과 손실을 맵핑했다. 우리의 분석은 Pancrustacea 하문 내에서 육각다리/브랑키오포드 분류군 외부에 위치하는 갑각류, 특히 코페포드를 포함함으로써 강화되었다. 우리는 코페포드 Eurytemora affinis의 첫 번째 고해상도 게놈 서열을 생성하고 그 CRG를 주석 달았다. 우리는 화학 감각 수용체와 화학 물질 결합 단백질이 육각다리(곤충)에만 존재하고 모든 다른 절지동물 계통에는 없음을 발견하여, 이들이 육지에 대한 보편적인 적응이 아님을 나타낸다. 미각 수용체는 CRG 중 가장 오래된 화학 감각 수용체를 나타낼 가능성이 있으며, Placozoa로 거슬러 올라간다. 우리는 또한 절지동물 전반에 걸쳐 더듬이 이온 수용체의 진화 역사를 명확히 하고 확인했다. E. affinis의 모든 더듬이 이온 수용체는 수컷에서 암컷보다 높은 발현을 보였으며, 이는 수컷 짝 인식 행동과의 연관성을 시사한다. 이 연구는 가장 크고 종수가 많은 다세포 동물 문인 절지동물에서 CRG 가족의 진화에 대한 가장 포괄적인 비교 분석이다.