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Enregistrement W4384828887 · doi:10.1101/2023.07.18.549600

Joint effects of balancing selection and population bottlenecks on the evolution of a regulatory region of human anti-viral <i>APOBEC3</i>

2023· preprint· en· W4384828887 sur OpenAlexfundno aff
Naoko T. Fujito, Sundaramoorthy Revathidevi, Yoko Satta, Ituro Inoue

Notice bibliographique

RevuebioRxiv (Cold Spring Harbor Laboratory) · 2023
Typepreprint
Langueen
DomaineMedicine
ThématiqueZoonotic diseases and public health
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesInstitute of GeneticsResearch Organization of Information and Systems
Mots-clésDiversification (marketing strategy)PandemicHaplogroupCoronavirus disease 2019 (COVID-19)VirologyBiologyGeographyGeneticsGeneGenotypeHaplotypeBusinessMedicineInfectious disease (medical specialty)

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Human anti-viral APOBEC3s are crucial components of the innate immune response, playing a key role in inhibiting viral replication and proliferation by inducing mutations in viral genomes. In this study, in a regulatory region of ∼16 kb in the APOBEC3 gene cluster on human chromosome 22, we identified three distinct haplogroups that are maintained at high frequencies in both African and non-African populations today. Despite the long persistence of these haplogroups, one of which is shared by archaic hominins, the nucleotide diversity within each haplogroup was unusually low in non-Africans. The simultaneous observations of low intra-haplogroup diversity and high inter-haplogroup divergence were incompatible with neutrality, as demonstrated by the genome-wide empirical distribution and coalescence-based simulation tests. In addition to the three shared haplogroups, an ancestral sequence group was identified exclusively in African populations. To explain these features and investigate the underlying evolutionary mechanisms, we performed forward simulations to model the joint effects of balancing selection and population bottlenecks. We demonstrated the operation of balancing selection over the past ∼1 million years, as well as a hitherto unexplored reduction in intra-haplogroup diversity. The only unexplainable observation was the low diversity within African haplogroup I, which is unaffected by the non-African-specific bottleneck. We hypothesized that an extra haplotype turnover within haplogroup I occurred prior to the Out-of-Africa dispersal of modern humans. Finally, we discussed the functional importance of the APOBEC3 regulatory region in terms of evolutionary conservation in Hominidae, a target of natural selection in modern humans, and its relevance in GTEx eQTL. Significance statement This study provides new insights into the joint effects of population bottlenecks and balancing selection on genetic diversity within haplogroups. First, we reveal how balancing selection interacts with demographic history to shape intra-haplogroup diversity, a previously unexplored aspect. Second, our findings are generalizable, as illustrated by the ABO locus—an established example of balancing selection—where low within-haplogroup diversity and high between-haplogroup divergence are also observed in non-African populations. Third, the involvement of balancing selection in a highly conserved regulatory region suggests functional significance in modulating the expression of all seven APOBEC3 genes. While further validation is needed, our findings underscore the evolutionary and functional importance of this region in human innate immunity.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,007

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,017
Tête enseignante GPT0,239
Écart entre enseignants0,223 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
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