Epistatic interactions influence terrestrial–marine functional shifts in cetacean rhodopsin
Notice bibliographique
Résumé
Like many aquatic vertebrates, whales have blue-shifting spectral tuning substitutions in the dim-light visual pigment, rhodopsin, that are thought to increase photosensitivity in underwater environments. We have discovered that known spectral tuning substitutions also have surprising epistatic effects on another function of rhodopsin, the kinetic rates associated with light-activated intermediates. By using absorbance spectroscopy and fluorescence-based retinal release assays on heterologously expressed rhodopsin, we assessed both spectral and kinetic differences between cetaceans (killer whale) and terrestrial outgroups (hippo, bovine). Mutation experiments revealed that killer whale rhodopsin is unusually resilient to pleiotropic effects on retinal release from key blue-shifting substitutions (D83N and A292S), largely due to a surprisingly specific epistatic interaction between D83N and the background residue, S299. Ancestral sequence reconstruction indicated that S299 is an ancestral residue that predates the evolution of blue-shifting substitutions at the origins of Cetacea. Based on these results, we hypothesize that intramolecular epistasis helped to conserve rhodopsin's kinetic properties while enabling blue-shifting spectral tuning substitutions as cetaceans adapted to aquatic environments. Trade-offs between different aspects of molecular function are rarely considered in protein evolution, but in cetacean and other vertebrate rhodopsins, may underlie multiple evolutionary scenarios for the selection of specific amino acid substitutions.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,004 |
| 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 | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| 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.
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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 tête enseignante, 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 ».