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Higher order repeat structures reflect diverging evolutionary paths in maize centromeres and knobs
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AI
DOI：10.1186/s13059-026-03993-4.png)
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摘要
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高度重复的串联重复序列，称为卫星DNA，在低重组区域（如着丝粒）中富集。卫星序列通常包含称为高阶重复（HORs）的复杂内部结构，这可能具有功能意义。玉米的情况较为特殊，其卫星序列存在于两种不同的基因组背景下：与动粒蛋白相互作用的着丝粒，以及在存在异常染色体10时经历减数分裂驱动（meiotic drive）的 knobs。玉米着丝粒或 knobs 是否含有 HOR 模式，以及这些模式如何与功能相关，目前尚不清楚。在此，我们生成了玉米及其近期祖先大刍草的13个重复序列敏感的基因组组装。我们开发了一种新的基于图的流程 HiReNET，用于分类 HORs，并证明了其在拟南芥和玉米中的实用性。我们发现 HORs 在玉米卫星序列中普遍存在，但通常频率较低且模式较小，这与人类着丝粒中具有特征性的大型、连续 HOR 块不同。大约38%的着丝粒 CentC 单体存在于 HORs 中；然而，没有任何特定的 HOR 类主导任何功能性着丝粒（由着丝粒组蛋白H3标记）。拟南芥着丝粒具有类似的 HOR 分布格局。相比之下，玉米 knobs 表现出更结构化的 HOR 分布。大型 knobs 包含具有重复 HOR 模式的兆碱基规模相似性块。这些重复单元可能促进不等交换，从而实现 knobs 的快速扩张，并可能包含被参与减数分裂驱动的反式作用因子识别的基序。HORs 出现在所有主要的玉米卫星序列中。特定的 HORs 与着丝粒功能无关，但 knobs 在相似性块内含有保守的 HOR 模式，这可能促进减数分裂驱动。
Keyword:
Satellite DNA
HOR
Centromere
Maize
Arabidopsis
Knobs
Meiotic drive
AI总结
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期刊
G
IF:
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7.3W
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