Yang J, Lee C, Huang H, Hsieh W, Hsu S, Lin F. · 2026

Gene-resolved synonymous codon ordering reveals conserved CpG avoidance in cetacean morbillivirus

Resumo em português

RESUMO A evolução de sequências sinônimas pode atuar tanto pela composição de códons quanto pela ordem dos códons, mas esses componentes raramente são separados em genomas virais. Nós analisamos 16 genomas completos exclusivos de hospedeiros naturais do morbilivírus de cetáceos (CeMV), compreendendo 96 sequências canônicas codificadoras (N, P, M, F, H e L). Para cada CDS, 9.999 randomizações condicionais preservaram cada posição de aminoácido e o inventário exato de códons sinônimos, alterando apenas sua ordem. Todas as 96 CDS apresentaram menos sítios CpG na fronteira do códon do que o esperado, e todas permaneceram significativas após correção pela taxa de descobertas falsas; as medianas por gene variaram de 0,535 a 0,637. A depleção de UpA foi menos uniforme e concentrada em N e P. A direção deplecionada de CpG persistiu após a exclusão de P, removendo assim a principal sobreposição P/C e o contexto de edição V, e em todos os três agrupamentos de identidade representados, embora dois agrupamentos continham genomas únicos. P e H foram os genes de maior divergência aminoacídica, mas a entropia proteica em janelas deslizantes não foi relacionada à ordenação local de CpG ou UpA. As classificações de correspondência de códons obtidas a partir dos referenciais do golfinho-nariz-de-garrafa e da toninha foram quase idênticas e interpretadas como verificações de robustez, e não como evidência de adaptação ao hospedeiro. Estes resultados identificam uma organização conservada que evita CpG na ordenação de códons sinônimos, sobreposta à evolução específica de proteínas por gene e à organização de UpA. O padrão é consistente com uma restrição evolutiva em nível de RNA, enquanto seu mecanismo molecular e consequências fenotípicas requerem testes experimentais.

Resumo original em inglês

Abstract Synonymous sequence evolution can act through both codon composition and codon order, but these components are rarely separated in viral genomes. We analysed 16 exact-unique natural-host complete genomes of cetacean morbillivirus (CeMV), comprising 96 canonical coding sequences (N, P, M, F, H and L). For each CDS, 9,999 conditional randomizations preserved every amino-acid position and the exact inventory of synonymous codons while changing only their order. All 96 CDS formed fewer codon-boundary CpG sites than expected, and all remained significant after false-discovery-rate correction; gene medians ranged from 0.535 to 0.637. UpA depletion was less uniform and was concentrated in N and P. The CpG-depleted direction persisted after excluding P, thereby removing the principal P/C overlap and V-editing context, and in all three represented identity clusters, although two clusters contained single genomes. P and H were the most amino-acid-divergent genes, but sliding-window protein entropy was unrelated to local CpG or UpA ordering. Codon-correspondence rankings obtained from bottlenose dolphin and harbour porpoise references were nearly identical and are interpreted as robustness checks rather than evidence of host adaptation. These results identify a conserved CpG-avoiding arrangement of synonymous codons superimposed on gene-specific protein evolution and UpA organization. The pattern is consistent with an RNA-level evolutionary constraint, while its molecular mechanism and phenotypic consequences require experimental testing.