Evolutionary dynamics of transcriptional and translational regulation in yeast

All living organisms respond to environmental stimuli by modulating the activity of different genes. This response can occur across many locations throughout the cell such as at the level of transcription, translation, and even post-translational modifications. Some of this variation between species is attributable to the presence or absence of lineage-specific genes. The birth of new genes via de novo emergence from previously non-genic DNA is predicted to contribute significantly to this diversity. To explore this question, we generated high-depth transcriptomic data for 11 species of yeast, as well as ribosome profiling and proteomics data for Saccharomyces cerevisiae in rich media and oxidative stress conditions. We identified 213 putative de novo genes in S. cerevisiae; over a third of them are translated, and approximately half of them overlap more ancient genes on the antisense strand. We found that a significant fraction of S. cerevisiae genes (~5%) have emerged de novo over the past 20 million years.Tots els organismes vius responen als estímuls ambientals modulant l’activitat dels seus gens. Aquesta resposta es produeix simultàniament en molts llocs a tota la cèl·lula i a través de diferents mecanismes, com el nivell de transcripció, el nivell de traducció i fins i tot modificacions posteriors a la traducció. Una part d’aquesta variació entre espècies és atribuïble a la presència o absència de gens específics del llinatge. Es preveu que el naixement de nous gens mitjançant l’emergència de novo a partir d’ADN anteriorment no gènic contribueixi significativament a aquesta diversitat. Per explorar aquesta questió, hem generat dades transcriptòmiques d’alta profunditat per a 11 espècies de llevats, així com dades de empremta ribosomal i dades de proteòmica per a Saccharomyces cerevisiae en condicions de medi de cultiu ric i sota estrès oxidatiu. Hem identificat 213 gens putatius de novo a S. cerevisiae; més d’un terç d’ells es tradueixen, i aproximadament la meitat d’ells es troben superposats a gens més antics a la cadena antisentit. Hem trobat que una part important dels gens de S. cerevisiae (~5%) han sorgit de novo en els darrers 20 milions d'anys.Programa de doctorat en Biomedicin