Evolutionary Origins of the Eukaryotic Shikimate Pathway: Gene Fusions, Horizontal Gene Transfer, and Endosymbiotic Replacements
Notice bibliographique
Résumé
Currently the shikimate pathway is reported as a metabolic feature of prokaryotes, ascomycete fungi, apicomplexans, and plants. The plant shikimate pathway enzymes have similarities to prokaryote homologues and are largely active in chloroplasts, suggesting ancestry from the plastid progenitor genome. Toxoplasma gondii, which also possesses an alga-derived plastid organelle, encodes a shikimate pathway with similarities to ascomycete genes, including a five-enzyme pentafunctional arom. These data suggests that the shikimate pathway and the pentafunctional arom either had an ancient origin in the eukaryotes or was conveyed by eukaryote-to-eukaryote horizontal gene transfer (HGT). We expand sampling and analyses of the shikimate pathway genes to include the oomycetes, ciliates, diatoms, basidiomycetes, zygomycetes, and the green and red algae. Sequencing of cDNA from Tetrahymena thermophila confirmed the presence of a pentafused arom, as in fungi and T. gondii. Phylogenies and taxon distribution suggest that the arom gene fusion event may be an ancient eukaryotic innovation. Conversely, the Plantae lineage (represented here by both Viridaeplantae and the red algae) acquired different prokaryotic genes for all seven steps of the shikimate pathway. Two of the phylogenies suggest a derivation of the Plantae genes from the cyanobacterial plastid progenitor genome, but if the full Plantae pathway was originally of cyanobacterial origin, then the five other shikimate pathway genes were obtained from a minimum of two other eubacterial genomes. Thus, the phylogenies demonstrate both separate HGTs and shared derived HGTs within the Plantae clade either by primary HGT transfer or secondarily via the plastid progenitor genome. The shared derived characters support the holophyly of the Plantae lineage and a single ancestral primary plastid endosymbiosis. Our analyses also pinpoints a minimum of 50 gene/domain loss events, demonstrating that loss and replacement events have been an important process in eukaryote genome evolution.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».