Ancestral Protein Reconstruction of a membrane trafficking GTPase uncovers unanticipated properties of the ancestral protein and of modern Arf1 GTPases
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The emergence of eukaryotes from their prokaryotic ancestors (eukaryogenesis) marked a fundamental shift in cellular organisation, with the appearance of intracellular compartments including the nucleus, the Golgi apparatus and endosomes. These organelles are part of the endomembrane system of eukaryotic cells, which mediates many processes, including secretion of proteins to the exterior of the cell, uptake of material by endocytosis, and compartmentalized degradation of cellular components. The period of eukaryogenesis after the merger of prokaryotic lineages but preceding the last eukaryotic common ancestor, is inferred to have involved a progressive increase in cellular complexity through expansion of organelle-specific protein machineries. However, the steps and stages of organelle emergence during this period are poorly understood as no extant organisms exist from this period, precluding the use of comparative genomics to determine the properties of ancestral proteins present. Membrane trafficking pathways linking organelles are regulated by Arf family GTPases, including Arf1 and Arf6, both present in the last eukaryotic common ancestor. Here we use ancestral sequence reconstruction and molecular cell biological characterization to explore the properties of the ancestor of the Arf1 and Arf6 GTPases. Arf1 has a major function at the Golgi apparatus in regulation of the secretory pathway, whereas Arf6 regulates endocytic pathways at the plasma membrane and endosomes. Our results indicate that the ancestral Arf1/6 protein localizes to both the Golgi and the plasma membrane. We find that localization to the plasma membrane is due to a C-terminal polybasic motif that unexpectedly is also found in a number of modern Arf1 proteins from a wide diversity of eukaryotes. Our data suggest that the ancestral Arf protein acted at both internal compartments and the cell periphery, a feature preserved in a number of modern Arf1 proteins.
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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 | 0,000 | 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) | 0,001 | 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 ».