Humanization of yeast genes with multiple human orthologs reveals principles of functional divergence between paralogs
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Despite over a billion years of evolutionary divergence, several thousand human genes possess clearly identifiable orthologs in yeast, and many have undergone lineage-specific duplications in one or both lineages. The ortholog conjecture postulates that orthologous genes between species retain ancestral functions despite divergence over vast timescales, but duplicated genes will be free to diverge in function. However, the retention of ancestral functions among co-orthologs between species and within gene families has been difficult to test experimentally at scale. In order to investigate how ancestral functions are retained or lost post-duplication, we systematically replaced hundreds of essential yeast genes with their human orthologs from gene families that have undergone lineage-specific duplications, including those with single duplications (one yeast gene to two human genes, 1:2) or higher-order expansions (1:>2) in the human lineage. We observe a variable pattern of replaceability across different ortholog classes, with an obvious trend towards differential replaceability inside gene families, rarely observing replaceability by all members of a family. We quantify the ability of various properties of the orthologs to predict replaceability, showing that in the case of 1:2 orthologs, replaceability is predicted largely by the divergence and tissue-specific expression of the human co-orthologs, i.e. the human proteins that are less diverged from their yeast counterpart and more ubiquitously expressed across human tissues more often replace their single yeast ortholog. These trends were consistent with in silico simulations demonstrating that when only one ortholog is replaceable, it tends to be the least diverged of the pair. Replaceability of yeast genes having more than two human co-orthologs was marked by retention of orthologous interactions in functional or protein networks as well as by more ancestral subcellular localization. Overall, we performed >400 human gene replaceability assays revealing 56 new human-yeast complementation pairs, thus opening up avenues to further functionally characterize these human genes in a simplified organismal context.
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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 | 0,001 |
| 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 ».