Evolution and domestication of Tc1/mariner transposons in the genome of African coelacanth (Latimeria chalumnae)

Here, we comprehensively analysed the abundance, diversity, and activity of Tc1/mariner transposons in African coelacanth (Latimeria chalumnae). Fifteen Tc1/mariner autonomous transposons were identified and grouped into six clades: DD34E/Tc1, DD34D/mariner, DD35D/Fot, DD31D/pogo, DD30-31D/pogo-like, and DD32-36D/Tigger, belonging to three known families: DD34E/Tc1, DD34D/mariner, and DD*D/pogo (DD35D/Fot, DD31D/pogo, DD30-31D/pogo-like, and DD32-36D/Tigger). Thirty-one miniature inverted-repeat transposable element (MITE) transposons of Tc1/mariner were also identified, and 20 of them display similarity to the identified autonomous transposons. The structural organization of these full Tc1/mariner elements includes a transposase gene flanked by terminal inverted repeats (TIRs) with TA dinucleotides. The transposases contain N-terminal DNA binding domain and a C-terminal catalytic domain characterized by the presence of a conservative D(Asp)DE(Glu)/D triad that is essential for transposase activity. The Tc1/mariner superfamily in coelacanth exhibited very low genome coverage (0.3%), but it experienced an extraordinary difference of proliferation dynamics among the six clades identified; moreover, most of them exhibited a very recent and current proliferation, suggesting that some copies of these transposons are putatively active. Additionally, at least four functional genes derived from Tc1/mariner transposons were found. We provide an up-to-date overview of Tc1/mariner in coelacanth, which may be helpful in determining genome and gene evolution in this living fossil. Key words: Latimeria chalumnae, Tc1/mariner, transposons, evolution, domestication. Dans ce travail, les auteurs analysent de maniere exhaustive l'abondance, la diversite et l'activite des transposons de la famille Tc1/mariner chez le coelacanthe africain (Latimeria chalumnae). Quinze transposons Tc1/mariner autonomes ont ete identifies et groupes en six clades : DD34E/Tc1, DD34D/mariner, DD35D/Fot, DD31D/pogo, DD30-31/type pogo et DD32-36/Tigger, lesquels appartiennent a trois familles connues : DD34E/Tc1, DD34D/mariner et DDxD/pogo (DD35D/Fot, DD31D/pogo, DD30-31/type pogo et DD32-36/Tigger). Trente et un transoposons MITE ('Miniature Inverted Terminal Element') derives de Tc1/mariner ont egalement ete identifies, et vingt d'entre eux presentaient une similarite avec les transposons autonomes identifies. Ces elements Tc1/mariner complets presentaient une organisation incluant un gene codant pour la transposase flanque des repetitions terminales inversees (TIR) avec des dinucleotides TA. Les transposases contiennent un domaine de liaison a l'ADN en N-terminal et un domaine catalytique en C-terminal, lequel est caracterise par la presence d'un trio d'acides amines D(Asp)DE-(Glu)/D qui est essentiel pour l'activite transposase. La superfamille Tc1/mariner chez le coelacanthe compte pour une tres faible part du genome (0,3 %), mais presente une extraordinaire difference dans la dynamique de proliferation parmi les six clades identifies. De plus, la plupart d'entre eux affichent une proliferation tres recente et toujours en cours, ce qui suggere que certaines copies de ces transposons sont potentiellement actives. Aussi, au moins quatre genes fonctionnels derives de transposons Tc1/mariner ont ete trouves. Les auteurs contribuent ici une vue globale a jour des elements Tc1/mariner chez le coelacanthe, laquelle sera possiblement utile pour determiner l'evolution du genome et des genes au sein de ce fossile vivant. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : Latimeria chalumnae, Tc1/mariner, transposons, evolution, domestication.
Introduction Transposable elements (TEs) are widely distributed in the genome of most organisms. During the processes of biological evolution, TEs have dramatically affected the size and structure of the genomes [...]