Sobre a origem de novos genes em Drosophila

Vários mecanismos foram propostos para explicar a origem de novos genes. Apesar de extensos estudos de caso, os princípios gerais que governam esse processo fundamental ainda não estão claros em nível de genoma inteiro. Aqui, revelamos padrões em todo o genoma para os mecanismos mutacionais que levam a novos genes e sua subsequente evolução específica de linhagem em diferentes momentos no subgrupo de espécies Drosophila melanogaster. Descobrimos que (1) a duplicação gênica em tandem gerou aproximadamente 80% das duplicatas nascentes que estão limitadas a espécies únicas (D. melanogaster ou Drosophila yakuba); (2) os novos genes mais abundantes compartilhados por várias espécies (44,1%) são duplicatas dispersas e têm maior probabilidade de serem retidos e funcionais; (3) a origem de genes de novo a partir de sequências não codificantes desempenha um papel inesperadamente importante durante a origem de novos genes e é responsável por 11,9% dos novos genes; (4) a retroposição também é um mecanismo importante, e gerou aproximadamente 10% dos novos genes; (5) aproximadamente 30% dos novos genes no complexo de espécies D. melanogaster recrutaram várias sequências genômicas e formaram estruturas gênicas quiméricas, sugerindo que a inovação estrutural é uma maneira importante de ajudar a fixação de novos genes; e (6) a taxa de origem de novos genes funcionais é estimada em cinco a 11 genes por milhão de anos no subgrupo D. melanogaster. Finalmente, fazemos um levantamento das frequências gênicas entre 19 linhagens derivadas globalmente para novos genes específicos de D. melanogaster e revelamos que 44,4% deles mostram polimorfismos no número de cópias dentro de uma população. Em conclusão, fornecemos um panorama para a origem de novos genes em espécies de Drosophila.