Strukturale und funktionale Charakterisierung eines putativen de novo Gens in Drosophila

Vergleichende genomische Studien haben wiederholt gezeigt, dass neue protein-kodierende Gene de novo aus nicht-kodierender DNA entstehen können. Immer noch unbekannt ist, wie und wann die Strukturen der kodierten de novo Proteine entstehen und sich entwickeln. Durch die Kombination biochemischer, genetischer und evolutionärer Analysen elucidieren wir die Funktion und Struktur von goddard, einem Gen, das scheinbar vor mindestens 50 Millionen Jahren de novo innerhalb der Drosophila-Gattung evolviert ist. Frühere Studien haben gezeigt, dass goddard für die männliche Fertilität erforderlich ist. Hier zeigen wir, dass das Goddard-Protein in sich verlängernden Spermien-Axonemen lokalisiert ist und dass in seiner Abwesenheit verlängerte Spermatozoiden nicht individuell werden. Durch die Kombination von Modellierung, NMR- und Zirkulardichroismus (CD)-Daten zeigen wir, dass das Goddard-Protein eine große zentrale α-Helix enthält, aber ansonsten teilweise ungeordnet ist. Ähnliche Ergebnisse finden wir für die Orthologe von Goddard aus divergierenden Fliegenarten und deren rekonstruierten ancestralen Sequenzen. Dementsprechend scheint die Struktur von Goddard über Millionen von Jahren mit nur geringfügigen Veränderungen erhalten geblieben zu sein.