CpG island turnover events predict evolutionary changes in enhancer activity
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Le résumé fourni par la source
BACKGROUND: Genetic changes that modify the function of transcriptional enhancers have been linked to the evolution of biological diversity across species. Multiple studies have focused on the role of nucleotide substitutions, transposition, and insertions and deletions in altering enhancer function. CpG islands (CGIs) have recently been shown to influence enhancer activity, and here we test how their turnover across species contributes to enhancer evolution. RESULTS: We integrate maps of CGIs and enhancer activity-associated histone modifications obtained from multiple tissues in nine mammalian species and find that CGI content in enhancers is strongly associated with increased histone modification levels. CGIs show widespread turnover across species and species-specific CGIs are strongly enriched for enhancers exhibiting species-specific activity across all tissues and species. Genes associated with enhancers with species-specific CGIs show concordant biases in their expression, supporting that CGI turnover contributes to gene regulatory innovation. Our results also implicate CGI turnover in the evolution of Human Gain Enhancers (HGEs), which show increased activity in human embryonic development and may have contributed to the evolution of uniquely human traits. Using a humanized mouse model, we show that a highly conserved HGE with a large CGI absent from the mouse ortholog shows increased activity at the human CGI in the humanized mouse diencephalon. CONCLUSIONS: Collectively, our results point to CGI turnover as a mechanism driving gene regulatory changes potentially underlying trait evolution in mammals.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- CpG island turnover events predict evolutionary changes in enhancer activity
- Date Crossref
- 13/06/2024
- Éditeur
- Springer Science and Business Media LLC
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Yale University Department of Ecology and Evolutionary Biology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Oncode Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Zoetis (United States) pays non établi dans la noticeEntreprise
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Utrecht University Institute of Biodynamics and Biocomplexity pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Yale School of Medicine Department of Genetics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Inc Zoetis pays non établi dans la noticeEntreprise
Department of Ecology and Evolutionary Biology — Yale University, Oncode Institute et Zoetis (United States), avec 3 autres affiliations.
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