Published September 23, 2020 | Version v1
Publication Open

Whitefly genomes contain ribotoxin coding genes acquired from plants

Creators

  • 1. National University of San Luis
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas

Description

Abstract Ribosome inactivating proteins (RIPs) are RNA N -glycosidases that depurinate a specific adenine residue in the conserved sarcin/ricin loop of 28S rRNA. These enzymes are widely distributed among plants and bacteria. Previously, we have described for the first time RIP genes in mosquitoes belonging to the Culicidae family. We showed that these genes are derived from a single event of horizontal gene transfer (HGT) from a prokaryotic donor. Mosquito RIP genes are evolving under purifying selection, strongly suggesting that these toxins have acquired a functional role. In this work, we show the existence of two RIP encoding genes in the genome of the whitefly Bemisia tabaci , a hemiptera species belonging to the Aleyrodidae family distantly related to mosquitoes. Contamination artifacts were ruled out analyzing three independent B. tabaci genome databases. In contrast to mosquito RIP s, whitefly genes harbor introns and according to transcriptomic evidence are transcribed and spliced. Phylogeny and the taxonomic distribution strongly support that whitefly RIP genes are derived from an independent HGT event from a plant source. These results, along with our previous description of RIPs in Diptera, suggest that the acquired genes are functional in these insects and confer some fitness advantage.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

البروتينات المعطلة للريبوسوم التجريدي (RIPs) هي RNA N - glycosidases التي تزيل بقايا الأدينين المحددة في حلقة الساركين/الريسين المحفوظة في 28S rRNA. تتوزع هذه الإنزيمات على نطاق واسع بين النباتات والبكتيريا. في السابق، وصفنا لأول مرة جينات التمزق في البعوض الذي ينتمي إلى عائلة Culicidae. أظهرنا أن هذه الجينات مشتقة من حدث واحد لنقل الجينات الأفقي (HGT) من متبرع بدائيات النوى. تتطور جينات تمزق البعوض تحت الانتقاء المنقي، مما يشير بقوة إلى أن هذه السموم قد اكتسبت دورًا وظيفيًا. في هذا العمل، نظهر وجود جينين مشفرين في جينوم الذبابة البيضاء Bemisia tabaci ، وهي أنواع نصفية الأجنحة تنتمي إلى عائلة Aleyrodidae ذات الصلة البعيدة بالبعوض. تم استبعاد آثار التلوث من تحليل ثلاث قواعد بيانات مستقلة لجينوم B. tabaci. على النقيض من تمزق البعوض، فإن جينات الذبابة البيضاء تؤوي الإنترونات ووفقًا للأدلة النصية يتم نسخها وتقسيمها. يدعم علم الوراثة والتوزيع التصنيفي بقوة أن جينات تمزيق الذبابة البيضاء مشتقة من حدث HGT مستقل من مصدر نباتي. تشير هذه النتائج، جنبًا إلى جنب مع وصفنا السابق لـ RIPs في Diptera، إلى أن الجينات المكتسبة تعمل في هذه الحشرات وتمنح بعض مزايا اللياقة البدنية.

Translated Description (French)

Les protéines inactivatrices des ribosomes abstraites (RIP) sont des ARN-N-glycosidases qui dépurinisent un résidu adénine spécifique dans la boucle sarcine/ricine conservée de l'ARNr 28S. Ces enzymes sont largement réparties entre les plantes et les bactéries. Auparavant, nous avons décrit pour la première fois des gènes RIP chez des moustiques appartenant à la famille des Culicidae. Nous avons montré que ces gènes sont dérivés d'un seul événement de transfert horizontal de gènes (HGT) d'un donneur procaryote. Les gènes RIP des moustiques évoluent sous sélection purifiante, ce qui suggère fortement que ces toxines ont acquis un rôle fonctionnel. Dans ce travail, nous montrons l'existence de deux gènes codant pour le RIP dans le génome de la mouche blanche Bemisia tabaci , une espèce d'hémiptères appartenant à la famille des Aleyrodidae liée de loin aux moustiques. Les artefacts de contamination ont été éliminés en analysant trois bases de données indépendantes du génome de B. tabaci. Contrairement aux piqûres de moustiques, LES gènes des aleurodes abritent des introns et, selon les preuves transcriptomiques, sont transcrits et épissés. La phylogénie et la distribution taxonomique soutiennent fortement que les gènes RIP des aleurodes sont dérivés d'un événement HGT indépendant d'une source végétale. Ces résultats, ainsi que notre description précédente des RIP chez les diptères, suggèrent que les gènes acquis sont fonctionnels chez ces insectes et confèrent un certain avantage de remise en forme.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las proteínas inactivadoras de ribosomas (Rip) son N-glucosidasas de ARN que despurinizan un residuo de adenina específico en el bucle de sarcina/ricina conservado del ARNr 28S. Estas enzimas se distribuyen ampliamente entre las plantas y las bacterias. Anteriormente, hemos descrito por primera vez genes RIP en mosquitos pertenecientes a la familia Culicidae. Mostramos que estos genes se derivan de un solo evento de transferencia génica horizontal (HGT) de un donante procariota. Los genes RIP de los mosquitos están evolucionando bajo una selección purificadora, lo que sugiere fuertemente que estas toxinas han adquirido un papel funcional. En este trabajo, mostramos la existencia de dos genes que codifican RIP en el genoma de la mosca blanca Bemisia tabaci , una especie de hemíptera perteneciente a la familia Aleyrodidae lejanamente emparentada con los mosquitos. Se descartaron artefactos de contaminación analizando tres bases de datos independientes del genoma de B. tabaci. A diferencia de los rasgones de mosquitos, los genes de la mosca blanca albergan intrones y, de acuerdo con la evidencia transcriptómica, se transcriben y se empalman. La filogenia y la distribución taxonómica apoyan firmemente que los genes RIP de la mosca blanca se derivan de un evento HGT independiente de una fuente vegetal. Estos resultados, junto con nuestra descripción previa de Rip en Diptera, sugieren que los genes adquiridos son funcionales en estos insectos y confieren alguna ventaja de aptitud.

Files

s41598-020-72267-1.pdf.pdf

Files (1.4 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:5dd217c70d1da778c4e2e708ec981f1c
1.4 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحتوي جينومات الذبابة البيضاء على جينات ترميز الريبوتوكسين المكتسبة من النباتات
Translated title (French)
Les génomes de la mouche blanche contiennent des gènes codant pour la ribotoxine acquis à partir de plantes
Translated title (Spanish)
Los genomas de la mosca blanca contienen genes que codifican ribotoxinas adquiridos de plantas

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3088255710
DOI
10.1038/s41598-020-72267-1

Is supplement to
https://openalex.org/W4292485071 (Other)
https://openalex.org/W3140395651 (Other)
https://openalex.org/W3012252241 (Other)
https://openalex.org/W2277712816 (Other)
https://openalex.org/W2086569686 (Other)
https://openalex.org/W2078328900 (Other)
https://openalex.org/W2060136850 (Other)
https://openalex.org/W2011835979 (Other)
https://openalex.org/W2005926940 (Other)
https://openalex.org/W147961746 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1482431053
  • https://openalex.org/W1982755822
  • https://openalex.org/W1987784886
  • https://openalex.org/W1989331059
  • https://openalex.org/W1991330646
  • https://openalex.org/W1998616425
  • https://openalex.org/W2022927779
  • https://openalex.org/W2038493839
  • https://openalex.org/W2106265368
  • https://openalex.org/W2110105435
  • https://openalex.org/W2110335151
  • https://openalex.org/W2139134537
  • https://openalex.org/W2141052558
  • https://openalex.org/W2180506325
  • https://openalex.org/W2432572080
  • https://openalex.org/W2536253052
  • https://openalex.org/W2556797940
  • https://openalex.org/W2561455358
  • https://openalex.org/W2604308930
  • https://openalex.org/W2611922188
  • https://openalex.org/W2614085407
  • https://openalex.org/W2698430954
  • https://openalex.org/W2762778281
  • https://openalex.org/W2801900613
  • https://openalex.org/W2804822363
  • https://openalex.org/W2889100934
  • https://openalex.org/W2896211450
  • https://openalex.org/W2898402099
  • https://openalex.org/W2944021648
  • https://openalex.org/W2945676121
  • https://openalex.org/W2995336106
  • https://openalex.org/W3033998955