[PPT] - M i c r o s a t e l l i t e e v o l u t i o n PowerPoint Presentation

SLIDE 1

M i c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

B e n n e t M c C

m

i s h

S c h

l
f

M a t h e m a t i c s a n d P h y s i c s

SLIDE 2

T a n d e m r e p e a t s

f

m

t

i f s u p t

6

b p , e . g . ( A C )

6

= A C A C A C A C A C A C L e n g t h i s h i g h l y p

l

y m

r

p h i c . U b i q u i t

u

s i n e u k a r y

t

e g e n

m

e s . M

s

t e v

l

v e n e u t r a l l y , a n d a r e w i d e l y u s e d a s g e n e t i c m a r k e r s i n p

p

u l a t i

n

g e n e t i c s , e c

l
g

y . S

m

e a r e a l s

i

n v

l

v e d i n d i s e a s e i n h u m a n s a n d

t

h e r m a m m a l s . T h

u

g h t t

m

u t a t e b y r e p l i c a t i

n

s l i p p a g e . Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e s

R e p e a t s c a n b e i m p e r f e c t , e . g .

n

e l

c

u s h a s t h r e e a l l e l e s : 1 .( A A A G )

1 2

2 .( A A A G )

2 2

A ( A A A G )

1 2

3 .( A A A G A G A G )

6

( A )

4

( A G )

3

( A A A G )

3

( A G )

9

A A ( A G )

3

( A A A G )

2

( A G )

2

( A A A G )

2

( A G A G A A A G )

1 5

( A A A G )

2 4

r

c

m

p

u

n d , e . g . ( A G G )

8

( C T C )

6

P

i

n t m u t a t i

n

m a y b e i m p

r

t a n t i n t h e s e c a s e s .

SLIDE 3

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e m

d

e l s

I n fj n i t e a l l e l e m

d

e l ( I A M )

M

u t a t i

n

i n v

l

v e s a n y n u m b e r

f

r e p e a t s a n d a l w a y s r e s u l t s i n a n e w a l l e l e .

SLIDE 4

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e m

d

e l s

I n fj n i t e a l l e l e m

d

e l ( I A M )

M

u t a t i

n

i n v

l

v e s a n y n u m b e r

f

r e p e a t s a n d a l w a y s r e s u l t s i n a n e w a l l e l e . K

a

l l e l e m

d

e l ( K A M )

K

p

s

s i b l e a l l e l i c s t a t e s , a n y a l l e l e h a s c

n

s t a n t p r

b

a b i l i t y

f

m u t a t i

n

t

a

n y

t

h e r s t a t e .

SLIDE 5

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e m

d

e l s

I n fj n i t e a l l e l e m

d

e l ( I A M )

M

u t a t i

n

i n v

l

v e s a n y n u m b e r

f

r e p e a t s a n d a l w a y s r e s u l t s i n a n e w a l l e l e . K

a

l l e l e m

d

e l ( K A M )

K

p

s

s i b l e a l l e l i c s t a t e s , a n y a l l e l e h a s c

n

s t a n t p r

b

a b i l i t y

f

m u t a t i

n

t

a

n y

t

h e r s t a t e . S t e p w i s e m u t a t i

n

m

d

e l ( S M M )

L
s

s

r

g a i n ( w i t h e q u a l p r

b

a b i l i t y )

f

a s i n g l e r e p e a t .

SLIDE 6

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e m

d

e l s

I n fj n i t e a l l e l e m

d

e l ( I A M )

M

u t a t i

n

i n v

l

v e s a n y n u m b e r

f

r e p e a t s a n d a l w a y s r e s u l t s i n a n e w a l l e l e . K

a

l l e l e m

d

e l ( K A M )

K

p

s

s i b l e a l l e l i c s t a t e s , a n y a l l e l e h a s c

n

s t a n t p r

b

a b i l i t y

f

m u t a t i

n

t

a

n y

t

h e r s t a t e . S t e p w i s e m u t a t i

n

m

d

e l ( S M M )

L
s

s

r

g a i n ( w i t h e q u a l p r

b

a b i l i t y )

f

a s i n g l e r e p e a t . G e n e r a l i s e d s t e p w i s e m

d

e l ( G S M )

E

a c h m u t a t i

n

a d d s

r

r e m

v

e s X r e p e a t s , w h e r e X f

l

l

w

s a g e

m

e t r i c d i s t r i b u t i

n

.

SLIDE 7

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

A d é l i e p e n g u i n d a t a

A d é l i e p e n g u i n s b r e e d i n m u l t i p l e l

c

a t i

n

s a r

u

n d t h e c

a

s t

f

A n t a r c t i c a . H a v e b e e n n e s t i n g

n

e x p

s

e d a r e a s

f

c

a

s t l i n e f

r

t h

u

s a n d s

f

y e a r s – d e a d c h i c k s a n d g u a n

p

r e s e r v e d . We h a v e h i g h

c
v

e r a g e ( ~ 3 x ) g e n

m

e s e q u e n c e r e a d s f

r

2 2 m

d

e r n s a m p l e s f r

m

fj v e s i t e s . A l s

l
w

e r

c
v

e r a g e r e a d s f

r

2 2 a n c i e n t g e n

m

e s u p t

3

, y e a r s

l

d f r

m

s e v e r a l s i t e s .

SLIDE 8

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s 6 4 4 4 4

Adelie Genomic Sequencing Efforts

Scott Base / McMurdo Station Modern Samples Ancient Samples

ca. 60 samples

1-30 KYA South America Africa Australia

SLIDE 9

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e d e t e c t i

n

R e f e r e n c e g e n

m

e I l l u m i n a r e a d s

SLIDE 10

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e d e t e c t i

n

R e f e r e n c e g e n

m

e I l l u m i n a r e a d s T R F M i c r

s

a t e l l i t e l

c

i

SLIDE 11

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e d e t e c t i

n

B

w

t i e 2 R e f e r e n c e g e n

m

e I l l u m i n a r e a d s T R F M i c r

s

a t e l l i t e l

c

i M a p p i n g

SLIDE 12

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e d e t e c t i

n

B

w

t i e 2 R e f e r e n c e g e n

m

e I l l u m i n a r e a d s T R F M i c r

s

a t e l l i t e l

c

i R e p e a t S e q G e n

t

y p e s M a p p i n g

SLIDE 13

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M i c r

s

a t e l l i t e d e t e c t i

n

N u m b e r s

f

l

c

i d e t e c t e d i n A d é l i e r e f e r e n c e g e n

m

e u s i n g T a n d e m R e p e a t F i n d e r : M

t

i f l e n g t h N u m b e r

f

l

c

i 1 1 7 5 , 6 4 2 4 1 , 4 1 1 3 6 1 , 1 4 4 1 5 , 8 6 2 5 2 3 2 , 3 2 5 6 5 2 9 , 4 9 2 B

w

t i e 2 R e f e r e n c e g e n

m

e I l l u m i n a r e a d s T R F M i c r

s

a t e l l i t e l

c

i R e p e a t S e q G e n

t

y p e s M a p p i n g

SLIDE 14

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

G e n

t

y p e d a t a

SLIDE 15

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

I d e n t i f y i n g

l

d e r m i c r

s

a t e l l i t e l

c

i

R u n T a n d e m R e p e a t F i n d e r

n

m

r

e d i s t a n t l y r e l a t e d r e f e r e n c e g e n

m

e s ( e m p e r

r

p e n g u i n a n d n

r

t h e r n f u l m a r ) . M a p m

d

e r n A d é l i e r e a d s t

t

h e s e g e n

m

e s , g e n

t

y p e s a m p l e s a n d p r

c

e s s

u

t p u t a s b e f

r

e . A d é l i e E m p e r

r

F u l m a r ~ 6

6

5 m y a 1 2

1

6 m y a (

r

4 m y a )

SLIDE 16

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

I d e n t i f y i n g

l

d e r m i c r

s

a t e l l i t e l

c

i

R u n T a n d e m R e p e a t F i n d e r

n

m

r

e d i s t a n t l y r e l a t e d r e f e r e n c e g e n

m

e s ( e m p e r

r

p e n g u i n a n d n

r

t h e r n f u l m a r ) . M a p m

d

e r n A d é l i e r e a d s t

t

h e s e g e n

m

e s , g e n

t

y p e s a m p l e s a n d p r

c

e s s

u

t p u t a s b e f

r

e . A s s u m p t i

n

: L

c

i t h a t c a n b e g e n

t

y p e d m u s t b e

l

d e r t h a n d i v e r g e n c e b e t w e e n s p e c i e s . We e x p e c t

l

d e r l

c

i t

h

a v e l

n

g e r a l l e l e s

n

a v e r a g e . A d é l i e E m p e r

r

F u l m a r ~ 6

6

5 m y a 1 2

1

6 m y a (

r

4 m y a )

SLIDE 17

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

I d e n t i f y i n g

l

d e r m i c r

s

a t e l l i t e l

c

i

8 8 , 8 2 8 l

c

i g e n

t

y p e d u s i n g e m p e r

r

r e f e r e n c e , 3 2 7 , 6 6 8 u s i n g f u l m a r , b u t m a n y

f

t h e s e m a y n

t

b e m i c r

s

a t e l l i t e s i n A d é l i e . L

k
n

l y a t p

l

y m

r

p h i c l

c

i – t h e s e s h

u

l d b e “ a c t i v e ” m i c r

s

a t e l l i t e s .

SLIDE 18

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

I d e n t i f y i n g

l

d e r m i c r

s

a t e l l i t e l

c

i

8 8 , 8 2 8 l

c

i g e n

t

y p e d u s i n g e m p e r

r

r e f e r e n c e , 3 2 7 , 6 6 8 u s i n g f u l m a r , b u t m a n y

f

t h e s e m a y n

t

b e m i c r

s

a t e l l i t e s i n A d é l i e .

N u m b e r

f

l

c

i M e a n l e n g t h A d é l i e E m p e r

r

F u l m a r A d é l i e E m p e r

r

F u l m a r 1 m e r 7 9 , 9 7 1 3 9 , 8 2 9 7 , 3 6 7 1 5 . 5 7 1 5 . 4 1 5 . 2 4 2 m e r 1 2 , 8 6 , 5 3 6 9 1 7 . 7 1 7 . 6 8 1 8 . 2 2 3 m e r 8 , 7 8 6 6 , 1 9 1 , 4 8 2 . 3 8 1 9 . 5 7 1 7 . 9 9 4 m e r 9 , 8 3 7 7 , 1 4 1 , 2 4 2 1 . 4 5 2 . 2 1 8 . 4 8 5 m e r 1 2 , 7 6 7 9 , 6 4 7 2 , 1 2 2 1 . 1 8 1 9 . 7 1 7 . 6 6 m e r 1 6 , 2 7 1 3 , 5 2 7 2 , 9 2 4 1 7 . 2 2 1 6 . 2 6 1 5 . 3 T

t

a l 1 3 9 , 3 9 6 8 2 , 6 6 2 1 5 , 4 9 1 1 7 . 1 8 1 6 . 8 5 1 6 . 1 8

L

k
n

l y a t p

l

y m

r

p h i c l

c

i – t h e s e s h

u

l d b e “ a c t i v e ” m i c r

s

a t e l l i t e s .

SLIDE 19

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M e a n a l l e l e l e n g t h s i n l

c

i

f

d i fg e r e n t a g e s

1 m e r 2 m e r 3 m e r 4 m e r 5 m e r 6 m e r

5 1 1 5 2 2 5

A l l ( A d e l i e ) O l d e r ( E m p e r

r

) O l d e s t ( F u l m a r ) M

t

i f l e n g t h M e a n a l l e l e l e n g t h

SLIDE 20

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

M e a n a l l e l e l e n g t h s i n s h

r

t l

c

i

1 m e r 2 m e r 3 m e r 4 m e r 5 m e r 6 m e r

2 4 6 8 1 1 2 1 4 1 6

A l l ( A d e l i e ) O l d e r ( E m p e r

r

) O l d e s t ( F u l m a r ) M

t

i f l e n g t h M e a n a l l e l e l e n g t h

SLIDE 21

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

N e w m

d

e l

C

u

l d b e e x p l a i n e d b y a c e n s

r

i n g e fg e c t

l
n

g e r a l l e l e s a r e m

r

e l i k e l y t

a

c c u m u l a t e m u t a t i

n

s , a n d c e a s e t

f

u n c t i

n

a s m i c r

s

a t e l l i t e s a s a r e s u l t . L e n g t h T i m e

SLIDE 22

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

N e w m

d

e l

C

u

l d b e e x p l a i n e d b y a c e n s

r

i n g e fg e c t

l
n

g e r a l l e l e s a r e m

r

e l i k e l y t

a

c c u m u l a t e m u t a t i

n

s , a n d c e a s e t

f

u n c t i

n

a s m i c r

s

a t e l l i t e s a s a r e s u l t . L e n g t h T i m e

SLIDE 23

We h a v e a n a l i g n m e n t

f

4 8 c

m

p l e t e b i r d g e n

m

e s , a n d a p h y l

g

e n y . We h a v e i d e n t i fj e d m i c r

s

a t e l l i t e l

c

i i n a l l 4 8 g e n

m

e s . We c a n m a p l

c

i t

s

t a n d a r d c

r

d i n a t e s u s i n g c h i c k e n g e n

m

e a s r e f e r e n c e . U s e a n c e s t r a l s t a t e r e c

n

s t r u c t i

n

u n d e r a D

l

l

m
d

e l t

e

s t i m a t e w h e n e a c h m i c r

s

a t e l l i t e w a s ' b

r

n '

n

t h e t r e e .

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

B e t t e r a g e e s t i m a t e s

c h i c k e n

s

t r i c h f u l m a r p e n g u i n

w

l

6 9 8 5 5 3 5 2 3 3 2 3 5 1 8 4 1 5 4 7 2 5 7

SLIDE 24

B a r b a r a H

l

l a n d G r i ffj t h U n i v e r s i t y A n c i e n t D N A L a b :

D

a v e L a m b e r t

M

a t t P a r k s

S

a n k a r S u b r a m a n i a n

Mi c r

s

a t e l l i t e e v

l

u t i

n

i n A d é l i e p e n g u i n s

T h a n k s !

H u m a n F r

n

t i e r S c i e n c e P r

g

r a m A l l

f

y

u

f

r