Old gene duplication facilitates origin and diversification of an innovative communication system—twice
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Notice bibliographique
Résumé
The genetic basis of parallel innovation remains poorly understood due to the rarity of independent origins of the same complex trait among model organisms. We focus on two groups of teleost fishes that independently gained myogenic electric organs underlying electrical communication. Earlier work suggested that a voltage-gated sodium channel gene (Scn4aa), which arose by whole-genome duplication, was neofunctionalized for expression in electric organ and subsequently experienced strong positive selection. However, it was not possible to determine if these changes were temporally linked to the independent origins of myogenic electric organs in both lineages. Here, we test predictions of such a relationship. We show that Scn4aa co-option and rapid sequence evolution were tightly coupled to the two origins of electric organ, providing strong evidence that Scn4aa contributed to parallel innovations underlying the evolutionary diversification of each electric fish group. Independent evolution of electric organs and Scn4aa co-option occurred more than 100 million years following the origin of Scn4aa by duplication. During subsequent diversification of the electrical communication channels, amino acid substitutions in both groups occurred in the same regions of the sodium channel that likely contribute to electric signal variation. Thus, the phenotypic similarities between independent electric fish groups are also associated with striking parallelism at genetic and molecular levels. Our results show that gene duplication can contribute to remarkably similar innovations in repeatable ways even after long waiting periods between gene duplication and the origins of novelty.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle