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손재학 (Jae Hak Son) 저자 이메일 보기
University of Houston, Yale School of Public Health
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  CV updated 2021-02-02 00:05
 
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Gene-Level, but Not Chromosome-Wide, Divergence between a Very Young House Fly Proto-Y Chromosome and Its Homologous Proto-X Chromosome
열기 Authors and Affiliations

Abstract

X and Y chromosomes are usually derived from a pair of homologous autosomes, which then diverge from each other over time. Although Y-specific features have been characterized in sex chromosomes of various ages, the earliest stages of Y chromosome evolution remain elusive. In particular, we do not know whether early stages of Y chromosome evolution consist of changes to individual genes or happen via chromosome-scale divergence from the X. To address this question, we quantified divergence between young proto-X and proto-Y chromosomes in the house fly, Musca domestica. We compared proto-sex chromosome sequence and gene expression between genotypic (XY) and sex-reversed (XX) males. We find evidence for sequence divergence between genes on the proto-X and proto-Y, including five genes with mitochondrial functions. There is also an excess of genes with divergent expression between the proto-X and proto-Y, but the number of genes is small. This suggests that individual proto-Y genes, but not the entire proto-Y chromosome, have diverged from the proto-X. We identified one gene, encoding an axonemal dynein assembly factor (which functions in sperm motility), that has higher expression in XY males than XX males because of a disproportionate contribution of the proto-Y allele to gene expression. The upregulation of the proto-Y allele may be favored in males because of this gene’s function in spermatogenesis. The evolutionary divergence between proto-X and proto-Y copies of this gene, as well as the mitochondrial genes, is consistent with selection in males affecting the evolution of individual genes during early Y chromosome evolution.

Keywords : sex chromosome evolution, sexual conflict, allele-specific expression, Diptera, insect

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2021년 02월 (BRIC 등록일 2021-02-01)
- 연구진: 국외연구진
- 분야: Evolution, Genetics, Genomics
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