Repeat associated mechanisms of genome evolution and function revealed by the Mus caroli and Mus pahari genomes - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Genome Research Année : 2018

Repeat associated mechanisms of genome evolution and function revealed by the Mus caroli and Mus pahari genomes

David Thybert
Maša Roller
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Fábio C P Navarro
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Ian Fiddes
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Christine Feig
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David Martin-Galvez
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Mikhail Kolmogorov
Václav Janoušek
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Wasiu Akanni
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Bronwen Aken
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Sarah Aldridge
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Varshith Chakrapani
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William Chow
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Laura Clarke
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Carla Cummins
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Anthony Doran
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Matthew Dunn
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Leo Goodstadt
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Kerstin Howe
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Matthew Howell
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Ambre-Aurore Josselin
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Robert C Karn
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Christina M Laukaitis
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Lilue Jingtao
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Fergal Martin
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Matthieu Muffato
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Stefanie Nachtweide
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Michael A Quail
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Cristina Sisu
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Mario Stanke
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Klara Stefflova
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Ben Ward
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Fengtang Yang
Golbahar Yazdanifar
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Amonida Zadissa
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David J Adams
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Alvis Brazma
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Mark Gerstein
Benedict Paten
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Son Pham
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Thomas M Keane
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Duncan T Odom
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Paul Flicek

Résumé

Understanding the mechanisms driving lineage-specific evolution in both primates and rodents has been hindered by the lack of sister clades with a similar phylogenetic structure having high-quality genome assemblies. Here, we have created chromosome-level assemblies of the Mus caroli and Mus pahari genomes. Together with the Mus musculus and Rattus norvegicus genomes, this set of rodent genomes is similar in divergence times to the Hominidae (human-chimpanzee-gorilla-orangu-tan). By comparing the evolutionary dynamics between the Muridae and Hominidae, we identified punctate events of chromosome reshuffling that shaped the ancestral karyotype of Mus musculus and Mus caroli between 3 and 6 million yr ago, but that are absent in the Hominidae. Hominidae show between four-and sevenfold lower rates of nucleotide change and feature turnover in both neutral and functional sequences, suggesting an underlying coherence to the Muridae acceleration. Our system of matched, high-quality genome assemblies revealed how specific classes of repeats can play lineage-specific roles in related species. Recent LINE activity has remodeled protein-coding loci to a greater extent across the Muridae than the Hominidae, with functional consequences at the species level such as reproductive isolation. Furthermore, we charted a Muridae-specific retrotransposon expansion at unprecedented resolution, revealing how a single nucleotide mutation transformed a specific SINE element into an active CTCF binding site carrier specifically in Mus caroli, which resulted in thousands of novel, species-specific CTCF binding sites. Our results show that the comparison of matched phylogenetic sets of genomes will be an increasingly powerful strategy for understanding mammalian biology.
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Citer

David Thybert, Maša Roller, Fábio C P Navarro, Ian Fiddes, Ian Streeter, et al.. Repeat associated mechanisms of genome evolution and function revealed by the Mus caroli and Mus pahari genomes. Genome Research, 2018, 28 (4), pp.448-459. ⟨10.1101/gr.234096.117⟩. ⟨hal-02353365⟩
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