Evolution of Drosophila genes with sex-biased expression
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Wir haben die molekulare Evolution von Genen mit geschlechtsspezifischer Expression in verschiedenen Arten von Drosophila untersucht. Wir sequenzierten 136 Gene in einer Stichprobe einer afrikanischen Population von D. melanogaster. Typ und Stärke der Selektion, welche die Evolution geschlechtsspezifischer Gene beeinflusst, wurden aus der beobachteten Polymorphie innerhalb der Population und Divergenz zu D. simulans geschlossen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Gene mit männlichspezifischer Expression einen höheren Anteil adaptiver Aminosäurenersetzungen aufweisen als Gene mit weiblich-spezifischer oder unspezifischer Expression. Zudem konnte eine erhöhte Rate an adaptiver Evolution für Gene des X-Chromosoms verglichen mit autosomalen Genen gezeigt werden, insbesondere für männlichspezifische Gene. Ein solcher 'fast-X-Effekt' wird erwartet, wenn vorteilhafte Mutationen durchschnittlich rezessiv sind. Weiterhin untersuchten wir geschlechtsspezifische Expression in D. ananassae mit Hilfe von individuell gefertigten PCR-Amplikon- Microarrays. Die meisten Gene zeigen die gleiche Ausprägung geschlechtsspezifischer Expression in D. melanogaster und D. ananassae. Allerdings haben ungefähr ein Drittel aller Gene die geschlechtsspezifische Expression in einer der beiden Arten entweder gewonnen oder verloren. Populationsgenetische Analysen deuten auf eine hohe Rate adaptiver Aminossäureersetzungen in D. ananassae hin. Im Gegensatz zu D . melanogaster konnte jedoch keine erhöhte Rate für adaptive Substitutionen für Gene mit männlich-spezifischer Expression gefunden werden. Dies erlaubt die Schlussfolgerung, dass es Unterschiede in geschlechtsspezifischer Evolution zwischen den beiden Linien (melanogaster und ananassae) gibt. Bisher führten unsere Studien zu sechs Publikationen in referierten, internationalen Fachzeitschriften wie Molecular Biology and Evolution, Molecular Ecology und BMC Evolutionary Biology.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2008) Effects of X-linkage and sex-biased gene expression on the rate of adaptive protein evolution in Drosophila. Mol. Biol. Evol. 25: 1639-1650
Baines, J. F., S. A. Sawyer, D. L. Hartl, and J. Parsch
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(2008) Evolution of mating isolation between populations of Drosophila ananassae. Mol Ecol. 17: 2706-2721
Schug, M. D., J. F. Baines, A. Killon-Atwood, S. Mohanty, A. Das, S. Grath, S. G. Smith, S. Zargham, S. F. McEvey, and W. Stephan
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(2009) Molecular evolution of sex-biased genes in the Drosophila ananassae subgroup. BMC Evol. Biol. 9: 291
Grath, S., J. F. Baines, and J. Parsch
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(2009) The influence of demography and weak selection on the McDonald-Kreitman test: an empirical study in Drosophila. Mol. Biol. Evol. 26: 691-698
Parsch, J., Z. Zhang, and J. F. Baines
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(2010) On the utility of short intron sequences as a reference for the detection of positive and negative selection in Drosophila. Mol. Biol. Evol. 27: 1226-1234
Parsch, J., S. Novozhilov, S. S. Saminadin-Peter, K. M. Wong, and P. Andolfatto
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(2011) Fine-scale analysis of X chromosome inactivation in the male germline of Drosophila melanogaster. Mol. Biol. Evol.
Kemkemer, C., W. Hense, and J. Parsch
