Vocal learning-associated convergent evolution in mammalian proteins and regulatory elements

Vocal production learning ("vocal learning") is a convergently evolved trait in vertebrates. To identify brain genomic elements associated with mammalian vocal learning, we integrated genomic, anatomical, and neurophysiological data from the Egyptian fruit bat (Rousettus aegyptiacus) with analyses of the genomes of 215 placental mammals. First, we identified a set of proteins evolving more slowly in vocal learners. Then, we discovered a vocal motor cortical region in the Egyptian fruit bat, an emergent vocal learner, and leveraged that knowledge to identify active cis-regulatory elements in the motor cortex of vocal learners. Machine learning methods applied to motor cortex open chromatin revealed 50 enhancers robustly associated with vocal learning whose activity tended to be lower in vocal learners. Our research implicates convergent losses of motor cortex regulatory elements in mammalian vocal learning evolution.

Medienart:

E-Artikel

Erscheinungsjahr:

2024

Erschienen:

2024

Enthalten in:

Zur Gesamtaufnahme - volume:383

Enthalten in:

Science (New York, N.Y.) - 383(2024), 6690 vom: 29. März, Seite eabn3263

Sprache:

Englisch

Beteiligte Personen:

Wirthlin, Morgan E [VerfasserIn]
Schmid, Tobias A [VerfasserIn]
Elie, Julie E [VerfasserIn]
Zhang, Xiaomeng [VerfasserIn]
Kowalczyk, Amanda [VerfasserIn]
Redlich, Ruby [VerfasserIn]
Shvareva, Varvara A [VerfasserIn]
Rakuljic, Ashley [VerfasserIn]
Ji, Maria B [VerfasserIn]
Bhat, Ninad S [VerfasserIn]
Kaplow, Irene M [VerfasserIn]
Schäffer, Daniel E [VerfasserIn]
Lawler, Alyssa J [VerfasserIn]
Wang, Andrew Z [VerfasserIn]
Phan, BaDoi N [VerfasserIn]
Annaldasula, Siddharth [VerfasserIn]
Brown, Ashley R [VerfasserIn]
Lu, Tianyu [VerfasserIn]
Lim, Byung Kook [VerfasserIn]
Azim, Eiman [VerfasserIn]
Zoonomia Consortium [VerfasserIn]
Clark, Nathan L [VerfasserIn]
Meyer, Wynn K [VerfasserIn]
Pond, Sergei L Kosakovsky [VerfasserIn]
Chikina, Maria [VerfasserIn]
Yartsev, Michael M [VerfasserIn]
Pfenning, Andreas R [VerfasserIn]
Andrews, Gregory [VerfasserIn]
Armstrong, Joel C [VerfasserIn]
Bianchi, Matteo [VerfasserIn]
Birren, Bruce W [VerfasserIn]
Bredemeyer, Kevin R [VerfasserIn]
Breit, Ana M [VerfasserIn]
Christmas, Matthew J [VerfasserIn]
Clawson, Hiram [VerfasserIn]
Damas, Joana [VerfasserIn]
Di Palma, Federica [VerfasserIn]
Diekhans, Mark [VerfasserIn]
Dong, Michael X [VerfasserIn]
Eizirik, Eduardo [VerfasserIn]
Fan, Kaili [VerfasserIn]
Fanter, Cornelia [VerfasserIn]
Foley, Nicole M [VerfasserIn]
Forsberg-Nilsson, Karin [VerfasserIn]
Garcia, Carlos J [VerfasserIn]
Gatesy, John [VerfasserIn]
Gazal, Steven [VerfasserIn]
Genereux, Diane P [VerfasserIn]
Goodman, Linda [VerfasserIn]
Grimshaw, Jenna [VerfasserIn]
Halsey, Michaela K [VerfasserIn]
Harris, Andrew J [VerfasserIn]
Hickey, Glenn [VerfasserIn]
Hiller, Michael [VerfasserIn]
Hindle, Allyson G [VerfasserIn]
Hubley, Robert M [VerfasserIn]
Hughes, Graham M [VerfasserIn]
Johnson, Jeremy [VerfasserIn]
Juan, David [VerfasserIn]
Kaplow, Irene M [VerfasserIn]
Karlsson, Elinor K [VerfasserIn]
Keough, Kathleen C [VerfasserIn]
Kirilenko, Bogdan [VerfasserIn]
Koepfli, Klaus-Peter [VerfasserIn]
Korstian, Jennifer M [VerfasserIn]
Kowalczyk, Amanda [VerfasserIn]
Kozyrev, Sergey V [VerfasserIn]
Lawler, Alyssa J [VerfasserIn]
Lawless, Colleen [VerfasserIn]
Lehmann, Thomas [VerfasserIn]
Levesque, Danielle L [VerfasserIn]
Lewin, Harris A [VerfasserIn]
Li, Xue [VerfasserIn]
Lind, Abigail [VerfasserIn]
Lindblad-Toh, Kerstin [VerfasserIn]
Mackay-Smith, Ava [VerfasserIn]
Marinescu, Voichita D [VerfasserIn]
Marques-Bonet, Tomas [VerfasserIn]
Mason, Victor C [VerfasserIn]
Meadows, Jennifer R S [VerfasserIn]
Meyer, Wynn K [VerfasserIn]
Moore, Jill E [VerfasserIn]
Moreira, Lucas R [VerfasserIn]
Moreno-Santillan, Diana D [VerfasserIn]
Morrill, Kathleen M [VerfasserIn]
Muntané, Gerard [VerfasserIn]
Murphy, William J [VerfasserIn]
Navarro, Arcadi [VerfasserIn]
Nweeia, Martin [VerfasserIn]
Ortmann, Sylvia [VerfasserIn]
Osmanski, Austin [VerfasserIn]
Paten, Benedict [VerfasserIn]
Paulat, Nicole S [VerfasserIn]
Pfenning, Andreas R [VerfasserIn]
Phan, BaDoi N [VerfasserIn]
Pollard, Katherine S [VerfasserIn]
Pratt, Henry E [VerfasserIn]
Ray, David A [VerfasserIn]
Reilly, Steven K [VerfasserIn]
Rosen, Jeb R [VerfasserIn]
et al [Sonstige Person]

Links:

Volltext

Themen:

Chromatin
Journal Article
Proteins

Anmerkungen:

Date Completed 01.04.2024

Date Revised 04.04.2024

published: Print-Electronic

Citation Status MEDLINE

doi:

10.1126/science.abn3263

funding:

Förderinstitution / Projekttitel:

PPN (Katalog-ID):

NLM369120930