基因组中基因组成员分布模式的可视化与表征

同一基因家族的成员往往在染色体上彼此靠近，但家族成员之间相距多远、其间距是否遵循某种规律，却很少在各基因组间得到一致的测量。我们构建了一个交互式网页应用，可将 1,396 个 FlyBase 基因群中任一群的成员定位到果蝇（Drosophila melanogaster）的染色体带型图上，并列出每个成员的邻近基因。在浏览该应用时，我们发现了显著对称的基因集合，其中连续成员几乎等距分布。在 RAB GTPase 中，两个 5.08 Mb 的间距仅相差 634 bp。我们还发现，相邻成员之间的距离可分为两个群体：短程（中位数 1.8 kb）和长程（中位数 2.4 Mb）。尽管按染色体臂匹配的随机对照表明，等距分布（未施加最小距离过滤）以及长程群体在很大程度上是偶然产生的，但短程群体却被证明是真实的成簇信号。随后我们将分析扩展到人类和另外六种模式生物（小鼠、斑马鱼、秀丽隐杆线虫、酿酒酵母、拟南芥和玉米），每个基因组都显示出相同的两个群体。两者的混合曲线在某些基因组中跨染色体几乎恒定（I 型：果蝇、玉米、拟南芥、秀丽隐杆线虫），而在另一些基因组中则随染色体变化（II 型：人类、小鼠、斑马鱼、酵母）。因此，在八种真核生物中，家族成员都落在两个距离群体中。短程群体的尺度与各基因组中基因的间距相符，长程群体在果蝇中与随机放置相符，并在其他基因组中与之保持一致。我们的结果还表明，诸如等距分布这样的视觉模式在得到解释之前，必须对照偶然性进行检验。我们的工具和方法为探索和比较跨物种的基因成簇提供了一种简便途径。

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