Беспрецедентная неоднородность скорости синонимичных замен в геноме растения

Скорость синонимичных замен значительно различается между видами, однако внутри генома обычно остаётся относительно стабильной из-за отсутствия сильного отбора. У растений гены пластид, как правило, эволюционируют быстрее митохондриальных генов; вариации скорости между видами обычно коррелируют в митохондриальном и пластидном геномах, а примеров внутривомной неоднородности немного. Чтобы оценить вариабельность скорости замен между органеллярными геномами растений и внутри них, мы секвенировали полные митохондриальный и пластидный геномы живучки ползучей (Ajuga reptans), у которой ранее была выявлена неоднородность скорости эволюции ряда митохондриальных генов. Ускорение скорости замен наблюдалось исключительно в митохондриальном геноме, что отличается от коррелированных изменений скорости в пластидном и митохондриальном геномах, характерных для большинства других покрытосеменных. Особенно примечательно, что скорость синонимичных замен среди митохондриальных генов Ajuga различалась в 340 раз. Это значительно превосходит все ранее описанные случаи неоднородности синонимичных скоростей в геноме, однако эволюционные силы, обусловливающие данный феномен, остаются неясными. Селективное воздействие на синонимичные сайты в митохондриях растений обычно невелико и поэтому вряд ли способно вызвать столь беспрецедентную внутривомную неоднородность. Быстро эволюционирующие гены не образуют кластеров в геноме, что не подтверждает гипотезу о локализованном гипермутагенезе, хотя нельзя исключить, что ранее они были кластеризованы, учитывая высокую частоту геномных перестроек в митохондриях растений. Ещё одним возможным объяснением считается мутагенный ретропроцессинг, включающий ошибочную обратную транскрипцию и интеграцию зрелых транскриптов в геном.