Цитологія і генетика 2021, том 55, № 5, 75-76
Cytology and Genetics 2021, том 55, № 5, 471–479, doi: https://www.doi.org/10.3103/S009545272105011X

Putative group I introns in the nuclear internal transcribed spacer of the basidiomycete fungus Gautieria Vittad

Sahin E.

  • Department of Biology, Faculty of Science, Ankara University, Dögol Street Tandogan, 06100 Ankara, Turkey

РЕЗЮМЕ. Інтрони I групи – це рибозими з автосплайсингом, які вставляють у гени, що кодують білок і РНК. У рибосомних РНК інтрони I групи можуть бути у малій підгрупі (SSU) і великій підгрупі (LSU) різних прокаріотів і нижчих еукаріотичних організмів, до яких належать найпростіші та гриби. Однак, досить незвично знаходити їх у ділянці ядерного внутрішнього транскрибованого спейсера (ITS). У цьому дослідженні було проаналізовано винятково довгі ділянки ITS видів грибів роду Gautieria. Незвично довга ділянка ITS нещодавно виділеного зразка Gautireia (ANK Akata & Sahin 001) та ITS послідовності ізолятів G. monticola, присутніх у Gen Bank, були проаналізовані біоінформатичним методом. Окрім присутності тандемних повторів, було виявлено, що збільшений розмір проаналізованих ITS послідовностей був спричинений присутністю інтронів I групи у ділянках ITS1 як нещодавно виділеного зразка, так і різних ізолятів G. monticola. Вторинні структури визначених інтронів могли сформуватися у відоповідності до моделей інтронів I групи, і вони утворили кластер з інтронами I групи у філогенезі на основі збереженого корового домену. Молекулярний філогенетичний аналіз, проведений на основі ITS послідовностей роду Gautieria, продемонстрував виникнення принаймні двох незалежних подій втручання інтрону в еволюційний процес цього роду. Це перше дослідження, що повідомляє про присутність інтронів I групи в ITS ділянці вищого гриба.

Ключові слова: Інтрони I групи, спейсерні інтрони, внутрішній транскрибований спейсер, рДНК

Цитологія і генетика
2021, том 55, № 5, 75-76

Current Issue
Cytology and Genetics
2021, том 55, № 5, 471–479,
doi: 10.3103/S009545272105011X

Повний текст та додаткові матеріали

Цитована література

1. Ankenbrand, M.J., Keller, A., Wolf, M., et al., ITS2 Database V: twice as much, Mol. Biol. Evol., 2015, vol. 32, no. 11, pp. 3030–3032. https://doi.org/10.1093/molbev/msv174

2. Arenas, M., Trends in substitution models of molecular evolution, Front. Genet., 2015, vol. 6, p. 319. https://doi.org/10.3389/fgene.2015.00319

3. Benson, G., Tandem repeats finder: a program to analyze DNA sequences, Nucleic Acids Res., 1999, vol. 27, no. 2, pp. 573–580. https://doi.org/10.1093/nar/27.2.573

4. Bhattacharya, D., Reeb, V., Simon, D.M., and Lutzoni, F., Phylogenetic analyses suggest reverse splicing spread of group I introns in fungal ribosomal DNA, BMC Evol. Biol., 2005, vol. 5, p. 68. https://doi.org/10.1186/1471-2148-5-68

5. Chen, L., Cai, Y., Zhou, G., et al., Rapid Sanger sequencing of the 16S rRNA gene for identification of some common pathogens, PLoS One, 2014, vol. 9, no. 2, e88886. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0088886

6. Chevalier, B.S., and Stoddard, B.L., Homing endonucleases: structural and functional insight into the catalysts of intron/intein mobility, Nucleic Acids Res., 2001, vol. 29, no. 18, pp. 3757–3774. https://doi.org/10.1093/nar/29.18.3757

7. Corsaro, D., and Venditti, D., Putative group I introns in the eukaryote nuclear internal transcribed spacers, Curr. Genet., 2020, vol. 66, no. 2, pp. 373–384. https://doi.org/10.1007/s00294-019-01027-0

8. Danchin, E.G., Lateral gene transfer in eukaryotes: tip of the iceberg or of the ice cube?, BMC Biol., 2016, vol. 14, no. 1, p. 101. https://doi.org/10.1186/s12915-016-0330-x

9. De Rijk, P., Wuyts, J., and De Wachter, R., RnaViz 2: an improved representation of RNA secondary structure, Bioinformatics, 2003, vol. 19, no. 2, pp. 299–300. https://doi.org/10.1093/bioinformatics/19.2.299

10. Gibb, E.A. and Hausner, G., A group I intron-like sequence in the nuclear small ribosomal subunit gene of the ophiostomatoid fungus Gondwanamyces proteae, Mycol. Res., 2003, vol. 107, no. 12, pp. 1442–1450. https://doi.org/10.1017/s0953756203008773

11. Goddard, M.R., Leigh, J., Roger, A.J., and Pemberton, A.J., Invasion and persistence of a selfish gene in the Cnidaria, PLoS One, 2006, no. 1, e3. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0000003

12. Griesenbeck, J., Tschochner, H., and Grohmann, D., Structure and function of RNA polymerases and the transcription machineries, Subcell. Biochem., 2017, vol. 83, pp. 225–270. https://doi.org/10.1007/978-3-319-46503-6_9

13. Haugen, P., Simon, D.M., and Bhattacharya, D., The natural history of group I introns, Trends Genet., 2005, vol. 21, no. 2, pp. 111–119. https://doi.org/10.1016/j.tig.2004.12.007

14. Hedberg, A. and Johansen, S.D., Nuclear group I introns in self-splicing and beyond, Mob. DNA, 2013, vol. 4, no. 1, p. 17. https://doi.org/10.1186/1759-8753-4-17

15. Henras, A.K., Plisson-Chastang, C., O’Donohue, M.F., et al., An overview of pre-ribosomal RNA processing in eukaryotes, Wiley Interdiscip. Rev., RNA, 2015, vol. 6, no. 2, pp. 225–242. https://doi.org/10.1002/wrna.1269

16. Hibbett, D.S., Phylogenetic evidence for horizontal transmission of group I introns in the nuclear ribosomal DNA of mushroom-forming fungi, Mol. Biol. Evol., 1996, vol. 13, no. 7, pp. 903–917. https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.molbev.a025658

17. Kumar, S., Stecher, G., Li, M., et al., MEGA X: molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms, Mol. Biol. Evol., 2018, vol. 35, no. 6, pp. 1547–1549. https://doi.org/10.1093/molbev/msy096

18. Michel, F., and Westhof, E., Modelling of the three-dimensional architecture of group I catalytic introns based on comparative sequence analysis, J. Mol. Biol., 1990, vol. 216, no. 3, pp. 585–610. https://doi.org/10.1016/0022-2836(90)90386-Z

19. Paredes-Esquivel, C.C. and Townson, H., Functional constraints and evolutionary dynamics of the repeats in the rDNA internal transcribed spacer 2 of members of the Anopheles barbirostris group, Parasit. Vectors, 2014, vol. 7, p. 106. https://doi.org/10.1186/1756-3305-7-106

20. Pattengale, N.D., Alipour, M., Bininda-Emonds, O.R., et al., How many bootstrap replicates are necessary?, J. Comput. Biol., 2010, vol. 17, no. 3, pp. 337–354. https://doi.org/10.1089/cmb.2009.0179

21. Sahin, E. and Akata, I., Viruses infecting macrofungi, Virus Dis., 2018, vol. 29, no. 1, pp. 1–18. https://doi.org/10.1007/s13337-018-0434-8

22. Santamaria, M., Fosso, B., Licciulli, F., et al., ITSoneDB: a comprehensive collection of eukaryotic ribosomal RNA Internal Transcribed Spacer 1 (ITS1) sequences, Nucleic Acids Res., 2018, vol. 46, no. D1, pp. D127–D132. https://doi.org/10.1093/nar/gkx855

23. Schuster, A., Lopez, J.V., Becking, L.E., et al., Evolution of group I introns in Porifera: new evidence for intron mobility and implications for DNA barcoding, BMC Evol. Biol., 2017, vol. 17, no. 1, p. 82. https://doi.org/10.1186/s12862-017-0928-9

24. Suh, S.O., Jones, K.G., and Blackwell, M., A Group I intron in the nuclear small subunit rRNA gene of Cryptendoxyla hypophloia, an ascomycetous fungus: evidence for a new major class of Group I introns, J. Mol. Evol., 1999, vol. 48, no. 5, pp. 493–500. https://doi.org/10.1007/pl00006493

25. Thines, M., Characterisation and phylogeny of repeated elements giving rise to exceptional length of ITS2 in several downy mildew genera (Peronosporaceae), Fungal Genet. Biol., 2007, vol. 44, no. 3, pp. 199–207. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2006.08.002

26. Zhou, M.Y., and Gomez-Sanchez, C.E., Universal TA cloning, Curr. Issues Mol. Biol., 2000, vol. 2, no. 1, pp. 1–7.