《Mammalian Genome》：Copy number evolution of conserved noncoding RNA gene families across mammals
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非编码RNA（ncRNA）在哺乳动物基因调控中发挥重要作用，但其跨物种拷贝数演化特征尚不明确。研究人员利用Rfam数据库中高置信度的协变量模型（Covariate Models, CMs），采用统一的INFERNAL流程，系统预测了60种哺乳动物基因组中588
非编码RNA（ncRNA）在哺乳动物基因调控中发挥重要作用，但其跨物种拷贝数演化特征尚不明确。研究人员利用Rfam数据库中高置信度的协变量模型（Covariate Models, CMs），采用统一的INFERNAL流程，系统预测了60种哺乳动物基因组中588个经过严格筛选的保守ncRNA基因家族的拷贝数。系统发育相关性检验表明，ncRNA家族数量及总拷贝数的变异与基因组大小、支架数或组装完整性基本无关，提示谱系特异性进化过程而非基因组特征主导了ncRNA拷贝数多样性。CAFE分析推断真兽祖先发生了ncRNA拷贝数扩张爆发，主要涉及小核RNA（small nuclear RNA, snRNA）和H/ACA型小核仁RNA（small nucleolar RNA, snoRNA）家族。相反，系统发育信号（Pagel’s λ）和进化速率（σ2）估算显示，许多微RNA（microRNA, miRNA）家族表现出谱系特异性的拷贝数扩张。对高度可变ncRNA家族的分析进一步揭示其常与转座元件重叠，并呈现不同的复制策略，包括串联成簇（如mir-154和SNORA116）及分散分布伴随区域性串联复制（如5S_rRNA）。这些结果系统揭示了哺乳动物保守ncRNA家族的拷贝数变异格局，尽管个别预测拷贝可能包含假基因或转座元件来源的位点，但家族层面的进化模式稳健，为后续ncRNA复制与多样化研究奠定了基础。
该研究由研究人员发表于《Mammalian Genome》，针对非编码RNA（ncRNA）拷贝数演化在哺乳动物中缺乏系统性认识的问题，采用统一的结构感知预测框架，克服传统工具在不同ncRNA类别间数据不兼容的局限，构建了跨60种哺乳动物的保守ncRNA家族拷贝数数据集，解析其演化动态及机制。
研究人员选取来自17个目的60种哺乳动物染色体级基因组，涵盖单孔类、有袋类及真兽类，均来自NCBI RefSeq，并通过BUSCO评估确保组装完整性。关键技术包括：基于Rfam 15数据库筛选序列数≥10的高质量协变量模型（CMs），使用INFERNAL cmscan进行全基因组ncRNA预测，并应用E值、比对覆盖度等过滤标准；结合TimeTree构建时间校准的系统发育树，利用phytools进行系统发育相关性分析与Pagel’s λ、σ2估算；采用CAFE v5分析家族扩张收缩；利用Bedtools评估基因组坐标重叠，RepeatMasker注释转座元件，chromoMap可视化基因组分布。
Overview of predicted ncRNA families across 60 mammals
研究人员共预测到588个保守ncRNA家族，物种间家族数为314至573个，真兽类比非真兽类显著更多，灵长类尤为突出。总拷贝数差异巨大，从1748至55232不等，主要由少数家族的谱系特异性扩张驱动。系统发育相关性分析显示，ncRNA家族数与总拷贝数与基因组大小、支架数及BUSCO完整性无显著相关，仅累计长度与基因组大小呈弱正相关，表明拷贝数多样性主要受谱系特异性进化影响。
Expansions and contractions of putative ncRNA family copy numbers across the mammalian phylogeny
CAFE分析基于291个哺乳动物祖先存在的家族发现，真兽类的出生-死亡速率最高，祖先节点出现大规模扩张（62个家族扩张，19个收缩），而有袋类则多为收缩。在较高分类阶元上，H/ACA型snoRNA家族频繁发生显著拷贝数变化，而C/D型snoRNA几乎未出现显著变化。
Analysis of putative ncRNA family copy numbers
主成分分析将非真兽类与真兽类明显分开。Pagel’s λ与σ2分析识别出25个在所有物种中拷贝数恒定的家族，其中4个miRNA家族恒定为2拷贝。miRNA在低系统发育信号组中显著富集，提示其谱系特异性演化活跃；H/ACA型snoRNA的进化速率显著高于C/D型。
Analysis of ncRNA families with variable and high copy numbers across species
在进化速率最高且拷贝数多的10个家族中，SNORD116等家族在不同谱系独立复制，且多数与转座元件重叠。复制模式分为串联成簇（mir-154、SNORA116）与分散分布伴随局部串联复制（5S_rRNA）两类，后者在环尾狐猴基因组中形成数十至百拷贝的大片段重复区。
在讨论中，研究人员指出，尽管INFERNAL框架提高了跨物种注释的一致性，但检测敏感性仍偏向模式生物及其近缘类群，这可能低估非真兽类ncRNA多样性。真兽类祖先的snRNA与H/ACA snoRNA扩张可能与核心RNA加工功能相关，而miRNA的谱系特异性扩张则可能推动调控创新。不同复制模式反映了不等交换、片段复制及转座介导等多种机制的共同作用。研究结论认为，哺乳动物保守ncRNA家族拷贝数演化呈现多样化轨迹，既有强约束的单拷贝家族，也有谱系特异性扩张的多拷贝家族，这些动态变化可能在塑造谱系特异性调控网络中发挥关键作用，为未来功能与演化研究提供了基础资源。
