Contribution of the intron retained in the Nxf1 gene transcript to the phylogeny of the order Chiroptera

Full Text

Ген Nxf1 — наиболее древний представитель эволюционно-консервативного мультигенного семейства Nxf (nuclear export factor) [1], он кодирует белок, который за счет взаимодействия с различными кофакторами обеспечивает ядерно-цитоплазматический экспорт мРНК, причем в этом процессе ему отводится критически важная роль [1–3]. В случае нокдауна Nxf1 наблюдается полная остановка роста клетки и накопление поли-(A)-мРНК в ядре [4]. Размер семейства Nxf может варьировать, включая от одного до пяти генов-паралогов у разных представителей группы Unikonta, а ген Nxf1 как наиболее консервативный является основоположником генного семейства. Отмечается тенденция к увеличению числа генов-паралогов у высокоорганизованных эукариот [1]. Предположительно, паралоги выполняют специализированные функции [5], в том числе доказана тканеспецифичность отдельных паралогов [1, 6]. Существование генов-паралогов — не единственный механизм расширения спектра функций генов в рамках этого семейства. У Drosophila melanogaster функции паралогов могут исполнять специализированные транскрипты гена Nxf1 [5, 7]. Увеличение числа интронов способствует повышению вариативности транскриптов, обеспечивая эволюционное преимущество за счет увеличения вариантов сплайсинга [8].

Одна из характерных эволюционно-консервативных особенностей гена Nxf1 и его ортологов у различных представителей Opisthokonta — наличие интрон-содержащего транскрипта, возникающего в результате альтернативного сплайсинга [9]. Примечательно, что сохранение интрона считается наиболее редким [10] и наименее изученным [11] типом альтернативного сплайсинга. Несмотря на то что функциональное значение сохранения интрона ранее оставалось недооцененным, в настоящее время установлен значительный вклад этого явления. Сохранение интрона является независимым механизмом регуляции работы генов и может дополнять другие типы посттранскрипционной регуляции экспрессии генов, такие как альтернативный сплайсинг экзонов, что было показано, например, при исследовании эритроцитов [11, 12]. Таким образом, можно считать, что сохранение интрона как механизм, позволяющий увеличить сложность процессов регуляции генов, способствует также и увеличению адаптационного потенциала организма.

Доказано существование интрон-содержащего транскрипта у мышей [6], человека [13] и дрозофилы [5]. При этом также установлен факт преобладания интрон-содержащего транскрипта в тканях головы Drosophila melanogaster [5]. Было также отмечено присутствие интрон-содержащего транскрипта в неокортикальных нейронах и в нейронах гиппокампа у крыс [14]. Примечателен тот факт, что этот интрон, вместе с окружающими его экзонами, образует эволюционно-консервативный интрон-экзонный блок, который принимает вид: экзон 110 п. н. – интрон – экзон 37 п. н., схожий у представителей различных таксономических групп. Этот интрон было предложено называть «кассетным» [9]. В генах Nxf1 позвоночных — это интрон 10, а в генах Nxf1 дрозофилид — интрон 5. [9]. Участки геномной последовательности, участвующие в альтернативном сплайсинге, демонстрируют повышенные уровни геномной консервативности по сравнению с конститутивно сплайсируемыми экзонами [10]. Последовательность кассетного интрона гена Nxf1 можно отнести именно к такому типу последовательностей [9]. В сохраняемом интроне содержится преждевременный стоп-кодон. Транскрипты с сохраненным интроном в норме подвергаются NMD (Nonsense Mediated Decay). Кроме того, транскрипты, содержащие преждевременный стоп-кодон, сохраняются с более низкой частотой, предположительно, это может быть связано с наличием отбора в отношении потенциала кодирования (selective pressure for coding potential) [15], однако высокое содержание в цитоплазме транскрипта гена NXF1, сохраняющего интрон, позволяет предположить наличие механизмов, позволяющих избегать NMD [16]. Эту функцию у позвоночных могут исполнять CTE (Constitutive Transport Element), проявляющий сходство с вирусной последовательностью и обеспечивающий ядерный экспорт несплайсированной РНК [13], а у дрозофилид поли-(A)-последовательности [9]. Это особые консервативные участки последовательности интрона. Наличие различных механизмов, способствующих сохранению интрон-содержащего транскрипта, включающего преждевременный стоп-кодон у позвоночных и дрозофилид, позволяет предположить конвергентную эволюцию последовательности гена Nxf1.

В настоящее время интрон-содержащие последовательности широко используются в молекулярной филогенетике [17–19]. Использование данных последовательностей на практике часто сопряжено с рядом методических трудностей, но многие из них были успешно преодолены [20]. Тем не менее поиск генов, пригодных для использования в качестве филогенетических маркеров, все еще остается актуальной задачей. Мы предполагаем, что использование определенных последовательностей различных участков гена Nxf1 в этом качестве может иметь определенные перспективы.

В данном исследовании выбор в пользу филогении отряда Chiroptera был сделан по ряду причин. Филогения Chiroptera представляет интерес в том числе и для эпидемиологических исследований, так как среди представителей спорных групп есть переносчики опасных вирусов [21]. В этом плане ген Nxf1 представляет отдельный интерес в качестве объекта, поскольку доказано, что он важен в переносе вирусных РНК [22], кроме того, установлено его участие в переносе РНК вируса Эболы [23], основные распространители которого — представители Chiroptera. Как отмечалось в статье N.M. Foley и соавт. [21], более четкое понимание филогении Chiroptera может иметь значение для эпидемиологов при прогнозировании переноса SARS-подобных вирусов.

В качестве материалов использовали восемь вариантов последовательности генов Nxf1 (рис. 1) 17 представителей отряда Chiroptera, полученные из общедоступных баз данных. В табл. 1 представлены ссылки на анализируемые последовательности NCBI.

 

Таблица 1. Виды, задействованные в ходе эксперимента

Table 1. List of species used in the experiment

Семейство	Вид	Номер депонирования (accession number) в NCBI
Homo*	Homo sapiens	NC_000011.10:c62805440-62792130
Rattus*	Rattus norvegicus	NC_051336.1:205655442-205668637
Phyllostomidae	Artibeus jamaicensis	NW_023542419.1:890903-901045
Phyllostomidae	Desmodus rotundus	NW_020093552.1:c2039064-2029125
Vespertilionidae	Eptesicus fuscus	NW_007370967.1:192470-202877
Hipposideridae	Hipposideros armiger	NW_017731443.1:3872791-3884027
Miniopteridae	Miniopterus natalensis	NW_015504634.1:775345-784658
Molossidae	Molossus molossus	NW_023425348.1:c89303232-89290032
Vespertilionidae	Myotis brandtii	NW_005353800.1:c360404-351295
Vespertilionidae	Myotis davidii	NW_006297142.1:c1278961-1266477
Vespertilionidae	Myotis lucifugus	NW_005871779.1:34512-44765
Vespertilionidae	Myotis myotis	NW_023416332.1:224423-235058
Phyllostomidae	Phyllostomus discolor	NC_040908.2:c164004956-163994433
Vespertilionidae	Pipistrellus kuhlii	NW_023425561.1:c1148265-1132082
Pteropodidae	Pteropus alecto	NW_006435764.1:7215211-7225001
Pteropodidae	Pteropus vampyrus	NW_011888925.1:c1209758-1199949
Rhinolophidae	Rhinolophus ferrumequinum	NC_046294.1:8038466-8048415
Pteropodidae	Rousettus aegyptiacus	NW_023416308.1:c114932923-114923249
Phyllostomidae	Sturnira hondurensis	NW_023514227.1:c335816-325631
*Виды, использованные в качестве представителей внешних групп.

 

Методы выравнивания нуклеотидных последовательностей

Выравнивание нуклеотидных последовательностей проводили в программе MEGA-X [24] версии 10.1.7 с помощью алгоритма MUSCLE [25] с использованием настроек по умолчанию (GAP Open-400, 16 итераций). В качестве метода кластеризации использовали UPGMA [26].

По результатам выравнивания, вручную с опорой на модель интрон-экзонной структуры гена Hs Nxf1, воссоздавали модель интрон-экзонной структуры гена Nxf1 исследуемых рукокрылых.

С учетом известной интрон-экзонной структуры последовательности гена Nxf1 анализировали восемь вариантов последовательностей (рис. 1).

 

Рис. 1. Варианты последовательностей, используемых в эксперименте. 1 — Полная последовательность гена; 2 — последовательность, содержащая только экзоны; 3 — последовательность, содержащая только экзоны и интрон 10; 4 — последовательность, содержащая только интрон 10 и окружающие его экзоны (10 и 11); 5 — последовательность, соответствующая интрону 10 (кассетному интрону); 6 — последовательность, соответствующая экзонам 10 и 11; 7 — последовательность гена, исключающая только интрон 10 (кассетный интрон); 8 — последовательность, включающая только интроны, кроме интрона 10 (кассетного интрона). В составе последовательностей учтены некодирующие экзоны 5' и 3' концов

Fig. 1. Variants of the sequence used in the experiment. 1 — Full-gene sequence; 2 — exons only; 3 — exons and intron 10; 4 — intron 10 and exons 10, 11; 5 — intron 10 (cassette intron); 6 — exons 10, 11; 7 — excluding intron 10 (cassette intron); 8 — only introns, except intron 10 (cassette intron). Non-coding exons at the 5' and 3' ends are including in sequences

 

На основании каждого из восьми вариантов последовательностей, с целью проследить изменение точности филогенетической реконструкции, были построены филогенетические деревья.

Филогенетический анализ нуклеотидных последовательностей

Для построения филогенетических деревьев и их последующего редактирования применяли программы: MEGA-X [24], Mesquite [27], MrBayes [28] и FigTree.v1.4.4. [29], а также методы максимального правдоподобия (Maximum Likelihood) и Байеса (Bayes Inference).

При построении филогенетических деревьев по методу максимального правдоподобия (Maximum Likelihood) использовали программу IQTree [30]. Оптимальная эволюционная модель подбиралась для каждого множественного выравнивания, соответствующего одному из восьми вариантов последовательностей с помощью алгоритма ModelFinder [31]. Лучшую схему моделей нуклеотидных замен определяли по трем параметрам: Akaike Information Criterion (AIC) [32], Corrected Akaike Information Criterion (AICc), Bayesian Information Criterion (BIC) [33]. Основным параметром выступал BIC. Оптимальные модели представлены в табл. 2.

 

Таблица 2. Оптимальные модели замен для метода максимального правдоподобия (Maximum Likelihood), полученные с помощью алгоритма ModelFinder на основе критерия BIC

Table 2. The best evolutionary models for each variant of sequence were found by ModelFinder. The choice was made in favor of models that minimize the Bayesian information criterion (BIC)

Множественное выравнивание варианта последовательности	Модель замен (Substitution model)
1. Полная последовательность гена	TIM+F+I+G4
2. Только экзоны	TIM3e+G4
3. Только экзоны + интрон 10	K3Pu+F+G4 [34]
4. Только экзон 10, интрон 10 и экзон 11	K3Pu+F+G4
5. Только интрон 10	K3Pu+F+G4
6. Только экзоны 10 и 11	K2P+G4 [35]
7. Все, кроме интрона 10	K3Pu+F+I+G4
8. Только интроны, кроме интрона 10	TPM3+F+G4

 

Для статистической поддержки максимального правдоподобия в программе IQ-Tree были использованы два коэффициента: SH-like approximate likelihood ratio test (SH-aLRT, 1000 репликаций) [36] и сверхбыстрый бутстреп (UfBoot, 500 псевдореплик) [37, 38].

Метод Байеса при построении филогенетических деревьев предполагает иной набор моделей замен. Параметры для MrBayes задавались с помощью программы Mesquite [27]. Мы применили модель GTR+I+G (General time reversible — GTR) [39, 40], учитывалось шесть видов замещения и комбинация модели неизменяющихся сайтов (Proportion of Invariable Sites) с гамма-моделью (+I+G, rates = invgamma) [37]). При оценке филогенетической реконструкции достоверными считали коэффициенты поддержки более 80 для SH-like aLRT [38, 41] и более 95 — для UfBoot [42]. При оценке филогенетических реконструкций, полученных с помощью метода Байеса, достоверными были значения апостериорной вероятности более 80 % и более 90 %.

Филогенетический анализ видов отряда Chiroptera

Характеристика выравниваний. Для проведения выравнивания последовательностей применены настройки по умолчанию: GAP Open-400, 16 итераций. Характеристика выравниваний представлена в табл. 3.

 

Таблица 3. Характеристика множественных выравниваний

Table 3. The multiple alignments characteristic

Вариант последовательности	Пары оснований, п. н.	Консервативные сайты, п. н.	Вариабельные сайты, п. н.	Информативные сайты, п. н.	Однонуклеотидные вариации (SNP = SNV), п. н.
1. Полная последовательность гена	31570	5833	10373	4219	4692
2. Только экзоны	1976	1202	655	401	254
3. Только экзоны + интрон 10	4168	2230	1491	849	638
4. Только экзон 10, интрон 10 и экзон 11	2326	1118	895	477	409
5. Только интрон 10	2177	1018	846	443	396
6. Только экзоны 10 и 11	147	95	52	32	20
7. Все, кроме интрона 10	29185	5031	9261	3656	4053
8. Только интроны, кроме интрона 10	24081	4241	7771	3023	2917

 

Полная последовательность гена Nxf1

На 2019–2020 гг. в базах данных GenBank установлены последовательности гена Nxf1 различной степени полноты для 17 представителей отряда Chiroptera, относящихся к семи различным семействам: Phyllostomidae, Vespertilionidae, Miniopteridae, Molossidae, Hipposideridae, Rhinolophidae, Pteropodidae. Кроме того, в качестве внешних групп, на филогенетическом дереве изображены отряд приматы, представленный Homo sapience, и отряд грызуны, представленный Rattus norvegicus.

Все филогенетические деревья, полученные на основе полной последовательности гена Nxf1, имеют высокий уровень поддержки топологии, максимально возможный или близкий к нему. Общий характер ветвления, подробно описанный на примере последовательности полного гена, остается неизменным в большинстве случаев. Полученная схема поддерживает разделение на клады Yinpterochiroptera и Yangochiroptera (рис. 2) [43, 44]. Yinpterochiroptera подразделяется на две ветви, первая — представлена семейством Phyllostomidae (Artibeus jamaicensis, Desmodus rotundus, Phyllostomus discolor, Sturnira hondurensis), а вторая — образована тремя монофилитическими семействами (Vespertilionidae, Miniopteridae, Molossidae), при этом Molossidae занимает базальное, по отношению к Vespertilionidae и Miniopteridae, положение, что согласуется с данными литературы [45, 46]. Стоит отметить, что на настоящий момент нет единого мнения, какая из этих групп должна занимать базальное положение, например, в более поздней работе [47] было высказано предположение, что ранее всех обособилась группа Miniopteridae, однако сами авторы подчеркивают, что в виду особенностей дизайна эксперимента полученная схема дает лишь приблизительную оценку филогенетических отношений внутри отряда. Семейства Miniopteridae и Molossidae представлены каждое одним видом (Miniopterus natalensis и Molossus molossus соответственно), в то время как Vespertilionidae — шестью (Myotis brandtii, Myotis davidii, Myotis lucifugus, Myotis myotis, Pipistrellus kuhlii, Eptesicus kuhli). В пределах семейства также наблюдается разделение на три рода (Myotis, Eptesocus и Pipistrellus). Хотя в нашем исследовании набор представителей семейства Vespertilionidae ограничен и представлены не все рода, наблюдается сходство с результатами филогенетического анализа данного семейства, проведенного на большей выборке видов при использовании митохондриальной ДНК [48]. Результаты этого анализа подтверждают монофилию Vespertilioninae. По нашим данным, группа Yinpterochiroptera, в свою очередь, делится на две клады. Клада Rhinolophoidea представлена двумя видами, относящимися к двум разным семействам (Rhinolophidae, Rhinolophus ferrumequinum и Hipposideridae, Hipposideros armiger), и Pteropodoidae, представленная тремя видами (Pteropus alecto, Pteropus vampyrus и Rousettus aegyptiacus), относящимися к одному семейству Pteropodidae.

Вариант последовательности гена, содержащей только экзоны

Топология, построенная на основе варианта последовательности гена, исключающей интроны, в целом, соответствует варианту, полученному на основе полной последовательности гена, за исключением резкого падения коэффициента поддержки в узле Vespertilionidae/Miniopteridae — SH-Like aLTR/Bootstrap = 59,5/54 по сравнению с SH-Like aLTR/Bootstrap = 99,4/100 в случае топологии, построенной на основе последовательности полного гена (рис. 3). Это позволяет относить этот узел к неразрешенным. Отмечается также небольшое снижение точности в других узлах, но значения коэффициентов поддержки и апостериорной вероятности все еще стабильно остаются достаточно высокими и не опускаются ниже 80 % в случае методов максимального правдоподобия и 0,95 для значения апостериорной вероятности, так что эти изменения можно считать несущественными.

Вариант последовательности гена, содержащей только экзоны и интрон 10

Топология, построенная на основе варианта последовательности гена, где сохранен только кассетный интрон (Приложение 1), соответствует варианту, полученному на основе полной последовательности (рис. 2), и выгодно отличается от топологии, построенной на основе варианта последовательности гена, не включающей интроны (рис. 3), поскольку значение коэффициента поддержки в узле Vespertilionidae/Miniopteridae, который оставался неразрешенным при использовании варианта последовательности, не включающей интроны, остается крайне высоким для методов максимального правдоподобия (SH-Like aLTR/Bootstrap = 94,2/100), а значение апостериорной вероятности по Байесу равно единице.

 

Рис. 2. Филогенетическое дерево, построенное на основе полных последовательностей гена Nxf1 различных представителей отряда Chiroptera с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса. Коэффициенты поддержки обозначены как SH-Like aLTR/Bootstrap и значение апостериорной вероятности по Байесу. Цветом выделены области дерева, соответствующие крупным семействам, внутри которых порядок ветвления остается неизменным во всех рассматриваемых схемах или причины его нарушения установлены и отдельные узлы можно считать разрешенными. Приведенные выше обозначения общие для этого и всех последующих рисунков

Fig. 2. Phylogenetic tree based on the full-gene sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene. The tree was constructed by maximum likelihood and Bayesian methods. Support ratios are denoted as SH-Like aLTR/Bootstrap and the Bayesian posterior value. Large families are color coded. The branch order within highlighted areas remains unchanged in all considered schemes or the reasons for its violation are determined and individual nodes can be considered allowed. The above designations are common to this and all following figures

 

Рис. 3. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности гена Nxf1, содержащей только экзоны, для различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Fig. 3. Phylogenetic tree based on the “only exons” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

 

Вариант последовательности, содержащей только интрон 10 и окружающие его экзоны (10 и 11)

Топология, построенная на основе варианта последовательности, соответствующей эволюционно-консервативному блоку, образованному кассетным интроном и окружающими его экзонами, отличается от варианта, полученного на основе полной последовательности гена, за исключением двух узлов, которые остаются неразрешенными (рис. 4). Схема все еще поддерживает разделение на Yinpterochiroptera и Yangochiroptera, однако установить порядок ветвления в пределах Yinpterochiroptera, опираясь на полученные данные, не представляется возможным, поскольку узел, отображающий разделение Yinpterochiroptera на две клады Rhinolophoidea и Pteropodoidae, имеет низкое значение поддержки (39.5/57/0.67). Случаи подобного падения точности при определении положения групп, находящихся в основании филогенетического дерева при использовании интронных и интрон-содержащих последовательностей, отмечались и в других исследованиях [49] и, предположительно, связаны с более высокой скоростью эволюции таких последовательностей.

Вариант последовательности, соответствующей интрону 10 (кассетному интрону)

Топология отличается от варианта, полученного на основе полной последовательности гена. Не поддерживает разделение на Yinpterochiroptera и Yangochiroptera, Rhinolophoidea определяется как парафилитическая по отношению к Pteropodidae с низким уровнем поддержки (SH-Like aLTR/Bootstrap = 61,4/70 и 0,70), из чего следует, что на основе этого варианта последовательности не представляется возможным определить принадлежность Rhinolophoidea к Yinpterochiroptera или Yangochiroptera. Порядок ветвления в пределах рода Myotis пришел в соответствие с полученным для топологии, основанной на полной последовательности гена, однако значения поддержки все еще недостаточно высокие (SH-Like aLTR/Bootstrap = 25,4/55 и 0,71), чтобы можно было считать эту ветвь разрешенной (Приложение 2).

Вариант последовательности, соответствующей экзонам 10 и 11

Схемы, построенные на основе варианта последовательности, соответствующей экзонам 10 и 11, не имели достаточного филогенетического сигнала, по-видимому, это связанно с малой длинной (147 п. н.) этой последовательности, также, вероятно, ее значительная консервативность препятствует получению адекватной топологии (Приложение 3). Поскольку варианты последовательности, соответствующие кассетному интрону и кассетному интрону с экзонами 10 и 11, имеют минимальные отличия, и адекватной топологии, построенной лишь на основе последовательности этих экзонов, получить не удалось, в дальнейшем эти варианты обсуждаться не будут.

Вариант последовательности гена, исключающей только интрон 10 (кассетный интрон)

Топология, построенная на основе варианта последовательности гена, исключающей кассетный интрон (Приложение 4), соответствует схемам, построенным на основе полной последовательности гена (рис. 2), и варианта последовательности, где из интронов сохранен только кассетный (Приложение 1). Характер ветвления совпадает, значения поддержки в каждом отдельном узле высокие.

Вариант последовательности, включающей только интроны, кроме интрона 10 (кассетного интрона)

Топология, построенная на основе варианта последовательности, включающей только интроны, за исключением кассетного (Приложение 5), демонстрирует сходство с топологиями, построенными на основе варианта последовательности, соответствующей эволюционно-консервативному блоку, образованному кассетным интроном и фланкирующими его экзонами (рис. 4), а также варианта последовательности, соответствующей кассетному интрону (Приложение 2). Так же как в двух описанных выше случаях, не удается разрешить разделение в пределах Yinpterochiroptera, узел, отображающий разделение на клады Rhinolophoidea и Pteropodoidae, имеет низкое значение поддержки (50.2/50/0.72).

 

Рис. 4. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности гена Nxf1, содержащей только интрон 10 и окружающие его экзоны (10 и 11), для различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Fig. 4. Phylogenetic tree based on the “intron 10 and exons 10, 11” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

 

Интроны несут определенный филогенетический сигнал, и их присутствие в исходной последовательности влияет на точность конечной схемы

Топологии, построенные на основе последовательности полного гена, варианта последовательности гена, где представлены все экзоны и только кассетный интрон, а также варианта последовательности гена, исключающей только кассетный интрон, проявляют значительное сходство. Полученные филогенетические деревья не имеют неразрешенных узлов и в значительной степени соответствуют современным представлениям о систематике Chiroptera. Стоит отметить, что схемы, построенные на основе последовательностей, включающих как экзоны, так и интроны, оказались наиболее точными, в то время как на схеме, полученной при использовании варианта последовательности гена, исключающей интроны, был получен неразрешенный узел Vespertilioidae/Molossidae. Примечательно, что кассетный интрон имеет влияние на точность схемы, сопоставимое по своей силе с суммарным влиянием всех остальных интронов гена.

Интронные и экзонные последовательности имеют качественные отличия по своему филогенетическому сигналу

При использовании варианта последовательности, соответствующей кассетному интрону, а также варианта последовательности, включающей только интроны, за исключением кассетного, не удается установить положение группы Rhinolophoidea, однако узел Vespertilioidae/Molossidae, который оставался неразрешенным при использовании варианта последовательности, исключающей интроны, сохраняет высокие значения поддержки во всех топологиях, основанных на вариантах последовательностей, включающих интроны. В свою очередь на схеме, основанной на варианте последовательности гена, исключающей интроны, положение группы Rhinolophoidea определяется корректно с достаточным уровнем поддержки. На основании полученных результатов можно констатировать факт снижения точности схем, причем наблюдаются качественные различия — неразрешенные узлы на филогенетических деревьях не совпадают, из чего следует вывод о качественных различиях между филогенетическими сигналами интронных и экзонных последовательностей. Филогенетический сигнал последовательностей, соответствующих эволюционно-консервативному блоку, образованному кассетным интроном и фланкрирующими его экзонами, кассетному интрону, а также всем интронам, кроме кассетного, имеет качественные отличия от филогенетического сигнала варианта последовательности гена, исключающей интроны. В случае трех вариантов последовательностей, где учитывался филогенетический сигнал интронов, мы получили надежное разрешение узла Vespertilioidae/Molossidae, достаточно близких семейств. Это считается основанием для предположения, что интрон-содержащие последовательности особенно важно учитывать при работе с близкородственными группами. В свою очередь, вариант последовательности, исключающей интроны, позволял надежно определить положение группы Rhinolophoidea, чего не удавалось сделать, основываясь исключительно на вариантах интрон-содержащих последовательностей. Однако стоит отметить, что этот результат характерен и для комбинированных вариантов, сочетающих как интронные, так и экзонные последовательности, что свидетельствует в пользу предпочтительного использования именно комбинированных вариантов.

Стоит также отметить, что схема, построенная на основе исключительно последовательности кассетного интрона, по своей точности не уступает схеме, основанной на последовательности всех интронов гена, за исключением кассетного. Таким образом, филогенетический сигнал кассетного интрона сопоставим с совокупным вкладом всех интронов гена, о чем можно также судить, сопоставляя филогенетические деревья, основанные на варианте последовательности, исключающей все интроны, кроме кассетного, и варианте последовательности, где исключен только кассетный интрон.

Полученные результаты могут свидетельствовать о значимости кассетного интрона в эволюции гена Nxf1 у Chiroptera.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Вклад авторов: Д.Д. Бондарук — написание основного текста статьи, биоинформатическая обработка материалов, анализ полученных результатов, обсуждение результатов; Е.В. Голубкова — руководство, редактирование текста, обсуждение результатов; Л.А. Мамон — общее руководство, редактирование текста, обсуждение результатов.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contribution. Thereby, all authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. Contribution of each author: D.D. Bondaruk — writing the main text of the article, bioinformatic processing of materials, analysis of the results, discussion of the results; E.V. Golubkova — guidance, text editing, discussion of the results; L.A. Mamon — general guidance, text editing, discussion of the results.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

 

Приложение 1. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности, содержащей только экзоны и интрон 10 гена Nxf1 различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Примечание. Коэффициенты поддержки обозначены как SH-Like aLTR/Bootstrap и значение апостериорной вероятности по Байесу. Цветом выделены области дерева, соответствующие крупным семействам, внутри которых порядок ветвления остается неизменным во всех рассматриваемых филогенетических деревьях или причины его нарушения установлены и отдельные узлы можно считать разрешенными. Приведенные выше обозначения общие для этого и всех последующих рисунков.

Appendix 1. Phylogenetic tree based on the “exons and intron 10” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

Note. Support ratios are denoted as SH-Like aLTR/Bootstrap and the Bayesian posterior value. Large families are color coded. The branch order within highlighted areas remains unchanged in all considered schemes or the reasons for its violation are determined and individual nodes can be considered allowed. The above designations are common to this and all subsequent figures.

 

Приложение 2. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности, содержащей только интрон 10 гена Nxf1 различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Appendix 2. Phylogenetic tree based on the “only intron 10 (cassette intron)” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

 

Приложение 3. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности, содержащей только экзоны 10 и 11 гена Nxf1 различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Appendix 3. Phylogenetic tree based on the “exons 10, 11” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

 

Приложение 4. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности гена Nxf1, исключающей интрон 10, различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Appendix 4. Phylogenetic tree based on the “excluding intron 10 (cassette intron)” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

 

Приложение 5. Филогенетическое дерево, построенное на основе варианта последовательности, содержащей только интроны гена Nxf1, за исключением интрона 10, различных представителей отряда Chiroptera, с помощью методов максимального правдоподобия и Байеса

Appendix 5. Phylogenetic tree based on the “only introns, except intron 10 (cassette intron)” sequence variant of the Chiroptera’s Nxf1 gene

About the authors

Dmitrii D. Bondaruk

Saint-Petersburg State University

Author for correspondence.
Email: D.D.Bondaruk@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0265-5759
SPIN-code: 8162-8441

Postgraduate student

Russian Federation, Saint-Petersburg

Elena V. Golubkova

Saint Petersburg State University

Email: elena_golubkova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9528-5760
SPIN-code: 7386-1230
Scopus Author ID: 6602650894

Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor, Department of Genetics and Biotechnology

Russian Federation, Saint Petersburg

Lyudmila A. Mamon

Saint Petersburg State University

Email: mamon@lm2010.spb.edu
ORCID iD: 0000-0001-5338-0703
SPIN-code: 7780-6907

Dr. Sci. (Biol.), Professor, Department of Genetics and Biotechnology

Russian Federation, Saint Petersburg

References

Supplementary files