Novel Protein Genes in Animal mtDNA: A New Sex Determination System in Freshwater Mussels (Bivalvia: Unionoida)?
Notice bibliographique
Résumé
Mitochondrial (mt) function depends critically on optimal interactions between components encoded by mt and nuclear DNAs. mitochondrial DNA (mtDNA) inheritance (SMI) is thought to have evolved in animal species to maintain mito-nuclear complementarity by preventing the spread of selfish mt elements thus typically rendering mtDNA heteroplasmy evolutionarily ephemeral. Here, we show that mtDNA intraorganismal heteroplasmy can have deterministic underpinnings and persist for hundreds of millions of years. We demonstrate that the only exception to SMI in the animal kingdom, that is, the doubly uniparental mtDNA inheritance system in bivalves, with its three-way interactions among egg mt-, sperm mt- and nucleus-encoded gene products, is tightly associated with the maintenance of separate male and female sexes (dioecy) in freshwater mussels. Specifically, this mother-through-daughter and father-through-son mtDNA inheritance system, containing highly differentiated mt genomes, is found in all dioecious freshwater mussel species. Conversely, all hermaphroditic species lack the paternally transmitted mtDNA (=possess SMI) and have heterogeneous macromutations in the recently discovered, novel protein-coding gene (F-orf) in their maternally transmitted mt genomes. Using immunoelectron microscopy, we have localized the F-open reading frame (ORF) protein, likely involved in specifying separate sexes, in mitochondria and in the nucleus. Our results support the hypothesis that proteins coded by the highly divergent maternally and paternally transmitted mt genomes could be directly involved in sex determination in freshwater mussels. Concomitantly, our study demonstrates novel features for animal mt genomes: the existence of additional, lineage-specific, mtDNA-encoded proteins with functional significance and the involvement of mtDNA-encoded proteins in extra-mt functions. Our results open new avenues for the identification, characterization, and functional analyses of ORFs in the intergenic regions, previously defined as "noncoding," found in a large proportion of animal mt genomes.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».