進化学：毛顎動物の独自のボディープランのゲノム起源

それぞれが独自のボディープランを持つ一連の動物門の出現は、動物生命の歴史における急速な事象であったが、そのゲノム基盤はいまだほとんど解明されていない。今回我々は、最も特徴的な動物門の1つである毛顎動物の起源を、ゲノム、遺伝子発現調節および細胞のレベルで調べた。毛顎動物の生物的な特徴は、歴史的にその系統学的位置を複雑にしている。これらの特徴は、毛顎動物系統に起源がある遺伝子の発現によって細胞タイプレベルで反映されていて、感覚および構造のレベルで浮遊性生活への適応に関与していることが分かった。毛顎動物は、担顎動物に属する他の動物（輪形動物および他のいくつかの微視的門も含む）と同様に、遺伝子喪失や染色体融合を伴う、加速したゲノム進化を経てきている。さらに、毛顎動物は、全ゲノム重複の証拠がないが、数千の遺伝子を二次的に重複させており、その結果、例えば、Hox遺伝子群のタンデム伸長に加え、多くの門特異的遺伝子を生み出している。また、反復配列に富み、高度にメチル化されたネオセントロメアと、転写制御というよりは可動性エレメントの抑制に関与する単純化されたDNAメチル化ツールキットも検出された。我々の観察は、化石証拠と一致し、毛顎動物が大規模なゲノム再編成と並行した器官系の作り直しを通して、形態学的単純化の段階の後に出現したことを示唆しており、これが毛顎動物のボディープランの独自性を説明している。

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