Inserciones retrovirales endógenas como evidencia de relaciones evolutivas entre primates

Una sinopsis de un artículo de 2005 en PlosBiology por Yohn et al. Establece que:

La búsqueda de los genomas de un subconjunto de simios y monos reveló que el retrovirus se había integrado en la línea germinal de los grandes simios africanos y los monos del Viejo Mundo, pero no infectó a los humanos ni a los simios asiáticos (orangután, siamang y gibón). Esto socava la noción de que una antigua infección invadió un linaje ancestral de primates , ya que los grandes simios (incluidos los humanos) comparten un ancestro común con los monos del Viejo Mundo.

Además, Michael Lynch escribe :

"Sorprendentemente, hemos encontrado muchos casos de ganancias de intrones paralelos esencialmente en los mismos sitios en genotipos independientes", dijo Lynch. " Esto es un fuerte argumento en contra de la suposición común de que cuando dos especies comparten intrones en el mismo sitio, siempre se debe a la herencia de un ancestro común " .

Dado que los ERV compartidos en humanos y chimpancés se promocionan como una de las pruebas de que humanos y chimpancés comparten ascendencia (como lo hace Ken Miller aquí ), ¿el documento anterior (y la cita) socava esta línea de razonamiento?

¿Hay alguna buena fuente (reciente) que discuta la prueba de ascendencia común usando ERV?

Cambié la primera oración de la pregunta para proporcionar una referencia al documento real, en lugar de solo la sinopsis. Cambié el título para que indique el área de la biología de la que trata la pregunta y explique retroviral endógeno para la comprensión general y la indexación. En relación al título original ("¿Este artículo muestra…?") señalaría que son los hechos científicos establecidos por observación o análisis los que pueden o no mostrar algo, no los artículos.

Respuestas (1)

El Yohn et. Alabama. (2005) (del laboratorio de Evan Eichler) describe un único tipo de elemento retroviral endógeno (piense en él vagamente como una 'especie'), llamado PTERV1. Muestran que hubo múltiples eventos de infección independientes que resultaron en integraciones permanentes en los ancestros de las especies modernas (~3-4 MYA en los ancestros de gorilas y chimpancés, ~1.5 MYA en los ancestros de babuinos y macacos). Esto de ninguna manera contradice la noción de ancestros comunes entre los simios/monos; de hecho, afirman esto como algo dado en su análisis (énfasis mío):

Un total de 275 de los sitios de inserción se asignaron sin ambigüedad a ubicaciones no ortólogas (Tabla 2), lo que indica que la gran mayoría de los elementos eran específicos del linaje (es decir, surgieron después de la divergencia de gorila/chimpancé y macaco/babuino de su común) . antepasado ).

La presencia de un ERV (o intrón, o cualquier sintenia genómica general) puede usarse como evidencia para respaldar un modelo particular de descendencia común. Los cambios en la arquitectura genómica son procesos estocásticos, y el trabajo que cita de Li et. Alabama. (Laboratorio de Lynch) nos está mostrando que la colocación de ERV puede ocurrir en una ubicación similar, o casi idéntica, a un ritmo mucho más alto de lo que se pensaba anteriormente. Por lo tanto, debemos tener esto en cuenta y luego calcular con qué fuerza un ERV compartido aumenta nuestra confianza en un modelo filogenético dado.

El video al que se vinculó usa un modelo completamente aleatorio (es decir, muy simple) de integración ERV, estableciendo la posibilidad de una inserción en una ubicación determinada en 3.3e-10. Los hallazgos de Li nos dicen que esto es incorrecto. En daphnia , al menos, los "puntos calientes" pueden representar casi el 25% de la ganancia de nuevos intrones. El video tampoco incluyó todas las instancias de ERV que no se comparten entre humanos y chimpancés (en el reverso de la servilleta, esto podría explicar las diferencias de ~0,3 % entre sus genomas, consulte Mun et al. 2014). Esto aumentará la probabilidad de que ocurra una coincidencia exacta por casualidad (p. ej., coloque a dos personas en una habitación, ¿cuál es la probabilidad de que tengan el mismo cumpleaños? Ponga a 100 personas en una habitación, ¿cuál es la probabilidad de que alguna de ellas tenga el mismo cumpleaños? ?).

Entonces, seamos extremadamenteconservador y decir que la posibilidad de la misma inserción en un lugar dado tanto en chimpancés como en humanos es de uno en mil (1e-3, siete órdenes de magnitud más probable que en el modelo original). En el video se identifican dieciséis ERV compartidos; si cada uno se considera un evento independiente debido a que no comparten descendencia, todavía estamos viendo probabilidades alrededor de 1e-48 (1e-3 ^ 16). Una alternativa podría ser que se deriven de inserciones anteriores a la separación de un ancestro común. Dado Li et. al., tal vez a cada evento se le debería dar una probabilidad de solo 0,75 en lugar de 1,0 (según el video) porque hasta el 25% de ellos podrían provenir de puntos de acceso. En este escenario, la probabilidad es 0,01 (0,75 ^ 16). Por tanto, la segunda hipótesis es 46 órdenes de magnitud más probable que la primera. En mi mente,

Quiero ser claro, estoy manipulando estos números ampliamente para no apoyar la ascendencia común. Las probabilidades reales serán mucho mayores a favor de la descendencia común.

Para leer más, Welkin Johnson escribió una revisión exhaustiva sobre los ERV en 2015 (pago, por lo que es posible que deba buscar el método de recuperación de literatura científica de Alexandra Elbakyan si no tiene acceso institucional).


Referencias

Johnson WE. (2015). Retrovirus endógenos en la era de la genómica. Ana. Rev. Virología. doi: 10.1146/annurev-virología-100114-054945

Li W. et al. (2009) Ganancias amplias y recientes de intrones en poblaciones de Daphnia. Ciencia. doi: 10.1126/ciencia.1179302

Mun S. et al. (2014) El retrovirus endógeno específico de chimpancé genera variaciones genómicas en el genoma del chimpancé. Más uno. doi: 10.1371/journal.pone.0101195

Yohn et. Alabama. (2005). Expansiones específicas del linaje de las inserciones retrovirales dentro de los genomas de los grandes simios africanos, pero no de los humanos y los orangutanes. PLoS Biol. doi: 10.1371/journal.pbio.0030110

No estaba diciendo que estas citas contradijeran la ascendencia común. Estaba preguntando si, a la luz de las citas que mencioné anteriormente, los ERV pueden presentarse como evidencia de la ascendencia común del hombre y el chimpancé (como muchos, como Ken Miller, han hecho).
Sí, absolutamente se pueden usar como evidencia. Esta es solo una clase de ERV, y los autores explican claramente por qué esta clase se presenta como copias no ortólogas en diferentes taxones.
De acuerdo. Entendí que este documento hablaba de un solo tipo de ERV, pero la declaración anterior de Michael Lynch dice que incluso si encontramos ERV (o, en general, intrones) en el mismo sitio en múltiples linajes, no sirve como prueba de descendencia común. . Si este es el caso, ¿cómo se pueden usar los ERV para probar la ascendencia común (especialmente, la ascendencia común entre humanos y simios)?
Modifiqué mi respuesta para abordar mejor nuestra discusión.
@Bond....SteveBond Tienes un nombre genial. Y encima escribes buenas respuestas +1. ¡Es bueno tenerte activo en Biology.SE!
Muchas gracias. Haber marcado la respuesta como aceptada. Sólo un punto más. ¿Cuántos ERV se encuentran entre humanos y chimpancés en el mismo lugar? Diferentes sitios parecen estar dando diferentes respuestas. Este dice que hay 40 familias de ERV de este tipo: genomabiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/… Este dice que hay 14 ERV compartidos: scienceblogs.com/erv/2009/06/19/charles-jackson-expert-on- ervs