Biochemical activity is the default DNA state in eukaryotes
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Genomes encode for genes and the regulatory signals that enable those genes to be transcribed, and are continually shaped by evolution. Genomes, including those of human and yeast, encode for numerous regulatory elements and transcripts that have limited evidence of conservation or function. Here, we sought to create a genomic null hypothesis by quantifying the gene regulatory activity of evolutionarily naïve DNA, using RNA-seq of evolutionarily distant DNA expressed in yeast and computational predictions of random DNA activity in human cells and tissues. In yeast, we found that >99% of bases in naïve DNA expressed as part of one or more transcripts. Naïve transcripts are sometimes spliced, and are similar to evolved transcripts in length and expression distribution, indicating that stable expression and/or splicing are insufficient to indicate adaptation. However, naïve transcripts do not achieve the extreme high expression levels as achieved by evolved genes, and frequently overlap with antisense transcription, suggesting that selection has shaped the yeast transcriptome to achieve high expression and coherent gene structures. In humans, we found that, while random DNA is predicted to have minimal activity, dinucleotide content-matched randomized DNA is predicted to have much of the regulatory activity of evolved sequences, including active chromatin marks at between half (DNase I and H3K4me3) and 1/16th (H3K27ac and H3K4me1) the rate of evolved DNA, and the repression-associated H3K27me3 at about twice the rate of evolved DNA. Naïve human DNA is predicted to be more cell type-specific than evolved DNA and is predicted to generate co-occurring chromatin marks, indicating that these are not reliable indicators of selection. However, extreme high activity is rarely achieved by naïve DNA, consistent with these arising via selection. Our results indicate that evolving regulatory activity from naïve DNA is comparatively easy in both yeast and humans, and we expect to see many biochemically active and cell type-specific DNA sequences in the absence of selection. Such naïve biochemically active sequences have the potential to evolve a function or, if sufficiently detrimental, selection may act to repress them.
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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 | 0,001 | 0,002 |
| 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 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| 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 ».