ナミチスイコウモリの遺伝子喪失は、吸血への分子適応を明らかにする | kco-szkのブログ
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フィリピンでのCOVID-19による新しい条例をまとめていましたが、今はパンデミック中に学んだことやFB投稿の備忘録として活用しています。

ナミチスイコウモリの遺伝子喪失は、吸血への分子適応を明らかにする

なんでか気になったのよね。

吸血コウモリの遺伝子喪失に関する私たちの研究が公開されたことに非常に興奮していますhttps://science.org/doi/10.1126/sciadv.abm6494… おかげさまで
。[下のスレッド]

 

使用する
@PacBio
HiFiと
@DTGenomics
Omni-Cシーケンスでは、ナミチスイコウモリのハプロタイプ分解染色体レベルのアセンブリを生成しました。
@TheGameOfficial
の#Hifiasmアセンブラ。別の参照品質アセンブリをに追加します
@ bat1kgenomes

 

https://github.com/hillerlab/TOGAメソッドを27匹のコウモリのゲノムに適用すると、特に吸血コウモリの系統で発生した10個の既知の遺伝子喪失が明らかになりました。これらの多くはリンクされており、代謝的および生理学的変化を明らかにします。

 

細胞の鉄の取り込みを阻害する胃腸の遺伝子であるREP15の喪失は、鉄を含む腸細胞の脱落を介して鉄の排泄を促進する可能性があります。REP15を失うことは、吸血鬼の血液型ダイエットにおける高鉄レベルへの適応に貢献した可能性があります。Morton＆Wimsatt1980のイチジク。

 

「LessisMore」のもう1つの推定例：24S-ヒドロキシコレステロール分解酵素CYP39A1の喪失は、長期的な社会的記憶を持ち、社会的ネットワークを確立する吸血鬼の並外れた社会的および認知能力に寄与する可能性があります。

 

重要な錐体光伝達遺伝子（PDE6H、PDE6C）の喪失は、厳密に夜行性の吸血鬼（月明かりさえも避けている）が錐体ベースの視力を完全に欠いており、桿体光受容体のみに依存していることを示しています。写真提供

吸血コウモリはインスリン分泌を減らしました。インスリン分泌刺激剤であるFFAR1と、亜鉛-インスリンヘキサマー形成に必要な膵臓亜鉛トランスポーターであるSLC30A8が失われていることがわかりました。
他の遺伝子喪失は、脂肪の少ない（ERN2）およびタンパク質の豊富な（CTRL）食餌、限られたグリコーゲン貯蔵（PPP1R3E）、および明確な胃の生理機能（CTSE）の偏った栄養素組成を反映しています。
抗菌性RNASE7遺伝子の喪失は、血液の明確な病原体の多様性に関連している可能性があります。さらなる調査に値する何か。
血液供給を義務付ける適応に関連するゲノム変化への新しい洞察を提供しますが、これらの魅力的な生き物の生理学、代謝、免疫については多くのギャップがあり、将来の研究で埋められることを願っています。
を含む素晴らしい協力者のチームに大いに感謝します
@MoritzBlumer
マスター学生としてこの研究を主導した人、
@CarolaGreve
、Mariella Freitas、
@burtonlim
、
@m_pippel
、
@_AriadnaMorales
、
@abban_david
その他

 

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abm6494

 

ナミチスイコウモリの遺伝子喪失は、吸血への分子適応を明らかにする
モリッツ・ ブルマー HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-5775-1767トム・ ブラウン HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-8293-4816マリエラボンテンポ フレイタス HTTPS://ORCID.ORG/0000-0001-5132-242XANA LUIZA DESTRO HTTPS://ORCID.ORG/0000-0002-0269-4654[...]マイケル・ ヒラー HTTPS://ORCID.ORG/0000-0003-3024-1449 
 著者情報と所属
サイエンスアドバンシス• 2022年3月25日•第8巻、第12号号•DOI：10.1126 / sciadv.abm6494

概要
吸血コウモリは、血液だけを食べる哺乳類だけです。この食事の適応に関連するゲノムの変化を明らかにするために、ナミチスイコウモリのハプロタイプ分解ゲノムを生成し、チスイコウモリの系統で特異的に失われた遺伝子について27種のコウモリをスクリーニングしました。インスリン分泌の低下（ FFAR1およびSLC30A8）、グリコーゲン貯蔵の制限（PPP1R3E）、および独特の胃の生理機能（CTSE ）に関連する、これまで知られていなかった遺伝子の喪失を発見しました。他の遺伝子喪失は、偏った栄養素組成（ERN2およびCTRL）および血液の明確な病原体多様性（ RNASE7 ）を反映している可能性があります）を反映している可能性が高く、これらの厳密な夜行性コウモリ（PDE6HおよびPDE6C）。特に、REP15の喪失は、チスイコウモリが鉄の排泄を促進することにより、高い食事の鉄レベルに適応するのに役立った可能性があり、CYP39A1の喪失は、彼らの並外れた認知能力に貢献した可能性があります。これらの調査結果は、吸血コウモリの生物学と吸血への適応のゲノム基盤の理解を深めます。

前書き
吸血コウモリは、テトラポッドの中で唯一の義務的な吸血コウモリです（1）。この並外れた食事の専門性は、形態、生理学、行動など、生物学のあらゆる側面に反映されています（2）。ナミチスイコウモリ（Desmodus rotundus）は、獲物を検出するために、発達した嗅覚系（3）、高度な低周波聴覚能力（4）、そして哺乳類の中でも独特の赤外線を感知する能力（5）を示します。他のコウモリと比較して、吸血コウモリは獲物に忍び寄る優れた陸上移動スキルを持っています（6）。かみそりのように鋭いエナメル質のない上顎切歯は、獲物の皮膚を切り裂くのに役立ち、唾液中の抗凝固剤は、摂食中に獲物の血液が凝固するのを防ぎます（7、8 ）。
唯一の栄養源として、血液はいくつかの理由で挑戦的な食事を表しています。第一に、血液は水分含有量が78％と高く、カロリー値が比較的低いため、吸血コウモリは1回の食事で体重の1.4倍もの血液を摂取する必要があります（9）。大量の血液の摂取を可能にするために、彼らの胃は、主に貯蔵と水分吸収に従事する膨張可能な器官への機能的シフトを経験しました。第二に、血液は他の食事と比較して鉄含有量が高く、主にヘモグロビン由来のヘムとトランスフェリンによって輸送される第二鉄に由来します（10 – 12）。第三に、乾燥した血液の塊は非常に偏った栄養組成を持ち、ほとんどのタンパク質（93％）に脂質と炭水化物（それぞれ1％）がほとんど含まれていません（9）。
炭水化物の摂取量が少ないため、吸血コウモリは他の哺乳類よりも低い基礎インスリンレベルを示します（9、13 ）。ヒト2型糖尿病患者と同様に、吸血コウモリは、グルコース刺激によるインスリン分泌反応の低下を特徴とし、実験的なグルコース過負荷時に高血糖を引き起こします（13）。グリコーゲンと脂質の貯蔵は、吸血コウモリでも減少します。これは、絶食の脆弱性と、48〜72時間の絶食後の早期死亡の一因となります（14、15 ）。絶食の脆弱性を補うために、吸血コウモリは、毎晩の食事をとることができなかったねぐらの仲間と逆流した血を共有します（16）。
ナミチスイコウモリの吸血コウモリへの適応の分子基盤への洞察を得るために、ナミチスイコウモリのゲノムを使用した比較研究により、栄養不足、代謝、窒素廃棄物処理、凝固カスケード、および免疫への応答に関与する遺伝子の選択の兆候が検出されました（17、18 ）。_ ナミチスイコウモリは、他のコウモリよりもTAS2R味覚受容体遺伝子が少なく、苦味受容感が低下していることを示しています（ 19、20）。遺伝的変化に加えて、吸血コウモリは他のコウモリとは非常に異なる腸内細菌叢を持っており、腸内細菌叢によってコードされる遺伝子はさらに、吸血の課題に対処するのに貢献しています（ 17）。これらの進歩にもかかわらず、どのゲノム変化が吸血動物への適応にとって重要であるかについての私たちの理解は不完全なままです。
以前の比較研究の限界は、制限された分類学的表現でした。D. rotundusは、ヘラコウモリ（Phyllostomidae）のファミリーに属しており、220種以上で構成されています（https://batnames.org）。Zepeda Mendozaetal 。（17）D.rotundusを比較しましたゲノムを他の9つのコウモリゲノムD.rotundusと比較しました彼らの研究では、フィロストミドコウモリの唯一の代表者でした。この限られた分類学的解像度では、すべてのフィロストミドコウモリの間で共有されるゲノムの変化と、特に吸血コウモリの系統で進化したため、サンギボリーへの適応に関連する可能性のある変化を区別することはできません。吸血コウモリの系統で特に進化したゲノム変化を明らかにするために、D。rotundusの最先端のハプロタイプ分解染色体レベルのアセンブリを生成し、 6つのフィロストミド種を含む26の他の現在利用可能なコウモリゲノムを利用しました。祖先の遺伝子の喪失は重要な進化の力である可能性があり、以前の研究では、食事の適応を含む、遺伝子の喪失と表現型の違いとの間に多くの関連性があることが明らかになりました（ 21–24 ）、 D。rotundusで特異的に失われる遺伝子のゲノムワイドなスクリーニングを実施しました。この画面は、3つの既知の遺伝子と10の未知の遺伝子の喪失を明らかにしました。これらの新しい遺伝子喪失の多くは、吸血コウモリの特性と明確な関連があり、いくつかの遺伝子喪失は、吸血動物によって課せられた課題への対処に寄与する可能性があります。
結果と考察
新しいハプロタイプが解決された参照品質D.rotundusアセンブリ
ナミチスイコウモリの遺伝子喪失の正確で包括的なスクリーニングを実行するには、高い完全性、隣接性、および基本精度を備えたゲノムアセンブリが望ましいです。ナミチスイコウモリの既存のイルミナアセンブリ（17）には、50,000を超えるアセンブリギャップがあり、遺伝子のサブセットに欠落した配列があることを示しています。このアセンブリは、同じ遺伝子内の複数の推定変異がすべて誤っている場合を含む、遺伝子不活性化変異を模倣する基本エラーも示します（図S1）。したがって、新しい参照品質のD.rotundusを生成しましたアセンブリ。PacBioサーキュラーコンセンサス（HiFi）シーケンスを使用して、平均長9.1 kbの読み取りで32倍のカバレッジを生成し、DovetailOmni-Cプロトコルを使用して67倍のカバレッジを生成しました。染色体コンフォメーションキャプチャイルミナリードペアこれらのデータを使用して、596および557アセンブリギャップ、コンティグN50値6.85および7.98 Mb、スキャフォールドN50値160.1および160.1 Mbのみを持つ2つのハプロタイプ分解染色体レベルアセンブリを取得しました（図.1Aおよび表S1）。コンティグN50メトリックは、イルミナベースのメトリックの約90倍です。D. rotundusアセンブリ（17）。D.rotundusの核型は2nです 28です。13の常染色体ペアはすべて、染色体レベルの足場で表されます（図1B ）。）。ハプロタイプ1には、追加の染色体レベルの足場としてX染色体が含まれています。ハプロタイプ2には、いくつかの足場として組み立てられたY染色体が含まれています。全体として、両方のハプロタイプの96％以上が染色体レベルの足場に含まれています（図1B）。両方のハプロタイプについて、QV（コンセンサス品質）64.2および64.5の非常に高い塩基精度を推定しました。これは、約260万塩基対あたり1つのエラーを示しています。

図1。D.rotundusのハプロタイプ分解染色体レベルのアセンブリ。（A）ハプロタイプ分解アセンブリと以前のイルミナベースのアセンブリとの間のアセンブリ隣接性の比較（17）。グラフは、 Y軸でのコンティグ（実線）とスキャフォールド（破線）のサイズを示しています。アセンブリのxパーセントは、少なくともそのサイズのコンティグとスキャフォールドで構成されています。（B）HiC接触マップは、ハプロタイプ1および2の14および13染色体レベルの足場を示しており、それぞれがそれぞれのハプロタイプアセンブリの96％以上を構成しています。ハプロタイプ1にはX染色体が含まれています。Y染色体はハプロタイプ2の一部であり、いくつかの短い足場に組み立てられています。（C）TOGAによって推測された、各アセンブリにおける18,430の祖先胎盤哺乳類遺伝子の状態。遺伝子は、完全なリーディングフレーム（青）、不活性化変異（オレンジ）、またはアセンブリギャップまたは断片化（灰色）のためにコーディング部分が欠落している遺伝子に分類されます。アセンブリは、インタクトな遺伝子の数でソートされています。長い読み取りベースのアセンブリ（太字）は、短い読み取りベースのアセンブリ（太字ではない）と比較して、一貫して無傷の遺伝子が多く、欠落している遺伝子が少なくなっています。X染色体を含まないD.rotundusハプロタイプ2アセンブリについては、X染色体上にある遺伝子を除外し、残りの17,682個の遺伝子のみを考慮しました。両方のハプロタイプを崩壊させる以前のアセンブリとの公正な比較を提供するために、両方のD.rotundusの結合の統計も計算しました。ハプロタイプアセンブリ（ハプロタイプ1 + 2）。これは、含まれるすべてのゲノムの中で3番目に多くのインタクトな遺伝子を示します。（D）この研究で分析されたコウモリとそれらが属するコウモリ科の系統発生（1）。
D. rotundusおよびその他の利用可能なコウモリゲノム間の遺伝子の完全性を体系的に評価するために、TOGA（ゲノムアラインメントからオルソログを推測するツール）を適用しました。 。イルミナD.rotundusアセンブリと比較して、配列が欠落している祖先遺伝子の数は、組み合わせたハプロタイプアセンブリで1841から128に減少しましたが、完全なリーディングフレームを持つ遺伝子の数は15,295から17,301に増加しました（表S1）。これは、これまでに生成された最も隣接するコウモリのアセンブリと同様に、アセンブリの遺伝子の完全性が大幅に高いことを示しています（図1C ）（25、26 ）。
ゲノムワイドなスクリーニングにより、既知および新規のチスイコウモリ特有の遺伝子喪失が明らかになりました
吸血コウモリの系統で特異的に失われた遺伝子を検出するために、2つのハプロタイプアセンブリを使用し、他の26のコウモリゲノムを検討しました（図1Dおよび表S1とS2）。私たちの画面には、 Micronycteris hirsutaが含まれています。これは、吸血コウモリと他の5つのフィロストミドコウモリ（Artibeus jamaicensis、Carollia perspicillata、Anoura caudifer、Phyllostomus discolor、Tonatiasaurophil）を含むクレードに系統発生的に最も近い外群系統を表します。図1D）（1）。ヒト遺伝子アノテーションを参照として使用し、TOGAを適用して、特にD. rotundusで遺伝子不活性化変異（時期尚早の終止コドン、フレームシフト、スプライス部位の破壊、およびエクソンまたは遺伝子全体の欠失）を示す遺伝子を検出しました。
この画面では、13の吸血コウモリ特有の遺伝子の喪失が明らかになりました。これらの損失のうちの3つは以前に報告されています：甘味受容体遺伝子TAS1R2と苦味受容体遺伝子TAS2R5およびTAS2R42（20）。これらの遺伝子の喪失は、吸血コウモリの味覚受容の低下を示しています。私たちの知る限り、残りの10個の遺伝子喪失[ REP15（RAB15エフェクタータンパク質）、FFAR1（遊離脂肪酸受容体1）、SLC30A8（溶質キャリアファミリー30メンバー8）、PPP1R3E（プロテインホスファターゼ1調節サブユニット3E）、CTSE（カテプシンE ）、ERN2（細胞内網状組織から核へのシグナル伝達2）、CTRL（キモトリプシン様）、CYP39A1（シトクロムP450ファミリー39サブファミリーAメンバー1）、PDE6H（ホスホジエステラーゼ6H）、およびRNASE7（リボヌクレアーゼAファミリーメンバー7）]はこれまで報告されていません。
これらの10個の遺伝子の不活性化変異を図2Aに示します。基礎となる変異の有効性をサポートするために、イルミナD. rotundusアセンブリでも10個の遺伝子喪失が検出され、PacBioHiFiとイルミナリードの両方でサポートされる少なくとも1つの共有不活性化変異を示します。遺伝子喪失をさらに裏付ける選択率分析は、10個の遺伝子のうち9個がD. rotundusの緩和された選択の下で進化し、リーディングフレームを維持することを示しました（9個の遺伝子のうち7個で重要;表S3）。最後に、公開されているD.rotundusを検査しますRNAシーケンスデータでは、発現が予想される組織で関連する発現が見つからなかったか、アラインされたリードが遺伝子不活性化変異をサポートしていることがわかりました。これは、潜在的な転写産物を完全長タンパク質に翻訳できないことを示しています（図S2および表S4）。 ）。

図2。これまで知られていなかった10のチスイコウモリ特有の遺伝子喪失の不活性化変異と影響を受けた器官系。（A ） D.rotundusゲノムで検出された不活性化変異を伴うエクソン-イントロン構造の可視化。時期尚早の終止コドンは黒い縦線で示されています。フレームシフトの削除は赤い縦線で示され、フレームシフトの挿入は赤い矢印の頭で示されます。ドナーまたはアクセプターのスプライス部位の変異は、エクソン境界でのクロスとして示されます。削除されたエクソンは赤で表示されます。アスタリスクは、シーケンスされたD. rotundus個体（2つのハプロタイプアセンブリのうちの1つにのみ存在する）でヘテロ接合である変異を示します。REP15の挿入図は、不活性化変異、したがって遺伝子喪失がナミチスイコウモリでのみ検出されたことを示しています。（B）10個の遺伝子が重要な役割を果たす臓器や解剖学的部位のイラスト。
以下に詳述するように、ナミチスイコウモリにおけるこれらの遺伝子の喪失は、インスリン分泌とグリコーゲン合成の低下、明確な胃の生理機能など​​、高度に専門化された血液型ダイエットへの多くの適応に関連しています（図2B）。これらの遺伝子喪失はさらに、チスイコウモリの並外れた社会的行動に寄与する可能性のあるメカニズムを提供し、D。rotundusにおける錐体光受容体機能の完全な欠如を示しています。
REP15の喪失と強化された鉄排泄
細胞の鉄摂取の調節に関与する遺伝子であるREP15の喪失（ 27）は、吸血コウモリの必須の鉄分が豊富な血液型ダイエットに関連している可能性があります。さまざまな細胞プロセスにおける鉄の重要性にもかかわらず、鉄過剰症は深刻な有害な影響を与える可能性があります（12）。ナミチスイコウモリは、悪影響を示すことなく極端な食事の鉄レベルに耐えます（28）。食事中の鉄の相対量は、人間と比較して800倍多いと推定されました（10）。しかし、吸血コウモリの血中鉄濃度は、私たちの知る限り決定されたことはありません。したがって、野生で捕獲されたD.rotundusの全血鉄濃度を測定しました。そしてそれを他の2つの新熱帯コウモリと比較しました（表S5）。ナミチスイコウモリの血中鉄含有量は、果物を食べるコウモリArtibeuslituratus [ヘラコウモリ科; 一元配置分散分析（ANOVA）（F = 4.24、P = 0.026）およびTukeyの事後検定：P = 0.028; 図3A ]。吸血コウモリはまた、昆虫食性の外群コウモリMyotis nigricans（ヒナコウモリ科; P = 0.11、おそらく4個体のサンプルサイズが小さいため、有意ではない;図3A ）と比較して高い血中鉄レベルを示しました。）。これは、吸血コウモリが全身の鉄レベルを下げるメカニズムの恩恵を受けることを示唆しています。

図3。D.rotundusの鉄レベルと鉄排泄。（A ） D. rotundus、A。lituratus、およびM. nigricansの全血中の鉄濃度の測定値は、吸血コウモリの循環鉄レベルが高いことを示しています。P値は、一元配置分散分析とテューキーの事後検定を使用して計算されます。両側t検定では、同じ結論が得られます。（B ） （10 ）の図3から複製された光学顕微鏡画像。D.rotundusから上半分の絨毛の縦断面を示しています。回腸。鉄が上皮細胞に鉄を含む細胞質顆粒の存在を示すことを示すプルシアンブルー染色（矢印）。血流を介して鉄を送達することに加えて、マクロファージに関連したメカニズムは、これらの上皮細胞における鉄の沈着に寄与します（10）。（C）プルシアンブルー陽性の顆粒がD. rotundusの形成糞便に存在し、これらのコウモリが鉄を含む腸細胞を放出することによって鉄を排出することを示しています。この図は、（ 10）の図8から再現されています。
消化管における鉄の分布に関する1980年の研究は、D。rotundusが全身の鉄レベルを低下させる1つのメカニズムとして鉄排泄を使用することを明らかにしました（10）。具体的には、この研究により、 D。rotundus胃腸上皮細胞のフェリチン含有液胞に大量の鉄が蓄積していることが確認されました（図3B）。腸上皮の代謝回転時間は比較的速いため（29 ）、 D。rotundus（図3C）（10 ）で観察されるように、鉄を含む胃腸細胞を腸管腔に放出すると、体から鉄が排除されます。REP15の喪失胃腸細胞での鉄の取り込みを促進し、 D。rotundusでの鉄の排泄を促進するもっともらしいメカニズムを表しています。
REP15は消化管で特異的に発現します（図4A）（30）。REP15の細胞過剰発現は、細胞表面の鉄輸送トランスフェリン受容体の量を減少させます（図4B）（27）。トランスフェリン受容体の利用可能性は細胞の鉄取り込みを制限する要因であるため（31）、REP15の存在は血流から胃腸細胞への鉄取り込みを阻害する可能性があります。この抑制効果と一致して、結腸直腸癌細胞におけるREP15のダウンレギュレーションは、これらの細胞における細胞内鉄レベルの増加と一致します（32、33）。これらの観察に基づいて、D。rotundusでのREP15の喪失は、胃腸管細胞での鉄の蓄積を促進し、MortonとWimsattによる観察（10）と一致し、鉄の排泄に寄与すると予想されます。

図4。D. rotundusでのREP15の喪失と、鉄の排泄の増加。（A）REP15 mRNAの発現は、消化管組織で最も高くなります。データはHumanProteinAtlas（www.proteinatlas.org/ENSG00000174236-REP15/tissue）（30）から取得され、3つの遺伝子発現データセットを統合するコンセンサスRNA発現値を示しています。（B）トランスフェリン受容体を介した細胞の鉄の取り込みとREP15の機能の図解腸上皮細胞で。豊富な鉄結合血漿タンパク質であるトランスフェリンは、基底外側膜にのみ存在するトランスフェリン受容体に結合します（1）。トランスフェリン-トランスフェリン受容体複合体は、エンドサイトーシスを介して内在化されます（2）。エンドソームの選別では、第二鉄が放出され（3）、負荷のない複合体が直接細胞膜に戻されるか（4）、エンドサイトーシスのリサイクルコンパートメントに送られます（5）。D. rotundusで失われる遺伝子によってコードされるREP15は、エンドサイトーシスのリサイクルコンパートメントに特異的に局在し（6）、細胞膜への無負荷の複合体のリサイクルを阻害します（27）、トランスフェリンとその受容体が解離し、放出されたトランスフェリンが再び第二鉄に結合する可能性があります。細胞表面でのトランスフェリン受容体の利用可能性は鉄の取り込みを制限するため（31）、REP15の存在は通常細胞の鉄の取り込みを阻害します。選別エンドソームでは、第二鉄（Fe 3+）が還元されて第一鉄（Fe 2+）になり、サイトソルにエクスポートされ（7）、そこでフェリチンが主要な大容量鉄貯蔵タンパク質として機能します（8）。液胞に囲まれたフェリチンおよび他の「鉄」複合体の蓄積（9）が、D。rotundusの腸上皮細胞で観察されました（図3B）。REP15の喪失腸上皮細胞における鉄の蓄積を促進する可能性があり、これらの細胞の脱落は、D。rotundusにおける鉄の排泄を促進します。
排泄の促進に加えて、以前の研究では、吸血コウモリが腸の鉄吸収を阻害する因子であるヘプシジンの発現を増加させることにより、胃腸の鉄吸収を制限することがわかりました（28）。さらに、鉄を貯蔵するフェリチン遺伝子はナミチスイコウモリのゲノムで拡張され（17）、これらのコウモリは血清プロテオームで高レベルの鉄結合RFESD（Rieske Fe-Sドメインを含む）を持っています（34）。したがって、制限された鉄吸収（ヘプシジン発現の増加によって媒介される）、鉄貯蔵能力の向上（フェリチンおよびRFESDによって媒介される）、および鉄排泄の強化（阻害因子REP15の不活性化によって媒介される）は、吸血コウモリが鉄分が豊富な食事に対処するのに役立ちます。
FFAR1とSLC30A8の喪失とインスリン分泌の低下
FFAR1は、膵臓のβ細胞で高度に発現し、中鎖から長鎖の遊離脂肪酸を感知するGタンパク質共役型受容体をコードします（ 30、35）。遊離脂肪酸はグルコース刺激インスリン分泌を増強し、FFAR1はこの効果を媒介する主要な要因です（図5）（35、36）。グルコース刺激インスリン分泌は、膜にドッキングされたインスリン分泌顆粒の既存のプールの枯渇に大きく依存しているように見える初期の急速な段階と、進行中の分泌プロセス（35、37 ）。の削除マウスのFFAR1は、長期期の遊離脂肪酸の増幅効果を約50％減少させます（36、38 ）。これと一致して、ヒト膵島におけるFFAR1発現レベルはインスリン分泌と正の相関があり、FFAR1欠損がβ細胞のインスリン分泌能力を低下させ、2型糖尿病の発症に寄与する可能性があることを示唆しています（39、40 ）。FFAR1は、β細胞のインスリン分泌を直接刺激するだけでなく、間接的にインスリン分泌を増幅します（35）。まず、FFAR1腸内分泌細胞で発現し、その活性化が膵臓のインスリン分泌を刺激するインクレチンホルモンの放出を引き起こします（41）。第二に、FFAR1は脳で発現し、膵島の神経支配を介してインスリン分泌に影響を与える脂質センサーとして機能する可能性があります（42）。したがって、FFAR1は複数のメカニズムを介してインスリン分泌を増幅します。

図5。D. rotundusにおけるSLC30A8とFFAR1の喪失は、インスリン分泌の低下に関連しています。膵臓β細胞のインスリン合成と分泌における両方の遺伝子の役割の図解。グルコース刺激性インスリン分泌は、電位依存性カルシウムチャネルの開放によって開始されます（1）（35）。結果として生じるカルシウムの流入は、インスリン分泌顆粒のエキソサイトーシスを刺激することによってインスリン分泌を増強します（2）。FFAR1Gタンパク質共役型受容体をコードし、活性化されると、（F）-アクチンリモデリングを介してインスリン分泌の延長を促進します（3）。FFAR1はまた、小胞体からのカルシウムの放出を引き起こし（4）、これがグルコース刺激によるカルシウム流入を増加させ、分泌顆粒のエキソサイトーシスを増幅します。SLC30A8は、亜鉛を成熟中のインスリン分泌顆粒に輸送します。ここで、亜鉛はインスリン六量体の形成に不可欠です（5）。分泌されると、これらのヘキサマーは解離し、生理活性インスリンモノマーと亜鉛を循環系に放出します（6）。D. rotundusでのFFAR1とSLC30A8の喪失は、チスイコウモリのインスリン分泌の低下に関連している可能性があります。
遊離脂肪酸センサーFFAR1は、2つの理由で吸血コウモリに不要になった可能性があります。まず、FFAR1リガンド（脂肪酸）は血液型ダイエットにほとんど含まれていません。第二に、食事中の糖度が低いと、FFAR1が実質的に寄与するインスリン分泌相の延長を含む、通常のグルコース刺激インスリン分泌の必要性がなくなる可能性があります。吸血コウモリは、他の哺乳動物よりも低い基礎インスリンレベルを示し、実験的なブドウ糖過負荷時に長期の高血糖を伴う実質的に減少したインスリン分泌を示します（9、13）。ヒト2型糖尿病患者のインスリン分泌反応の欠陥と類似していますが、吸血コウモリでは、ブドウ糖が血流に残っている必要があるため、これは低血糖を防ぐための適応である可能性があります。以前の研究ではFFAR1でポジティブセレクションの兆候が検出され、 D。rotundusのグルコース利用を改善する手段として解釈されましたが（17）、我々の分析はFFAR1が実際に失われていることを明らかにし、この遺伝子の喪失が通常のインスリン分泌の低下に関連していることを示唆しています条件と実験的に挑戦されたときの高グルコース摂取に対処することができないこと。D.rotundusでのFFAR1の喪失また、インスリン分泌能力の増加を示し、インスリン分泌を阻害する異なるβ細胞受容体であるFFAR3（19、22 ）を収束的に失ったフィロストミドおよびプテロポディドファミリーの果物を食べるコウモリとの興味深い対照を提供します。これは、インスリン分泌に反対の影響を与える2つの異なる遺伝子の喪失が、コウモリの反対の表現型に関与していることを示唆しています。
SLC30A8は、膵臓β細胞で最も高発現している亜鉛トランスポーターをコードしています（43、44）。β細胞の分泌顆粒では、亜鉛は、インスリンを分解から保護する亜鉛-インスリン六量体の形成に必要です（図5 ）（ 45、46）。したがって、亜鉛トランスポーターSLC30A8の喪失は、 D。rotundusのインスリン分泌表現型の低下の結果であるか、その一因となる可能性があります。
相互に排他的ではない別の仮説は、吸血コウモリのSLC30A8の喪失は、体の亜鉛レベルの要件を減らすことによって有益である可能性があるというものです。哺乳類の血液からは十分な食事性亜鉛が得られますが（47 ）、高い食事性鉄濃度は亜鉛吸収を阻害し（ 48）、亜鉛は腸細胞での鉄吸収を刺激するため（49 ） 、吸血コウモリには効率的に吸収されない可能性があります。血液は66：1（47）の高い鉄：亜鉛比を持っているので、高い食事の鉄レベルは吸血コウモリの亜鉛欠乏を引き起こす可能性があります。マウスでのSLC30A8ノックアウトは、β細胞で非常に低い亜鉛濃度を引き起こします（50）。同様に、「天然のSLC30A8モルモット、ヒツジ、ウシなどの哺乳類の草食動物でもこの遺伝子を失った「ノックアウト」は、膵島の亜鉛濃度が低いことに関連しています（51）。β細胞は通常、亜鉛濃度が最も高い細胞型の1つであるため（52 ）、菜食主義者の食事は一般に亜鉛含有量がより制限されているため、これらの草食動物はSLC30A8を失った可能性があります（ 53、54）。SLC30A8の繰り返しの損失したがって、吸血コウモリや草食性の哺乳類では、亜鉛の利用を他の重要な生理学的機能に制限する戦略を表すことができます。この戦略の前提条件は、モルモットに見られるように、インスリンの安定性と分泌が亜鉛に依存しなくなったこと、または吸血コウモリの場合のようにインスリン分泌がもはや必須ではなくなったことです。
PPP1R3Eの喪失とグリコーゲン代謝の障害
PPP1R3Eは、プロテインホスファターゼ1（PP1）の調節サブユニットをコードします（55）。PP1は、グルコースの主要な短期貯蔵形態であるグリコーゲンの合成と分解の間の切り替えを調節する上で中心的な役割を果たします（56）。PP1は、グリコーゲンシンターゼを脱リン酸化することにより、この酵素を活性化し、グリコーゲン合成を促進します（57）。グリコーゲンホスホリラーゼを脱リン酸化することにより、PP1はこの酵素を阻害し、その結果、グリコーゲン分解を阻害します（図S3A）（57）。PP1の活性は、異なる発現パターンを持つ7つの異なる遺伝子によってコードされる調節サブユニットに依存します（PPP1R3A - PPP1R3G）（55）。細胞モデルまたは動物モデルでのPPP1R3A、PPP1R3B、PPP1R3C、またはPPP1R3Gの過剰発現はグリコーゲン含有量を増加させるのに対し、ノックアウトはグリコーゲン含有量を減少させるため、これらの調節サブユニットはPP1活性にとって重要です（ 58-61）。PPP1R3Eの動物実験は存在しませんが、遺伝子はインスリンによって転写的に調節されており、PPP1R3Eはグリコーゲンに結合します（55）。したがって、PPP1R3Eは、他のグリコーゲン標的サブユニットと同様に機能する可能性が最も高いです。D.rotundusでのPPP1R3E損失を除いて、分析されたコウモリでは、7つの調節サブユニットをコードする遺伝子のいずれも不活性化変異を示しません（図S3B）。
PPP1R3Eの特定の喪失は、D。rotundusのグリコーゲン濃度が低いことに関係している可能性があります（14）。餌を与えられた吸血コウモリは、果物を食べるコウモリよりも約85％小さく、高タンパク食を与えられた他の哺乳類よりも約60％小さい肝グリコーゲン貯蔵を持っています（14）。十分なグリコーゲン貯蔵が絶食期間に耐えるために重要であるため、PPP1R3Eの喪失および関連するより小さなグリコーゲン貯蔵も、チスイコウモリの観察された飢餓の脆弱性に寄与する可能性があります。
CTSEの喪失と胃機能の変化
D. rotundusでのCTSEの喪失は、他の哺乳類種では比類のない、胃の広範な形態学的および生理学的変化の結果である可能性があります（図S4）。最も注目すべきことに、D。rotundusの胃は、機械的および化学的消化に関与するコンパクトな筋肉器官から、主に大量の摂取血液を貯蔵するように機能し、水分吸収の主要部位として機能する拡張可能な構造への基本的な改造を経験しました（図S4 ）。CTSEは、胃腸組織、特に胃で高度に発現する細胞内プロテアーゼです（30、62）。胃の中では、CTSEタンパク質は通常、塩酸を分泌する壁細胞の小管（陥入）に局在し、CTSEが分泌過程に関与している可能性があることを示しています（63）。D. rotundusでは、壁細胞の小管は特に鉄に富んでおり（10）、それらの胃壁細胞が塩酸分泌から鉄排泄への関与への機能的シフトを経験したことを示唆しており、これによりCTSEが不要になった可能性があります。これと一致して、CTSEは酸分泌胃を欠くカモノハシ（ 64 ）で失われたと報告されています。ただし、CTSECTSEは、酸を分泌する胃を持つ鯨偶蹄目でも失われ（65）、胃酸分泌における役割の可能性に加えて、免疫関連の機能も持っています（62）。したがって、他のCTSE機能も、D。rotundusにおけるCTSE喪失の主な理由に寄与しているか、それを表している可能性があります。
ERN2の喪失と食事脂肪含有量の低下
D. rotundusでのERN2の喪失は、血液型ダイエットの低脂肪含有量の結果である可能性があります。ERN2は胃腸上皮で特異的に発現し（66）、腸細胞に吸収された食物脂質を他の組織に輸送するリポタンパク質粒子であるカイロミクロンの産生を阻害する膜貫通タンパク質をコードします（67、68 ）。ERN2ノックアウトマウスの腸細胞はより多くのカイロミクロンを分泌することが示され、高脂肪食で脂質吸収が増加し、より顕著な高脂血症を引き起こしました（ 67、68 ）。標準的な食事では、ERN2ノックアウトマウスは高脂血症を示さなかった。これは、ERN2が過剰な脂肪が利用できる条件下でのみ腸の脂質吸収を制限することを示している。血液の脂肪含有量は非常に低いため（9）、通常は脂質吸収を制限する調節メカニズムが、吸血コウモリの進化中に不要になり、ERN2が失われたと考えられます。
膵臓キモトリプシンの喪失CTRL
キモトリプシノーゲンやトリプシノーゲンなどの膵臓プロテアーゼは、最も重要な消化酵素の1つです（69）。それらは外分泌膵臓の腺房細胞によって産生され、不活性なチモーゲンとして分泌され、小腸で活性化されるとタンパク質を消化します（69）。CTRLは、4つのキモトリプシノーゲンアイソザイムの1つをエンコードし、ヒト膵臓癌の予測バイオマーカーと見なされています（70）。マウスでは、CTRLはマイナーなキモトリプシンアイソフォームを表し、キモトリプシノーゲンプールの約10％を構成します（71）。インビトロ実験は、CTRLがトリプシノーゲンを切断し、したがってタンパク質消化トリプシンの活性化を阻害することを示した（71）。一貫して、CTRLマウスのノックアウトは、キモトリプシンの活性化の低下とトリプシン活性のわずかな上昇につながります（71）。これは、吸血コウモリのユニークでタンパク質が豊富な食餌に関連している可能性があります。最近の証拠はまた、CTRLを含む腺房プロテアーゼがβ細胞の増殖に寄与することを示し（72）、β細胞量の減少を示すコウモリ種におけるこの遺伝子の喪失についての別の可能な説明を提供します（13）。
CYP39A1の喪失と高度な社会的行動
CYP39A1の喪失は、チスイコウモリの並外れた社会的行動と認知能力の進化に貢献した可能性があります（16、73、74）。CYP39A1はオキシステロール7-α-ヒドロキシラーゼ酵素をコードしています（75）。この酵素は肝臓で発現しますが、肝臓の胆汁酸合成全体に寄与するのはごくわずかです（図S5）。さらに、CYP39A1は脳で発現し、コレステロール代謝物24S-ヒドロキシコレステロールを分解できる唯一の発現酵素です（76 – 79）。脳では、24S-ヒドロキシコレステロールは脳特異的酵素CYP46A1によってコレステロールから生成され、脳からのコレステロール除去中の代謝物を表します（80）。コレステロールとは異なり、24S-ヒドロキシコレステロールは血液脳関門を通過できます（81）。したがって、24S-ヒドロキシコレステロール分解CYP39A1の喪失は、CYP39A1機能喪失対立遺伝子を持つヒトで観察されたこの代謝物の全身レベルの上昇をもたらすと予想されます（82）。
24S-ヒドロキシコレステロールも重要な神経生理学的役割を果たしているため、CYP39A1の喪失によって媒介される24S-ヒドロキシコレステロールのレベルの上昇は、D。rotundusの並外れた認知および社会的能力に関連している可能性があると仮定します。24S-ヒドロキシコレステロールは、シナプス可塑性と記憶形成を仲介するグルタミン酸依存性イオンチャネルであるN-メチル-D-アスパラギン酸受容体（NMDAR）の強力なアロステリックで直接的な活性化因子です（ 83、84 ）。海馬では、24S-ヒドロキシコレステロールが長期増強の誘導に必要な刺激閾値を低下させました（83）、学習と記憶のための主要なメカニズムの1つ。脳の24S-ヒドロキシコレステロールレベルの上昇（24S-ヒドロキシコレステロール合成酵素CYP46A1の過剰発現によって媒介される）はマウスの空間記憶機能を改善しますが（85 ）、24S-ヒドロキシコレステロールレベルの低下（ CYP46A1の削除によって媒介される）は海馬の長期増強の欠陥を引き起こします障害のある学習および記憶機能（86）。NMDAR活性と認知機能に直接影響を与える24S-ヒドロキシコレステロールと一致して、24S-ヒドロキシコレステロール類似体の投与は、マウスにおけるシナプスNMDARの頻度と機能、長期増強、および記憶形成の誘発された減少を逆転させました（87）。NMDARアゴニストはげっ歯類の社会的行動を改善するのに対し、アンタゴニストはそれを損なうため、NMDAR活性は社会的行動にも強い影響を及ぼします（88）。したがって、 CYP39A1の遺伝的摂動研究はまだ存在していませんが、D。rotundusでのCYP39A1の不活性化は、人間で観察されるように24S-ヒドロキシコレステロールレベルを増加させ、社会的行動と認知能力にプラスの影響を与える可能性があります。
24S-ヒドロキシコレステロールを代謝するCYP39A1遺伝子を失ったデータセット内の唯一の系統である吸血コウモリ（図S5）は、その並外れた社会的行動と認知能力によって他のコウモリと区別されます。彼らは逆流した血液を、毎晩の食事をとることができず、そうでなければ飢餓に直面するであろうねぐらの仲間と相互に共有します（16）。誰と血液を共有するかの決定は、主に過去の献血を提供した個人の接触の呼びかけを認識することによって決定されます。これは、並外れた長期的な社会的記憶を示しています（ 16、73 ）。さらに、孤児になった子孫の非親族の養子縁組は、吸血コウモリのコロニーで発生します（74）。吸血コウモリはまた、長期にわたる社会的絆を形成します。これは、飼育下で協力した個体が野生に放たれたときに社会的ネットワークを維持しているという観察から明らかです（89）。おそらく最も社会的に進んだコウモリとしての吸血コウモリも、276の測定されたコウモリ種の中で最大の相対的な新皮質体積を持っていることがわかりました（90）。NMDARの24S-ヒドロキシコレステロール相互作用サブユニット[GRIN2Bによってコードされるグルタミン酸イオンチャネル型受容体NMDA型サブユニット2B（GluN2B）]は、胚発生後期および出生時に皮質で高度に発現され（91、92 ） 、皮質の発達に重要な役割を果たします（ 91、92 ）。 84、93 ）。_ これにより、CYP39A1の喪失は、 D。rotundusの大脳新皮質の体積にも関連している可能性があり、これは将来の研究で調査される可能性があります。
錐体光伝達遺伝子の喪失は桿体の単色性を示唆している
私たちの厳密なゲノムスクリーニングにより、PDE6Hは吸血コウモリでのみ失われることが明らかになりました。PDE6Hは、錐体細胞の光伝達カスケードの構成要素である錐体ホスホジエステラーゼのγ'サブユニットをコードします（94）。PDE6Hの機能喪失型変異は、ヒトでは色覚異常を引き起こしますが（94）、マウスでは発生しません。マウスでは、ロッドホスホジエステラーゼアイソフォームPDE6GがPDE6Hの喪失を補います（95）。この種間の変動性を考慮して、27の焦点コウモリ種の桿体および錐体における光伝達に必要な追加の遺伝子を調査しました。桿体については、光伝達成分（RHO、GNAT1 ）は見つかりませんでした、GNB1、GNGT1、PDE6A、PDE6B、およびPDE6G）が失われます。錐体光伝達に必要な遺伝子（OPN1SW、OPN1LW、GNAT2、GNB3、GNGT2、PDE6C）の中で、以前に報告された吸血コウモリと他の6匹のコウモリにおける短波長感受性オプシン（ OPN1SW ）の喪失を確認しました（図S6）。 。さらに、私たちの分析では、吸血鬼と他の4匹のコウモリ（図S6とS7）でPDE6Cが失われていることが検出されました。PDE6Cの不活性化変異ヒトとマウスの両方で錐体機能を完全に廃止し、桿体の光受容体のみが機能し続ける状態である桿体の単色性をもたらします（96、97 ）。
祖先のカイロプテラは2種類の錐体と二色性の視覚を持っていると推測されましたが、D。rotundusを含む多くのコウモリは、機能的な短波長感受性オプシン（OPN1SW）を発現する錐体を欠いています（図S6）。機能的なOPN1SWの欠如だけで色覚異常が示唆されましたが、保存されたOPN1LW（長波感受性オプシン）遺伝子を発現する機能的な錐体の維持が繰り返されたPDE6C損失の発見は、D。rotundusを示唆しています。他の4つの夜間のNoctilionoideaは、機能的な桿体単色覚である可能性があります。痕跡錐体細胞がまだ検出できたとしても、すべての錐体ベースの光受容が廃止されるこの状態は、これまでのところ、他のいくつかの哺乳類系統についてのみ示唆されています（98）。それらの生態学に照らして、桿体の単色性は、PDE6CとPDE6Hの両方を失った吸血コウモリでもっともらしいです。これらの厳密に夜行性のコウモリは、夜の最も暗い時期に最も活発に活動し、密造酒を避けます。さらに、獲物を見つけるために、吸血コウモリは、高度に専門化された聴覚適応（ 99）や哺乳類に特有の赤外線感知機能（5 ）などの非視覚的感覚適応を進化させました。
免疫関連RNASE7の喪失と血液の異なる病原体プロファイル
チスイコウモリの免疫系は、血液のみを摂食しているため、血液由来の病原体に定期的に感染しています（100）。しかし、血液は細菌の存在量は少ないが種の組成が異なるため（101）、腸管がさまざまな病原体にさらされている可能性があります。免疫関連のRNASE7遺伝子は、D。rotundusで失われ、他のすべての分析されたコウモリでは無傷であることがわかりました。
RNASE7は、さまざまな微生物に対して強力な抗菌活性を持つ分泌型リボヌクレアーゼをコードします（102）。ヒトでは、RNASE7は皮膚、尿路上皮、気道上皮を含むほとんどの上皮で高度に発現しています（ 30、102）。この遺伝子は、糖尿病患者の皮膚および尿路で有意にダウンレギュレートされ（RNASE7の発現はインスリンシグナル伝達によって誘導される可能性があるため）、自然免疫防御能力を低下させ、糖尿病患者の細菌性皮膚および尿路感染症の発生率を大幅に高める可能性があります。患者（103、104）。RNASE7の独占的喪失吸血コウモリでは、インスリン分泌能の低下にも関係している可能性があり、吸血コウモリの上皮組織が殺菌性ペプチドを分泌する能力が低下しているかどうかという疑問が生じます。以前の研究では、RNASE7は吸血コウモリのポジティブセレクションの下で進化したことがわかりましたが、これは血液感染性病原体への曝露の増加への適応として解釈されました（17）が、私たちの分析はRNASE7が明らかに不活化されていることを示しており、その喪失が異なる病原体の多様性への曝露の結果である。


概要
ナミチスイコウモリD.rotundusの高い完全性、隣接性、および基本精度のハプロタイプ分解ゲノムアセンブリを生成するために、ロングリード（HiFi）シーケンスを使用しました。以前の研究（25）に加えて、遺伝子含有量と不活性化変異を並べて比較すると、HiFiアセンブリが遺伝子の完全性だけでなく塩基の精度も向上することがわかります。ハプロタイプが解決されたアセンブリは、ホモ接合型とヘテロ接合型（不活性化）の変異の識別も容易にします。これは、崩壊した2倍体アセンブリではより困難です。この新しいD.rotundusを使用する他の26匹のコウモリのアセンブリと既存のゲノムについて、吸血コウモリの系統で特異的に失われる遺伝子のゲノムワイドなスクリーニングを行いました。この画面では、インスリン分泌の低下（ FFAR1およびSLC30A8）やグリコーゲン合成（PPP1R3E）、明確な胃の生理機能（CTSE ）など、吸血コウモリの派生表現型の特徴に関連する可能性が高い、これまで知られていなかった10の遺伝子喪失が明らかになりました。CYP39A1の喪失は、24S-ヒドロキシコレステロールレベルの上昇をもたらすと予想され、 D。rotundusの並外れた社会的行動と認知能力に関連している可能性があります。他の遺伝子の喪失（ERN2、CTRL、およびREP15）は、低脂肪、高タンパク質、高鉄含有量を特徴とする血液の偏った栄養素組成に関連している可能性があります。代謝と消化における吸血コウモリ特有の変化との関連と一致して、これらの遺伝子の多くは、膵臓（FFAR1、SLC30A8、およびCTRL）や胃腸組織（REP15、CTSE、およびERN2）などの関連する臓器系で高度に発現しています。最後に、遺伝子の喪失は、錐体光受容体機能の完全な欠如（機能的な桿体単色性）を示唆するPDE6HおよびPDE6Cの喪失によってここに例示される、これまで知られていなかった表現型を示すこともあります。同様に、RNASE7は、 D。rotundusと他のコウモリの間の免疫系の違いを示している可能性があり、これはさらなる研究に値します。特に、 D。rotundusが明確な病原体プロファイルにさらされているかどうかは不明であり、主に血液感染性病原体に拘束されています。これは、メタゲノムアプローチ（105）を使用して調査し、理想的には一致した環境で、吸血鬼や他のコウモリの病原体プロファイルを体系的に特徴付けて比較することができます。
進化の過程でどの遺伝子が失われるかは、いくつかの要因の影響を受けます。ここで特定されたものを含む、遺伝子喪失の根底にある重要な要因の1つは、新しい環境や異なるライフスタイルへの適応の結果として特定の遺伝子の機能を維持するための選択がないことです。しかし、遺伝子機能の不要性にもかかわらず、他のいくつかの要因が、どの遺伝子が進化の過程で失われることを許されるかを制約します（21）。たとえば、哺乳類で失われた遺伝子は、一般的に本質的な機能が枯渇しており、多面発現の程度が低い傾向があります（65）。哺乳類における多面発現遺伝子喪失のいくつかの既知の例は、遺伝子のほとんどまたはすべての機能が不要になった場合を指します[例えば、KLK8、INSL5、RXFP4、およびSLC4A9 （23、24、106）]、または追加の遺伝子機能が機能的に関連するタンパク質によって補償される場合[例えば、ACOX2およびSLC27A5（107）]。重要な制限要因である多面発現と一致して、ここで検出された遺伝子喪失の症例は、主に特定の機能を持ち、多面発現の程度が低いかまったくない遺伝子を指します。多面発現と必須性に加えて、制限された発現パターンは、遺伝子喪失を可能にする別の要因であるように思われます。たとえば、不活化遺伝子ERN2は消化管で特異的な発現を示しますが、遍在的に発現し、機能的に類似していますERN1遺伝子（66）は、吸血コウモリのゲノムでは無傷です。同様に、REP15、SLC30A8、CTSE、およびCTRLには、組織が制限された発現パターンがあります。
遺伝子機能の不要性は確かに吸血コウモリ系統における遺伝子喪失の主な説明ですが、祖先遺伝子の喪失は進化において有益であり、適応に寄与することがあります（ 21-24 ）。たとえば、REP15の喪失は、鉄を含む胃腸細胞の脱落を通じて鉄の除去を促進する可能性があります。これは、吸血コウモリが鉄分が豊富な血液型ダイエットに適応していることを示している可能性があります。別の例はCYP39A1であり、その喪失により全身レベルの24S-ヒドロキシコレステロールが上昇すると予想されます。このコレステロール代謝物のレベルの上昇は、動物モデルの認知機能にプラスの影響を与える可能性があるため（85、108）、チスイコウモリの系統におけるCYP39A1の喪失は、コウモリのユニークな特徴である彼らの並外れた社会的行動と認知能力に貢献した可能性があると考えられます。
要約すると、私たちの研究は、吸血動物への適応と一般的な遺伝子喪失の進化的重要性に関連するゲノム変化への新しい洞察を提供します。特に、ユニークな食生活の専門分野としての吸血動物がどのように進化したかを包括的に理解するには、高品質のゲノムリソースだけでなく、吸血コウモリの生物生物学に関するデータも必要です。私たちの研究は、吸血コウモリの生理学、代謝、および免疫に関する知識のギャップを明らかにし、彼らのユニークな食事への適応の表現型の側面をよりよく特徴づける必要性を強調しています。
方法（略）
リラックスした選択
選択の緩和について10個の遺伝子をテストするために、TOGAからヒトと各クエリコウモリの間のペアワイズコドンアラインメントを取得しました。フレームシフト挿入または欠失の影響を受けたコドンおよび時期尚早の終止コドンは、リーディングフレームを維持するために「NNN」コドンに置き換えられた。複数のコドンアラインメントはMACSEv2で作成され、デフォルトのコスト値でHmmCleanerでクリーニングされました。得られたアラインメントを使用して、 D。rotundusブランチを前景として、他のすべてのブランチをバックグラウンドとして指定して、RELAXを使用したリラックスした選択の下で遺伝子が進化するかどうかを調査しました。
公開されている遺伝子発現データ
11の組織（心臓、胃、腸、肝臓、胆嚢、膵臓、脾臓、腎臓、嗅上皮、目、舌）からのD. rotundusの公開されているトランスクリプトームシーケンスデータを使用して、10の標的遺伝子損失のRNA発現を調査しました。ペアエンドシーケンスリードセットはNCBIからダウンロードされ（アクセッションは表S4にリストされています）、STARを使用して新しいD.rotundusハプロタイプ1アセンブリにマッピングされました。次に、ターゲット遺伝子座をIGV（統合ゲノミクスビューアー）で手動で調べました。
全血鉄の測定
9つのD.rotundus、16のA. lituratus、および4つのM. nigricansブラジルのミナスジェライス州ヴィソーザで、かすみ網で個体を捕獲しました。安楽死後、血液サンプルが野外で収集されました。結果は1ミリリットルあたりのマイクログラムとして表されたため、フィールド内の各サンプル量を測定しました。これは100〜400μlの間で変化しました。チューブは、実験室で最大1か月間、-20°Cで保管するまで氷上で保管しました。鉄レベルの測定では、すべての血液サンプルをストーブを使用して乾燥し、有機物が除去されるまで硝酸-過塩素酸溶液（総量、1.5 ml）でミネラル化しました。最終抽出物を使用して、原子吸光分光光度法（島津製作所、AA-6701F）で鉄濃度を測定しました（表S5）。すべての動物の捕獲は、国立環境局（ライセンス番号77322-1;ブラジル、シスビオ）によって承認されました。
統計分析
全血の鉄レベルは、一元配置分散分析とテューキーの事後検定、およびSciPy統計ライブラリを使用した両側t検定を使用して種間で比較されました。