Background Unicellular species make up the majority of eukaryotic diversity, however most studies on transposable elements (TEs) have centred on multicellular host species. Such studies may have therefore provided a limited picture of how transposable elements evolve across eukaryotes. The choanoflagellates, as the sister group to Metazoa, are an important study group for investigating unicellular to multicellular transitions. A previous survey of the choanoflagellate Monosiga brevicollis revealed the presence of only three families of LTR retrotransposons, all of which appeared to be active. Salpingoeca rosetta is the second choanoflagellate to have its whole genome sequenced and provides further insight into the evolution and population biology of transposable elements in the closest relative of metazoans. Results Screening the genome revealed the presence of a minimum of 20 TE families. Seven of the annotated families are DNA transposons and the remaining 13 families are LTR retrotransposons. Evidence for two putative non-LTR retrotransposons was also uncovered, but full-length sequences could not be determined. Superfamily phylogenetic trees indicate that vertical inheritance and, in the case of one family, horizontal transfer have been involved in the evolution of the choanoflagellates TEs. Phylogenetic analyses of individual families highlight recent element activity in the genome, however six families did not show evidence of current transposition. The majority of families possess young insertions and the expression levels of TE genes vary by four orders of magnitude across families. In contrast to previous studies on TEs, the families present in S. rosetta show the signature of selection on codon usage, with families favouring codons that are adapted to the host translational machinery. Selection is stronger in LTR retrotransposons than DNA transposons, with highly expressed families showing stronger codon usage bias. Mutation pressure towards guanosine and cytosine also appears to contribute to TE codon usage. Conclusions S. rosetta increases the known diversity of choanoflagellate TEs and the complement further highlights the role of horizontal gene transfer from prey species in choanoflagellate genome evolution. Unlike previously studied TEs, the S. rosetta families show evidence for selection on their codon usage, which is shown to act via translational efficiency and translational accuracy.

中文翻译：

---

对领鞭毛藻 Salpingoeca rosetta 中转座因子的基因组调查揭示了对密码子使用的选择。

背景单细胞物种构成了真核生物多样性的大部分，但是大多数关于转座因子 (TE) 的研究都集中在多细胞宿主物种上。因此，此类研究可能提供了关于转座因子如何在真核生物中进化的有限图片。作为后生动物的姊妹组，领鞭毛虫是研究单细胞向多细胞转变的重要研究组。之前对领鞭毛藻 Monosiga brevicollis 的一项调查显示，仅存在三个 LTR 反转录转座子家族，所有这些家族似乎都是活跃的。Salpingoeca rosetta 是第二个对其全基因组进行测序的领鞭毛虫，并提供了对后生动物最近亲属中转座因子的进化和种群生物学的进一步了解。结果 筛选基因组揭示了至少 20 个 TE 家族的存在。注释的家族中有 7 个是 DNA 转座子，其余 13 个家族是 LTR 反转录转座子。还发现了两个推定的非 LTR 反转录转座子的证据，但无法确定全长序列。超家族系统发育树表明垂直遗传，在一个家族的情况下，水平转移参与了领鞭毛虫 TE 的进化。个别家族的系统发育分析突出了基因组中最近的元素活动，但是六个家族没有显示当前转座的证据。大多数家庭拥有年轻的插入，TE基因的表达水平在不同家庭之间相差四个数量级。与之前对 TE 的研究相比，S. Rosetta 中存在的家族显示了密码子使用选择的特征，其中家族偏爱适应宿主翻译机制的密码子。LTR 逆转录转座子的选择比 DNA 转座子更强，高表达的家族表现出更强的密码子使用偏差。鸟苷和胞嘧啶的突变压力似乎也有助于 TE 密码子的使用。结论 S. rosetta 增加了已知的领鞭毛藻 TEs 的多样性，并且补体进一步强调了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。家庭喜欢适应宿主翻译机制的密码子。LTR 逆转录转座子的选择比 DNA 转座子更强，高表达的家族表现出更强的密码子使用偏差。鸟苷和胞嘧啶的突变压力似乎也有助于 TE 密码子的使用。结论 S. rosetta 增加了已知的领鞭毛藻 TEs 的多样性，并且补体进一步强调了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。家庭喜欢适应宿主翻译机制的密码子。LTR 逆转录转座子的选择比 DNA 转座子更强，高表达的家族表现出更强的密码子使用偏差。鸟苷和胞嘧啶的突变压力似乎也有助于 TE 密码子的使用。结论 S. rosetta 增加了已知的领鞭毛藻 TEs 的多样性，并且补体进一步强调了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。高表达的家庭表现出更强的密码子使用偏差。鸟苷和胞嘧啶的突变压力似乎也有助于 TE 密码子的使用。结论 S. rosetta 增加了已知的领鞭毛藻 TEs 的多样性，并且补体进一步强调了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。高表达的家庭表现出更强的密码子使用偏差。鸟苷和胞嘧啶的突变压力似乎也有助于 TE 密码子的使用。结论 S. rosetta 增加了已知的领鞭毛藻 TEs 的多样性，并且补体进一步强调了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。Rosetta 增加了已知的领鞭毛虫 TEs 的多样性，并且补体进一步突出了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。Rosetta 增加了已知的领鞭毛虫 TEs 的多样性，并且补体进一步突出了猎物物种的水平基因转移在领鞭毛虫基因组进化中的作用。与先前研究的 TE 不同，S. rosetta 家族显示了对其密码子使用进行选择的证据，这表明通过翻译效率和翻译准确性发挥作用。