The Effects of De Novo Mutation on Gene Expression and the Consequences for Fitness in <i>Chlamydomonas reinhardtii</i>
Notice bibliographique
Résumé
Mutation is the ultimate source of genetic variation, the bedrock of evolution. Yet, predicting the consequences of new mutations remains a challenge in biology. Gene expression provides a potential link between a genotype and its phenotype. But the variation in gene expression created by de novo mutation and the fitness consequences of mutational changes to expression remain relatively unexplored. Here, we investigate the effects of >2,600 de novo mutations on gene expression across the transcriptome of 28 mutation accumulation lines derived from 2 independent wild-type genotypes of the green algae Chlamydomonas reinhardtii. We observed that the amount of genetic variance in gene expression created by mutation (Vm) was similar to the variance that mutation generates in typical polygenic phenotypic traits and approximately 15-fold the variance seen in the limited species where Vm in gene expression has been estimated. Despite the clear effect of mutation on expression, we did not observe a simple additive effect of mutation on expression change, with no linear correlation between the total expression change and mutation count of individual MA lines. We therefore inferred the distribution of expression effects of new mutations to connect the number of mutations to the number of differentially expressed genes (DEGs). Our inferred DEE is highly L-shaped with 95% of mutations causing 0-1 DEG while the remaining 5% are spread over a long tail of large effect mutations that cause multiple genes to change expression. The distribution is consistent with many cis-acting mutation targets that affect the expression of only 1 gene and a large target of trans-acting targets that have the potential to affect tens or hundreds of genes. Further evidence for cis-acting mutations can be seen in the overabundance of mutations in or near differentially expressed genes. Supporting evidence for trans-acting mutations comes from a 15:1 ratio of DEGs to mutations and the clusters of DEGs in the co-expression network, indicative of shared regulatory architecture. Lastly, we show that there is a negative correlation with the extent of expression divergence from the ancestor and fitness, providing direct evidence of the deleterious effects of perturbing gene expression.
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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 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 ».