Global trends of whole-genome duplications revealed by the ciliate Paramecium tetraurelia.
Jean-Marc Aury
(1)
,
Olivier Jaillon
(2)
,
L. Duret
(3)
,
Benjamin Noel
(1)
,
Claire Jubin
(2)
,
Betina M Porcel
(2)
,
Béatrice Ségurens
(2)
,
Vincent Daubin
(3)
,
Véronique Anthouard
(2)
,
Nathalie Aiach
(2)
,
Olivier Arnaiz
(4)
,
Alain Billaut
(5)
,
Janine Beisson
(4)
,
Isabelle Blanc
(4)
,
Khaled Bouhouche
(6)
,
Francisco Câmara
(7)
,
Sandra Duharcourt
(6)
,
Roderic Guigo
(7)
,
Delphine Gogendeau
(4)
,
Michael Katinka
(2)
,
Anne-Marie Keller
(4)
,
Roland Kissmehl
(8)
,
Catherine Klotz
(4)
,
France Koll
(4)
,
Anne Le Mouël
(6)
,
Gersende Lepère
(6)
,
Sophie Malinsky
(6)
,
Mariusz Nowacki
(6)
,
Jacek K Nowak
(9)
,
Helmut Plattner
(8)
,
Julie Poulain
(2)
,
Françoise Ruiz
(4)
,
Vincent Serrano
(6)
,
Marek Zagulski
(9)
,
Philippe Dessen
(10)
,
Mireille Bétermier
(4, 6)
,
Jean Weissenbach
(5)
,
Claude Scarpelli
(11)
,
Vincent Schächter
(5)
,
Linda Sperling
(4)
,
Eric Meyer
(6)
,
Jean Cohen
(4)
,
Patrick Wincker
(2)
1
LBGB -
Laboratoire de Bioinformatique pour la Génomique et la Biodiversité
2 UMR 8030 - Génomique métabolique
3 BPGE - Bioinformatique, phylogénie et génomique évolutive [LBBE]
4 CGM - Centre de génétique moléculaire
5 SEG - Structure et évolution des génomes - UMR 8030
6 REG - Régulation de l'expression génétique
7 CRG-UPF - Center for Genomic Regulation
8 Department of Biology [Konstanz]
9 Institute of Biochemistry and Biophysics, DNA Sequencing Laboratory, Warsaw
10 GC (FRE2939) - Génomes et cancer
11 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
2 UMR 8030 - Génomique métabolique
3 BPGE - Bioinformatique, phylogénie et génomique évolutive [LBBE]
4 CGM - Centre de génétique moléculaire
5 SEG - Structure et évolution des génomes - UMR 8030
6 REG - Régulation de l'expression génétique
7 CRG-UPF - Center for Genomic Regulation
8 Department of Biology [Konstanz]
9 Institute of Biochemistry and Biophysics, DNA Sequencing Laboratory, Warsaw
10 GC (FRE2939) - Génomes et cancer
11 GENOSCOPE - Genoscope - Centre national de séquençage [Evry]
Jean-Marc Aury
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756899
- IdHAL : jean-marc-aury
- ORCID : 0000-0003-1718-3010
Olivier Jaillon
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756900
- IdHAL : olivier-jaillon
- ORCID : 0000-0002-7237-9596
- IdRef : 119733374
L. Duret
- Fonction : Auteur
- PersonId : 21674
- IdHAL : laurent-duret
- ORCID : 0000-0003-2836-3463
- IdRef : 086039202
Benjamin Noel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1168862
- ORCID : 0000-0002-5830-3253
Betina M Porcel
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1058697
- IdHAL : betina-porcel
- ORCID : 0000-0003-0169-5302
Vincent Daubin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 169665
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- ORCID : 0000-0001-8269-9430
- IdRef : 088715000
Olivier Arnaiz
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756901
- ORCID : 0000-0002-9626-1015
- IdRef : 253728738
Isabelle Blanc
- Fonction : Auteur
- PersonId : 8381
- IdHAL : isabelle-blanc
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Sandra Duharcourt
- Fonction : Auteur
- PersonId : 738361
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Sophie Malinsky
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756902
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Julie Poulain
- Fonction : Auteur
- PersonId : 756903
- IdHAL : julie-poulain
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- IdRef : 061407232
Mireille Bétermier
- Fonction : Auteur
- PersonId : 737516
- IdHAL : mireille-betermier
- ORCID : 0000-0002-5407-6292
- IdRef : 15530576X
Claude Scarpelli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1272396
- ORCID : 0000-0002-2458-9775
Eric Meyer
- Fonction : Auteur
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- IdHAL : eric-meyer
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Patrick Wincker
- Fonction : Auteur
- PersonId : 757160
- IdHAL : patrick-wincker
- ORCID : 0000-0001-7562-3454
Résumé
The duplication of entire genomes has long been recognized as having great potential for evolutionary novelties, but the mechanisms underlying their resolution through gene loss are poorly understood. Here we show that in the unicellular eukaryote Paramecium tetraurelia, a ciliate, most of the nearly 40,000 genes arose through at least three successive whole-genome duplications. Phylogenetic analysis indicates that the most recent duplication coincides with an explosion of speciation events that gave rise to the P. aurelia complex of 15 sibling species. We observed that gene loss occurs over a long timescale, not as an initial massive event. Genes from the same metabolic pathway or protein complex have common patterns of gene loss, and highly expressed genes are over-retained after all duplications. The conclusion of this analysis is that many genes are maintained after whole-genome duplication not because of functional innovation but because of gene dosage constraints.