Analysis of Polycerate Mutants Reveals the Evolutionary Co-option of HOXD1 for Horn Patterning in Bovidae

Autor: Daniele Bigi, Fiona Menzi, Slim Ben Jemaa, Marie-Christine Deloche, Aurélien Capitan, Johannes A. Lenstra, Marina Naval-Sanchez, Ivica Medugorac, Nathalie Hirter, Gwenola Tosser-Klopp, Diane Esquerre, Coralie M. Reich, Julia M. Paris, Rose-Marie Arbogast, Amandine Blin, Abdelhak Boukadiri, Aurélie Hintermann, Julie Rivière, Denis Duboule, Raphaël Cornette, Cécile Donnadieu, Marie-Dominique Wandhammer, Gjoko Bunevski, Louisa Gidney, Michael Stache, Isabelle Palhiere, Renate Schafberg, James Kijas, Claude Guintard, Joséphine Lesur, Jozsef Zakany, Rachel Rupp, Noelle E. Cockett, John Hedges, Ashleigh Haruda, Philippe Bardou, Olivier Putelat, Tracy Hadfield, Alain Pinton, Ockert Greyvenstein, Aurélie Allais-Bonnet, Este Van Marle-Koster, Eric Pailhoux, Coralie Danchin-Burge, David G. Riley, Cécile Grohs, Benjamin J. Hayes, Cord Drögemüller
Přispěvatelé: Allice, Biologie de la Reproduction, Environnement, Epigénétique & Développement (BREED), Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ), Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), Génétique Physiologie et Systèmes d'Elevage (GenPhySE ), Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT]-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Martin-Luther-University Halle-Wittenberg, Génétique Animale et Biologie Intégrative (GABI), Université Paris-Saclay-AgroParisTech-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), University of Geneva [Switzerland], University of Bologna, Ludwig Maximilian University [Munich] (LMU), Archéologie d'Alsace, Archéologie et histoire ancienne : Méditerranée - Europe (ARCHIMEDE), Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA), Texas A&M University [College Station], Utah State University (USU), Université de Carthage - University of Carthage, Ss. Cyril and Methodius University in Skopje, University of Bern, Manx Text, Manx Loaghtan Sheep Breeders (MLSBG), Utrecht University [Utrecht], Rent a Peasant, Archéozoologie, archéobotanique : sociétés, pratiques et environnements (AASPE), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Musée Zoologique de Strasbourg, Ecole Nationale Vétérinaire, Agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), Acquisition et Analyse de Données pour l'Histoire naturelle (2AD), MICrobiologie de l'ALImentation au Service de la Santé (MICALIS), AgroParisTech-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Génome et Transcriptome - Plateforme Génomique ( GeT-PlaGe), Plateforme Génome & Transcriptome (GET), Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Génopole Toulouse Midi-Pyrénées [Auzeville] (GENOTOUL), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut de l'élevage (IDELE), Agriculture Victoria (AgriBio), Tshwane University of Technology [Pretoria] (TUT), Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation (QAAFI), University of Queensland [Brisbane], CSIRO Agriculture and Food (CSIRO), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), Collège de France (CdF (institution)), Allais-Bonnet, Aurélie, Hintermann, Aurélie, Deloche, Marie-Christine, Cornette, Raphaël, Bardou, Philippe, Naval-Sanchez, Marina, Pinton, Alain, Haruda, Ashleigh, Grohs, Cécile, Zakany, Jozsef, Bigi, Daniele, Medugorac, Ivica, Putelat, Olivier, Greyvenstein, Ockert, Hadfield, Tracy, Jemaa, Slim Ben, Bunevski, Gjoko, Menzi, Fiona, Hirter, Nathalie, Paris, Julia M, Hedges, John, Palhiere, Isabelle, Rupp, Rachel, Lenstra, Johannes A, Gidney, Louisa, Lesur, Joséphine, Schafberg, Renate, Stache, Michael, Wandhammer, Marie-Dominique, Arbogast, Rose-Marie, Guintard, Claude, Blin, Amandine, Boukadiri, Abdelhak, Rivière, Julie, Esquerré, Diane, Donnadieu, Cécile, Danchin-Burge, Coralie, Reich, Coralie M, Riley, David G, Marle-Koster, Este van, Cockett, Noelle, Hayes, Benjamin J, Drögemüller, Cord, Kijas, Jame, Pailhoux, Eric, Tosser-Klopp, Gwenola, Duboule, Deni, Capitan, Aurélien, École nationale vétérinaire d'Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Ministère de la Culture et de la Communication (MCC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), École nationale vétérinaire - Alfort (ENVA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Université Paris-Saclay-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Ecole Nationale Vétérinaire de Toulouse (ENVT), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-École nationale supérieure agronomique de Toulouse [ENSAT], Université de Genève = University of Geneva (UNIGE), University of Bologna/Università di Bologna, Ss. Cyril and Methodius University in Skopje (UKIM), École nationale vétérinaire, agroalimentaire et de l'alimentation Nantes-Atlantique (ONIRIS), Collège de France - Chaire internationale Évolution des génomes et développement
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
0106 biological sciences
Male
co-option
translocation
AcademicSubjects/SCI01180
regulatory mutation
01 natural sciences
Hox genes
Hox gene
genes
610 Medicine & health
Bilateria
time
Horns
0303 health sciences
biology
Ecology
630 Agriculture
Goats
[SDV.BDD.EO] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
Gene Expression Regulation
Developmental
alignment
Morphogenetic field
Biological Evolution
[SDV.BDD.MOR] Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Morphogenesis
590 Animals (Zoology)
Haploinsufficiency
transcription
Biometry
Evolution
growth
Locus (genetics)
Mice
Transgenic
[SDV.GEN.GA] Life Sciences [q-bio]/Genetics/Animal genetics
010603 evolutionary biology
03 medical and health sciences
goat and sheep genomics
Behavior and Systematics
framework
Genetics
Animals
Allele
Gene
Molecular Biology
Discoveries
Ecology
Evolution
Behavior and Systematics
030304 developmental biology
Homeodomain Proteins
locus
Sheep
Horn (anatomy)
AcademicSubjects/SCI01130
[SDV.BDD.MOR]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Morphogenesis
sequence
biology.organism_classification
[SDV.GEN.GA]Life Sciences [q-bio]/Genetics/Animal genetics
[SDV.BDD.EO]Life Sciences [q-bio]/Development Biology/Embryology and Organogenesis
Evolutionary biology
Mutation
genome-wide association
570 Life sciences
goat and sheep genomic
Zdroj: Molecular Biology and Evolution
Molecular Biology and Evolution, Oxford University Press (OUP), 2021, ⟨10.1093/molbev/msab021⟩
Allais-Bonnet, Aurélie; Hintermann, Aurélie; Deloche, Marie-Christine; Cornette, Raphaël; Bardou, Philippe; Naval-Sanchez, Marina; Pinton, Alain; Haruda, Ashleigh; Grohs, Cécile; Zakany, Jozsef; Bigi, Daniele; Medugorac, Ivica; Putelat, Olivier; Greyvenstein, Ockert; Hadfield, Tracy; Jemaa, Slim Ben; Bunevski, Gjoko; Menzi, Fiona; Hirter, Nathalie; Paris, Julia M; ... (2021). Analysis of Polycerate Mutants Reveals the Evolutionary Co-option of HOXD1 for Horn Patterning in Bovidae. Molecular Biology and Evolution, 38(6), pp. 2260-2272. Oxford University Press 10.1093/molbev/msab021
Molecular Biology and Evolution, 2021, ⟨10.1093/molbev/msab021⟩
Molecular Biology and Evolution, 38(6), 2260. Oxford University Press
ISSN: 0737-4038
1537-1719
DOI: 10.1093/molbev/msab021⟩
Popis: In the course of evolution, pecorans (i.e., higher ruminants) developed a remarkable diversity of osseous cranial appendages, collectively referred to as “headgear,” which likely share the same origin and genetic basis. However, the nature and function of the genetic determinants underlying their number and position remain elusive. Jacob and other rare populations of sheep and goats are characterized by polyceraty, the presence of more than two horns. Here, we characterize distinct POLYCERATE alleles in each species, both associated with defective HOXD1 function. We show that haploinsufficiency at this locus results in the splitting of horn bud primordia, likely following the abnormal extension of an initial morphogenetic field. These results highlight the key role played by this gene in headgear patterning and illustrate the evolutionary co-option of a gene involved in the early development of bilateria to properly fix the position and number of these distinctive organs of Bovidae.
Databáze: OpenAIRE
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