Metabolikus különbségek a háziasított és vad élesztők között
Title in English
Global view of metabolome changes between domesticated and wild yeasts
Keywords in Hungarian
metabolomika; élesztő; evolúció
Keywords in English
metabolomics; yeast; evolution;
Discipline
Metabolomics (Council of Medical and Biological Sciences)
60 %
Evolutionary ecology and genetics, coevolution (Council of Complex Environmental Sciences)
30 %
Bioinformatics (Council of Medical and Biological Sciences)
10 %
Panel
Genetics, Genomics, Bioinformatics and Systems Biology
Department or equivalent
Institute of Biochemistry (HUN-REN Biological Research Centre Szeged)
Participants
Szappanos, Balázs
Starting date
2018-09-01
Closing date
2022-05-31
Funding (in million HUF)
15.807
FTE (full time equivalent)
3.30
state
running project
Final report
Results in Hungarian
Munkánk során megvizsgáltuk a háziasítás szerepét a pékélesztő metabolitszint evolúciójában.
Azt találtuk, hogy az élesztő metabolom evolúciója 2 felgyorsulást mutat. Egyrészt a S. cerevisiae-t jellemzi felgyorsult metabolom evolúció a Saccharomyces fajok közti evolúció sebességéhez képest, másrészt a háziasítás tovább gyorsította a pékélesztő metabolom evolúcióját. Átfogó, nem célzott méréseink pedig alátámasztják, hogy ez a felgyorsult evolúció a teljes anyagcsere hálózatra igaz.
A vad S. cerevisiae törzsekre jellemző felgyorsulás, nem társult az evolúció módjának megváltozásával (első sorban neutrálisnak tűnik), és leginkább a rövid evolúciós időtávon felhalmozódó / ki nem szelektálódó káros mutációk következménye. Ezzel szemben a háziasítás nem csak felgyorsította, hanem meg is változtatta a metabolom evolúció módját. Filogenetikai komparatív módszerekkel találtunk 5 olyan aminosavat melyeknek szintje különböző a háziasított és vad élesztőkben. Ez az adaptív evolúció metabolit szintekre gyakorolt hatását támasztja alá.
Kísérletet tettünk a háziasítás kapcsolt aminosav szintek szerepének feltárására, az aminosav szintek és az élesztő stressz rezisztencia közti korrelációk keresésével. Számos ilyen korrelációt találtunk, de ezek közül egyik sem bizonyult új mechanisztikus közvetlen kapcsolatnak.
Multiomikai vizsgálataink azt mutatják, hogy a háziasított S. cerevisiae populációk közti metabolom divergenciát leginkább az genetikai távolság magyarázza.
Results in English
In our research we have explored the importance of domestication in metabolome evolution of S. cerevisiae.
We have found two accelerations in the metabolome evolution of Saccharomyces species. S. cerevisiae is showing an accelerated metabolome evolution compared to the between species metabolome diversification in Saccharomyces ssp., and domesticated S. cerevisiae lineages are also showing an acceleration compared to wild S. cerevisiae lineages.
The acceleration of metabolome evolution in wild S. cerevisiae lineages did not coupled with the change in mode of evolution, rather it seems to be the result of deleterious mutation accumulation in short phylogenetic distances. Meanwhile the domestication associated acceleration of metabolome evolution is coupled with change in mode of evolution. With using phylogenetic comparative methods, we have found 5 domestication associated metabolite level changes in the amino acid dataset. This suggest the importance of adaptive evolution of metabolite levels upon domestication.
We attempted to find the role of domestication associated metabolite levels. Generally we can tell that the metabolite level stress resistance correlations are widespread. However we were unable to confirm the causality any of these correlations.
We have uncovered in domesticated lineages, genetic distance is the most important factor in determination of metabolome divergence.
Roland Tengölics1,2, João B. Mokochinski, Balázs Szappanos, Dorottya Kalapis, Stefánia Erdei, Szilvia Z. Tóth, Balázs Papp: Rapid non-targeted metabolome profiling of yeast, YCGMB abstract and Poster, 2019
Tengölics Roland, João B. Mokochinski, Szappanos Balázs Szappanos, Kalapis Dorottya, Erdei Stefánia, Tóth Szilvia, Papp Balázs: Rapid non-targeted metabolite profiling of yeast., YCGMB absztraktkönyv, 2019
Roland Tengölics, Balázs Szappanos, Gábor Grézal, Dorottya Kalapis, Viktor Kilin, Krisztina Ambrus, Joao Mokonchinski, Markus Ralser, Michael Mülleder, Gianni Liti, Balázs Papp,: Accelerated metabolome evolution of S. cerevisiae, Konferencia előadás, 2020
