Convergent Degenerated Regulatory Elements Associated with Limb Loss in Limbless Amphibians and Reptiles
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Le résumé fourni par la source
Limbs are a defining characteristic of tetrapods, yet numerous taxa, primarily among amphibians and reptiles, have independently lost limbs as an adaptation to new ecological niches. To elucidate the genetic factors contributing to this convergent limb loss, we present a 12 Gb chromosome-level assembly of the Banna caecilian (Ichthyophis bannanicus), a limbless amphibian. Our comparative analysis, which includes the reconstruction of amphibian karyotype evolution, reveals constrained gene length evolution in a subset of developmental genes across 3 large genomes. Investigation of limb development genes uncovered the loss of Grem1 in caecilians and Tulp3 in snakes. Interestingly, caecilians and snakes share a significantly larger number of convergent degenerated conserved noncoding elements than limbless lizards, which have a shorter evolutionary history of limb loss. These convergent degenerated conserved noncoding elements overlap significantly with active genomic regions during mouse limb development and are conserved in limbed species, suggesting their essential role in limb patterning in the tetrapod common ancestor. While most convergent degenerated conserved noncoding elements emerged in the jawed vertebrate ancestor, coinciding with the origin of paired appendage, more recent degenerated conserved noncoding elements also contribute to limb development, as demonstrated through functional experiments. Our study provides novel insights into the regulatory elements associated with limb development and loss, offering an evolutionary perspective on the genetic basis of morphological specialization.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Convergent Degenerated Regulatory Elements Associated with Limb Loss in Limbless Amphibians and Reptiles
- Date Crossref
- 01/11/2024
- Éditeur
- Oxford University Press (OUP)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Northwestern Polytechnical University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Xijing Hospital pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Air Force Medical University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Yancheng Teachers University Jiangsu Key Laboratory for Bioresources of Saline Soils pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Jiangsu Key Laboratory for Bioresources of Saline Soils pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Kunming Institute of Zoology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la noticeOrganisme public
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South China Sea Institute Of Oceanology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Oceanology pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Ecology and Environment Shaanxi Key Laboratory of Qinling Ecological Intelligent Monitoring and Protection pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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The Fourth Military Medical University Department of Orthopaedics pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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State Key Laboratory of Genetic Resources and Evolution pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Northwestern Polytechnical University, Xijing Hospital et Air Force Medical University, avec 9 autres affiliations.
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