Physiological and genomic evidence that selection on the transcription factor Epas1 has altered cardiovascular function in high-altitude deer mice
Notice bibliographique
Résumé
Evolutionary adaptation to extreme environments often requires coordinated changes in multiple intersecting physiological pathways, but how such multi-trait adaptation occurs remains unresolved. Transcription factors, which regulate the expression of many genes and can simultaneously alter multiple phenotypes, may be common targets of selection if the benefits of induced changes outweigh the costs of negative pleiotropic effects. We combined complimentary population genetic analyses and physiological experiments in North American deer mice (Peromyscus maniculatus) to examine links between genetic variation in transcription factors that coordinate physiological responses to hypoxia (hypoxia-inducible factors, HIFs) and multiple physiological traits that potentially contribute to high-altitude adaptation. First, we sequenced the exomes of 100 mice sampled from different elevations and discovered that several SNPs in the gene Epas1, which encodes the oxygen sensitive subunit of HIF-2α, exhibited extreme allele frequency differences between highland and lowland populations. Broader geographic sampling confirmed that Epas1 genotype varied predictably with altitude throughout the western US. We then discovered that Epas1 genotype influences heart rate in hypoxia, and the transcriptomic responses to hypoxia (including HIF targets and genes involved in catecholamine signaling) in the heart and adrenal gland. Finally, we used a demographically-informed selection scan to show that Epas1 variants have experienced a history of spatially varying selection, suggesting that differences in cardiovascular function and gene regulation contribute to high-altitude adaptation. Our results suggest a mechanism by which Epas1 may aid long-term survival of high-altitude deer mice and provide general insights into the role that highly pleiotropic transcription factors may play in the process of environmental adaptation.
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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 | 0,000 |
| 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 ».