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秋田，铁杉;Shohei Takuno公司;希德基·伊南

微RNA介导调控系统的进化生长建模。 （英语） Zbl 1337.92147号

J.西奥。生物。 311, 54-65 (2012).
摘要：基因复制在复杂生物系统的发展中起着至关重要的作用，但人们对生物系统生长背后的进化力量知之甚少。在这项工作中，我们介绍了一个通过基因复制实现这种生长的模型。植物microRNAs（miRNAs）被认为是一种模型。miRNAs是一种非编码小RNA（19-25个核苷酸），参与转录后基因调控。一种miRNA可以由多个基因组区域编码，称为miRNA基因，并且可以调节多种功能基因家族。假设单个miRNA系统包含所有这些基因、miRNA基因及其靶基因家族。我们关注miRNA基因及其靶基因家族的数量，分别用\（x）和\（y）表示，研究miRNA基因的复制如何影响miRNA系统的进化。我们在这里从理论上探讨了\（x，y）\的进化增长；前者因miRNA基因的复制而增加，后者则因独立基因家族通过突变获得miRNA的新结合位点而增加。我们首先研究了在重复基因进化的三种常见假设情景下（x，y）的进化模式，即正剂量和负剂量以及新功能化情景。结果表明，在三种情况下，（x，y）的瞬态过程是单向的，尽管方向因模型而异。此模式与拟南芥基因组，这表明需要一个包含至少两种方向进化力的模型来解释观察结果。然后，介绍了一种称为“复杂性增长模型”的模型，其中我们假设miRNA基因的复制具有进化优势，因为系统可以编码复杂而复杂的调控模式，因为多个miRNA基因可以有不同的表达模式。这有助于优化一些特定功能基因家族的调节，但这是有成本的；一旦系统被优化用于一个目的，就很难用于其他目的。也就是说，miRNA基因的复制会缩小可以加入系统的潜在基因家族的范围。我们的理论分析表明，这个模型可以解释拟南芥miRNA。虽然我们将植物miRNAs作为本研究的一个例子，但该模型经过一些修改后可以很容易地应用于其他调控系统。这种模型的进一步发展将提供对生物系统复杂性进化增长的见解。

MSC公司：

92D15型 与进化有关的问题
92C40型 生物化学、分子生物学

关键词：

基因复制;转录后调节;复杂性

软件：

miR基底
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{T.Akita}等人，J.Theor。生物.311，54-65（2012；Zbl 1337.92147）
全文： 内政部

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