Pervasive convergent evolution and extreme phenotypes define chaperone requirements of protein homeostasis
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Maintaining protein homeostasis is an essential requirement for cell and organismal viability. An elaborate regulatory system within cells, the protein homeostasis network, safeguards that proteins are correctly folded and functional. At the heart of this regulatory system lies a class of specialized protein quality control enzymes called chaperones that are tasked with assisting proteins in their folding, avoiding aggregation, and degradation. Failure and decline of protein homeostasis are directly associated with conditions of aging and aging-related neurodegenerative diseases such as Alzheimer’s and Parkinson’s. However, it is not clear what tips the balance of protein homeostasis and leads to onset of aging and diseases. Here, we present a comparative genomics analysis of protein homeostasis in eukaryotes and report general principles of maintaining protein homeostasis across the eukaryotic tree of life. Expanding a previous analysis of 16 eukaryotes to 216 eukaryotic genomes, we find a strong correlation between the size of eukaryotic chaperone networks and size of the genomes that is distinct for different species kingdoms. Importantly, organisms with pronounced phenotypes clearly buck this trend. Northobranchius furzeri , the shortest-lived vertebrate and widely used model for fragile protein homeostasis is found to be chaperone limited. Heterocephalus glaber as the longest-lived rodent thus especially robust organism is characterized by above average numbers of chaperones. Our work thus indicates that the balance in protein homeostasis may be a key variable in explaining organismal robustness. Finally, our work provides an elegant example of harnessing the power of evolution and comparative genomics to address fundamental open questions in biology with direct relevance to human diseases.
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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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».