Published September 6, 2017
| Version v1
Publication
Open
Holocentric chromosome evolution in kissing bugs (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae): diversification of repeated sequences
Creators
- 1. Universidad de la República
- 2. Universidad de Jaén
- 3. University of Da Nang
Description
The analysis of the chromosomal and genome evolution in organisms with holocentric chromosomes is restricted by the lack of primary constriction or centromere. An interesting group is the hemipteran subfamily Triatominae, vectors of Chagas disease, which affects around 6 to 7 million people worldwide. This group exhibits extensive variability in the number and chromosomal location of repeated sequences such as heterochromatin and ribosomal genes. This paper tries to reveal the significant differences of the repeated sequences among Triatoma species through the use of genomic DNA probes.We analysed the chromosomal distribution and evolution of repeated sequences in Triatoma species by genomic in situ hybridization (GISH) using genomic DNA probes from two North American Triatoma species. These genomic probes were hybridized both on their own chromosomes and on other Triatoma species from North and South America, with different amounts and chromosome location of C-heterochromatin. The results were compared with those previously described using South American Triatoma genomic probes.We observed two chromosomal hybridization patterns: (i) very intense hybridization signals concentrated on specific chromosomal regions or particular chromosomes; and (ii) lower intensity hybridization signals dispersed along all chromosomes. Self-GISH on T. rubrofasciata and T. dimidiata chromosomes presented strong hybridization signals on all C-heterochromatin regions. However, when we perform genomic cross-hybridizations, only strong signals are detected on the Y chromosome, leaving the C-heterochromatic autosomal regions unmarked.We confirm that repeated DNA of the Y chromosome is shared among Triatoma species and probably represents an ancestral character of the Triatomini tribe. On the contrary, autosomal heterochromatic regions are constituted by species-specific DNA repeats, most probably satDNA families, suggesting that Triatoma speciation involved the amplification of diverse types of autosomal repeats. Molecular characterization of principal repetitive DNAs seems to be an appropriate approach to infer evolutionary relationships in triatomines.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
إن تحليل تطور الكروموسومات والجينوم في الكائنات الحية ذات الكروموسومات المركزية الشاملة مقيد بسبب عدم وجود انقباض أولي أو قسيم مركزي. مجموعة مثيرة للاهتمام هي الفصيلة الفرعية نصفية الأجنحة Triatominae، ناقلات مرض شاغاس، والتي تؤثر على حوالي 6 إلى 7 ملايين شخص في جميع أنحاء العالم. تُظهر هذه المجموعة تباينًا واسعًا في العدد والموقع الكروموسومي للتسلسلات المتكررة مثل الجينات غير المتجانسة والريبوسومية. تحاول هذه الورقة الكشف عن الاختلافات الكبيرة في التسلسلات المتكررة بين أنواع الترياتوما من خلال استخدام مسابير الحمض النووي الجينومي. قمنا بتحليل التوزيع الكروموسومي وتطور التسلسلات المتكررة في أنواع الترياتوما عن طريق التهجين الجيني في الموقع (GISH) باستخدام مسابير الحمض النووي الجينومي من نوعين من الترياتوما في أمريكا الشمالية. تم تهجين هذه المجسات الجينية على كل من الكروموسومات الخاصة بها وعلى أنواع الترياتوما الأخرى من أمريكا الشمالية والجنوبية، بكميات مختلفة وموقع كروموسوم C - heterochromatin. تمت مقارنة النتائج مع تلك الموصوفة سابقًا باستخدام المجسات الجينية للورم الثلاثي في أمريكا الجنوبية. لقد لاحظنا نمطين من التهجين الكروموسومي: (1) إشارات تهجين مكثفة للغاية تركز على مناطق كروموسومية محددة أو كروموسومات معينة ؛ و (2) إشارات تهجين منخفضة الكثافة منتشرة على طول جميع الكروموسومات. قدم GISH الذاتي على T. rubrofasciata و T. dimidiata chromosomes إشارات تهجين قوية على جميع مناطق C - heterochromatin. ومع ذلك، عندما نجري تهجينًا جينيًا متقاطعًا، يتم اكتشاف إشارات قوية فقط على الكروموسوم Y، مما يترك المناطق الجسمية غير المتجانسة C غير مميزة. نؤكد أن الحمض النووي المتكرر للكروموسوم Y مشترك بين أنواع الترياتوما وربما يمثل سمة أسلاف قبيلة الترياتوميني. على العكس من ذلك، تتكون المناطق غير المتجانسة الصبغية الجسدية من تكرارات الحمض النووي الخاصة بالأنواع، وعلى الأرجح فصائل الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين، مما يشير إلى أن تكاثر الترياتوما ينطوي على تضخيم أنواع مختلفة من التكرارات الصبغية الجسدية. يبدو أن التوصيف الجزيئي للحمض النووي المتكرر الرئيسي هو نهج مناسب لاستنتاج العلاقات التطورية في الترياتومين.Translated Description (French)
L'analyse de l'évolution chromosomique et génomique chez les organismes à chromosomes holocentriques est limitée par l'absence de constriction primaire ou de centromère. Un groupe intéressant est la sous-famille des hémiptères Triatominae, vecteurs de la maladie de Chagas, qui touche environ 6 à 7 millions de personnes dans le monde. Ce groupe présente une grande variabilité dans le nombre et la localisation chromosomique des séquences répétées telles que l'hétérochromatine et les gènes ribosomiques. Cet article tente de révéler les différences significatives des séquences répétées entre les espèces de triatomes à l'aide de sondes d'ADN génomique. Nous avons analysé la distribution chromosomique et l'évolution des séquences répétées chez les espèces de triatomes par hybridation génomique in situ (GISH) à l'aide de sondes d'ADN génomique de deux espèces de triatomes nord-américaines. Ces sondes génomiques ont été hybridées à la fois sur leurs propres chromosomes et sur d'autres espèces de triatomes d'Amérique du Nord et du Sud, avec des quantités et une localisation chromosomique différentes de la C-hétérochromatine. Les résultats ont été comparés à ceux précédemment décrits à l'aide de sondes génomiques de Triatoma sud-américaines. Nous avons observé deux modèles d'hybridation chromosomique : (i) des signaux d'hybridation très intenses concentrés sur des régions chromosomiques spécifiques ou des chromosomes particuliers ; et (ii) des signaux d'hybridation de plus faible intensité dispersés le long de tous les chromosomes. Self-GISH sur les chromosomes de T. rubrofasciata et T. dimidiata a présenté de forts signaux d'hybridation sur toutes les régions de la C-hétérochromatine. Cependant, lorsque nous effectuons des hybridations génomiques croisées, seuls des signaux forts sont détectés sur le chromosome Y, laissant les régions autosomiques C-hétérochromatiques non marquées. Nous confirmons que l'ADN répété du chromosome Y est partagé entre les espèces de triatomes et représente probablement un caractère ancestral de la tribu des Triatomini. Au contraire, les régions hétérochromatiques autosomiques sont constituées de répétitions d'ADN spécifiques à l'espèce, très probablement des familles d'ADN sat, suggérant que la spéciation du triatome impliquait l'amplification de divers types de répétitions autosomiques. La caractérisation moléculaire des principaux ADN répétitifs semble être une approche appropriée pour déduire les relations évolutives dans les triatomines.Translated Description (Spanish)
El análisis de la evolución cromosómica y genómica en organismos con cromosomas holocéntricos está restringido por la falta de constricción primaria o centrómero. Un grupo interesante es la subfamilia de hemípteros Triatominae, vectores de la enfermedad de Chagas, que afecta a alrededor de 6 a 7 millones de personas en todo el mundo. Este grupo exhibe una amplia variabilidad en el número y la ubicación cromosómica de secuencias repetidas como la heterocromatina y los genes ribosómicos. Este artículo trata de revelar las diferencias significativas de las secuencias repetidas entre las especies de Triatoma mediante el uso de sondas de ADN genómico. Analizamos la distribución cromosómica y la evolución de las secuencias repetidas en las especies de Triatoma mediante hibridación genómica in situ (GISH) utilizando sondas de ADN genómico de dos especies de Triatoma de América del Norte. Estas sondas genómicas se hibridaron tanto en sus propios cromosomas como en otras especies de Triatoma de América del Norte y del Sur, con diferentes cantidades y ubicación cromosómica de C-heterocromatina. Los resultados se compararon con los descritos anteriormente utilizando sondas genómicas de Triatoma sudamericano. Observamos dos patrones de hibridación cromosómica: (i) señales de hibridación muy intensas concentradas en regiones cromosómicas específicas o cromosomas particulares; y (ii) señales de hibridación de menor intensidad dispersas a lo largo de todos los cromosomas. La auto-GISH en los cromosomas de T. rubrofasciata y T. dimidiata presentó fuertes señales de hibridación en todas las regiones de C-heterocromatina. Sin embargo, cuando realizamos hibridaciones cruzadas genómicas, solo se detectan señales fuertes en el cromosoma Y, dejando sin marcar las regiones autosómicas C-heterocromáticas. Confirmamos que el ADN repetido del cromosoma Y se comparte entre las especies de Triatoma y probablemente representa un carácter ancestral de la tribu Triatomini. Por el contrario, las regiones heterocromáticas autosómicas están constituidas por repeticiones de ADN específicas de especie, muy probablemente familias de ADN sat, lo que sugiere que la especiación de Triatoma implicó la amplificación de diversos tipos de repeticiones autosómicas. La caracterización molecular de los principales ADN repetitivos parece ser un enfoque apropiado para inferir las relaciones evolutivas en los triatominos.Files
s13071-017-2349-4.pdf
Files
(3.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:33f7b20fc31cbcf21bab02ce6f7d9a08
|
3.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تطور الكروموسومات هولوسنتريك في تقبيل البق (نصف الأجنحة: Reduviidae: Triatominae): تنويع التسلسلات المتكررة
- Translated title (French)
- Évolution chromosomique holocentrique chez les insectes qui s'embrassent (Hemiptera : Reduviidae : Triatominae) : diversification des séquences répétées
- Translated title (Spanish)
- Evolución cromosómica holocéntrica en chinches (Hemiptera: Reduviidae: Triatominae): diversificación de secuencias repetidas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2751111710
- DOI
- 10.1186/s13071-017-2349-4
References
- https://openalex.org/W1136168590
- https://openalex.org/W1532431427
- https://openalex.org/W1965281804
- https://openalex.org/W1974554809
- https://openalex.org/W1976688524
- https://openalex.org/W1981387757
- https://openalex.org/W1986575934
- https://openalex.org/W1987652285
- https://openalex.org/W1991311588
- https://openalex.org/W1996714200
- https://openalex.org/W2003120999
- https://openalex.org/W2028465841
- https://openalex.org/W2063873305
- https://openalex.org/W2075136677
- https://openalex.org/W2089227006
- https://openalex.org/W2093036149
- https://openalex.org/W2095061645
- https://openalex.org/W2113950227
- https://openalex.org/W2126986218
- https://openalex.org/W2132328515
- https://openalex.org/W2164773932
- https://openalex.org/W2170642630
- https://openalex.org/W2214235152
- https://openalex.org/W2419403255
- https://openalex.org/W2465723143
- https://openalex.org/W2525179614
- https://openalex.org/W2530849582
- https://openalex.org/W2560163756
- https://openalex.org/W2562320812
- https://openalex.org/W2612412065
- https://openalex.org/W2738649993
- https://openalex.org/W823656348
- https://openalex.org/W984933477