velikost textu

Whole-genome analysis of the house mouse hybrid zone

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Whole-genome analysis of the house mouse hybrid zone
Název v češtině:
Genomová analýza hybridní zóny myší domácích
Typ:
Disertační práce
Autor:
Mgr. Václav Janoušek
Školitel:
doc. Mgr. Pavel Munclinger, Ph.D.
Oponenti:
RNDr. Lukáš Choleva, Ph.D.
Yingguang Frank Chan, Dr.
Id práce:
93249
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra zoologie (31-170)
Program studia:
Zoologie (P1502)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
28. 1. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Angličtina
Klíčová slova:
myš, hybridní zóna, genom, klina, selekce
Klíčová slova v angličtině:
house mouse, hybrid zone, selection, genome
Abstrakt:
Abstrakt Hybridní zóny poskytují cennou příležitost ke studiu procesu speciace v reálném čase. Dochází zde k porušení genovych interakcí a následnému vzniku reprodukční izolace v důsledku kontaktu předem netestovanych kombinací genů pocházejících z divergujících populací. Dva druhy myší (Mus musculus musculus/Mus musculus domesticus) tvoří napříč střední Evropou úzkou zónu sekundárního kontaktu, která, jak se předpokládá, je udržována prostřednictvím rovnováhy mezi selekcí hybridů se sníženym fitness a disperzí jedinců. V průběhu mého PhD studia jsem spolu s mymi kolegy používal set asi 1400 SNP markerů ke studiu celogenomové introgrese napříč dvěma/třema transekty v hybridní zóně myši domácí. Naším cílem bylo identifikovat genomové oblasti obsahujících geny potenciálně způsobující reprodukční izolaci mezi dvěma poddruhy myši domácí, charakterizovat jejich rozložení v myším genomu a charakterizovat vlastnosti genomu typické pro tyto regiony. Náš vyzkum potvrdil na celogenomové škále vyznamnost chromozomu X při evoluci reprodukční izolace. Tento chromozom vykazoval introgresi odpovídající silné negativní epistázy a tato introgrese byla konzistentní mezi oběma studovanymi transekty, což poukazuje na společny geneticky základ reprodukční izolace mezi rozdílnymi oběma transekty. Na rozdíl od chromozomu X vykazovaly autozomy mnohem menší podíl markerů s negativní epistází a pouze maly překryv mezi transekty. V proximální části chromozomu 11 jsme se zameřili na oblast vykazující negativní epistázy v obou studovanych transektech, kde jsme identifikovali gen 1700093K21Rik jako kandidátní speciační gen. Dále jsme znovu analyzovali data ve třech transektech ve snaze identifikovat genomické oblasti s vysokou a nízkou introgresí a charakterizovat genomické vlastnosti asociované s těmito oblastmi. Cílem bylo objasnit vyznam různych evolučních procesů v evoluci reprodukční izolace u myši domácí. Oblasti s nízkou introgresí vykazovaly vyšší genomovou diferenciaci a nízkou míru rekombinace. Tyto oblasti také obsahovaly s větší pravděpodobností geny hrající roli uvnitř buňky. Oblasti s vysokou mírou introgrese vykazovaly naopak nižší míru genomové diferenciace a vyšší míru rekombinace a také vyšší prevalenci genů plnící úlohu na buněčné periferii. Na základě našich vysledků se domníváme, že funkční organizace genomu by mohla byt důležitym činitelem při druhové divergenci a při evoluci reprodukční izolace.
Abstract v angličtině:
Abstract Hybrid zones provide a valuable opportunity to study the process of speciation in real time. Untested combinations of genes from diverging populations come to the contact here causing a breakdown of genetic interactions and giving rise to reproductive isolation. Two house mouse subspecies (Mus musculus musculus/Mus musculus domesticus) form a narrow zone of secondary contact across Central Europe which is thought to be maintained by a balance between selection against unfit hybrids and dispersion of individuals. During my PhD study my collaborators and I used an array of ~ 1400 SNP markers to study patterns of introgression on a genome-wide scale across two/three house mouse hybrid zone transects. Our aim was to identify the genomic regions putatively harboring genes which are involved in the reproductive isolation between the two subspecies, characterize their distribution in mouse genome and assess genomic features associated with them. We were able to confirm on a genome-wide scale the importance of the X chromosome in the evolution of reproductive isolation. This chromosome exhibited introgression corresponding to strong negative epistasis and the patterns were consistent between transects pointing out to a common basis of reproductive isolation playing a role in two transects. Contrary to the X chromosome, autosomes exhibited a much lower extent of markers under the epistasis, with a small overlap between transects. Focusing on the specific autosomal region in the proximal part of chromosome 11, which exhibited negative epistasis in both transects, we were able to identify a particular gene, 1700093K21Rik, as a good candidate for the speciation gene. We further re-analyzed data of three transects to identify genomic regions of high and low introgression and characterized genomic features associated with these regions in order to elucidate the role different processes play in the evolution of reproductive isolation in the house mouse. We found that genomic regions of low introgression exhibited a higher genomic differentiation and a low rate of recombination. These regions are also more likely to accommodate genes acting in the interior of a cell. On the contrary, genomic regions of high introgression exhibited lower genomic differentiation, a higher rate of recombination and a higher prevalence of genes acting at cell periphery. We hypothesize that the functional organization of genome is an important driver of species divergence and in the evolution of reproductive isolation.
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce Mgr. Václav Janoušek 30.71 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce Mgr. Václav Janoušek 73 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky Mgr. Václav Janoušek 9 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce Mgr. Václav Janoušek 537 kB
Stáhnout Posudek vedoucího doc. Mgr. Pavel Munclinger, Ph.D. 192 kB
Stáhnout Posudek oponenta RNDr. Lukáš Choleva, Ph.D. 207 kB
Stáhnout Posudek oponenta Yingguang Frank Chan, Dr. 239 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 459 kB