無脊椎動物系統は約3億2千万年前に哺乳類と爬虫類という祖先に分かれた。 現在、哺乳類は約4,500種、爬虫類は約17,000種が現存しています。 爬虫類は、約2億8000万年前にトカゲ（ヘビを含む）とトゥアタラを含むレピドサウルス類と、ワニと鳥類（カメの位置は不明）を含むアーチサウルス類に大別される6)。
GC量の均一化、性染色体の高いターンオーバー、高いリピート挿入など、トカゲ進化の大きな特徴を紹介している。 性染色体の発明は赤で示した。
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完全に陸上生活サイクルへの移行に伴う主要なゲノムイベントの研究は、いくつかの哺乳類の配列決定によって支援されています（K.L.-D.S.）。T.ら、投稿論文）、3つの鳥類のゲノム2,3,4が解読された。
例えば、ほぼ全ての爬虫類ゲノムには微小染色体が存在するが、配列レベルでの研究は鳥類でしか行われておらず2,7、鳥類の微小染色体の特異な配列特徴が爬虫類微小染色体全体に普遍的であるかという疑問が生じている8。 もう一つの例は、性染色体の進化に関する研究である。 ほぼすべての胎盤哺乳類と有袋哺乳類は相同性染色体（XY）を共有し9、すべての鳥類はZW性染色体を共有している。 しかし、トカゲは遺伝的あるいは温度依存的な性決定を行っている10。
アノリスクトカゲは、新熱帯区に分布する約400種の多様な種から構成されています。
アノリスのトカゲは、新熱帯区に分布する約400種が記載されている多様なトカゲで、様々な生態的ニッチとそれに伴う形態的適応に放射化しており、適応的放射の最も良い例の一つとなっています。 特に、カリブ海の多様な島々で、種間競争と自然淘汰を経て、複数の複製ニッチに多様化したことは、詳細に記録されている11。 A. carolinensisは米国に生息する唯一のアノールで、フロリダ州、テキサス州からノースカロライナ州まで生息している。
グリーンアノールのゲノムは、A. carolinensisの雌のトカゲから得たDNAを用いて、配列決定と組み立て（AnoCar 2.0）を行いました（補足表1-4）。 405本の細菌性人工染色体（BAC）クローン（雄由来）の蛍光in situハイブリダイゼーション（FISH）により、組み立ての足場が染色体に固定された（補表5、補図1）。 A. carolinensisゲノムは、6対の大型染色体と12対の小型染色体からなるn = 18の染色体を持つ核型であることが報告されている12。 このゲノム配列は1.78Gbで、鳥類（0.9-1.3Gb）と哺乳類（2.0-3.6Gb）の中間のサイズである。
これまでのXenopusと鶏による比較から示唆されていた、アノールと鶏が分岐してから約2億8000万の間に起こった染色体再配列はほとんどないことが判明13した。 トカゲとニワトリの間には259のシンテニックブロック（1Mbの分解能で、順序、方向、間隔が一致する連続したシンテニックアンカーと定義）が存在する（補足表6、補足図2）。 興味深いことに、ニワトリの22本の染色体のうち19本は、それぞれ1本のA. carolinensis染色体と全長にわたってシンテニックである（図2a）。対照的に、ヒトの染色体23本のうち6本だけが、1億4800万年前に分岐したばかりの種にもかかわらず、全長にわたってオポッサム1本の染色体とシンテニックになっているのである14。
a, A. carolinensisと鶏が分岐してから2億8000万年の間にほとんど転位は起こっていない。 A. carolinensisの微小染色体は、ニワトリの微小染色体と唯一シンテニックである。 横棒はA. carolinensisの6つの大染色体（1-6）とA. carolinensisの6つの微染色体（12のうち）、ニワトリゲノムとシンテニックな配列を持つもの（7、8、9、X、LGg、LGh）を示している。 大きさで順序付けできる染色体には番号を、大きさで区別できない小さな微小染色体には小文字のアルファベットを割り当てた。 各色はキーに示したように、異なるニワトリの染色体に対応する。 A. carolinensisの染色体のうち、ニワトリの微小染色体とシンテニックな部分は’m’で示した。 b, ニワトリの微小染色体はニワトリのマクロ染色体よりもGC含有量が高く、リピート含有量が少ないが、A. carolinensis染色体は染色体サイズによるGCやリピート含有量の違いはない。 大きな円は、ニワトリとトカゲの各染色体に100kb以上の配列が固定されている場合のGC比率を示す。
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約30%のA.コリネンシス染色体が繰り返し配列で構成されています。 carolinensisゲノムの約30%は移動性要素で構成されており、鳥類2や哺乳類15のゲノムに比べ、はるかに多様なアクティブリピートファミリーで構成されている。 最も活発なクラスは、長点鎖状（LINE）要素（27％）と短点鎖状（SINE）要素（16％）である16（補足表8）。 LINEリピートの大部分は5つのグループ（L1、L2、CR1、RTE、R4）に属し、その配列類似性から最近の挿入と思われる（分岐度は0.00-0.76%；参考文献17）。 このことは、哺乳類ゲノムの観察から、数千万年の間、たった一つのLINEs-L1ファミリーが優勢であったことと対照的である。 DNAトランスポゾンは、hAT、Chapaev、Maverick、Tc/Mariner、Helitronの5つのスーパーファミリーに属する少なくとも68のファミリーから構成されている18。 レトロトランスポゾンと同様、大部分のDNAトランスポゾンファミリーは比較的若いようで、他の無脊椎動物ゲノムに見られる最近活動したDNAトランスポゾンが極めて少ないのとは対照的である（補足表9）。 全体として、A. carolinensisのモバイルエレメントは、ゲノム全体の平均である40.3%よりも有意に高いGC含量（43.5%、P < 10-20）を特徴としている。 また、移動性要素に加えて、A. carolinensisは、ヒトのマイクロサテライトDNAと同様の長さと頻度分布を持つタンデムリピートが高密度（3.5%）に存在している15。 現在、無脊椎動物ゲノムには少なくとも3つのタイプがあることがわかっている。哺乳類ゲノムはL1エレメントに富み、移動性エレメントの蓄積度が高い。鳥類ゲノムはリピートに乏しく、移動性エレメントの活性はほとんどない。一方、トカゲゲノムは極めて多様な活性移動性エレメントファミリーを含むが蓄積率は低く、これは魚類の獣類における移動性エレメントのプロファイルに類似するものである19。
ほとんどの爬虫類ゲノムには微小染色体が存在するが、その数は種によって異なる。A. carolinensisゲノムには12対の微小染色体が存在するが12、鶏ゲノムには28対の微小染色体が存在する。 鳥類のマイクロクロモソームは鳥類のマクロクロモソームと比較して、GCが高く、リピート数が少ないなど非常に特徴的な性質を持っているが2、トカゲのマイクロクロモソームにはこれらの特徴が見られない（図2b）。 驚くべきことに、カロリンエンシスのマイクロクロモソームに固定された配列はすべてニワトリゲノムのマイクロクロモソームにも一致し、1つを除くすべてのカロリンエンシスのマイクロクロモソームは、対応する1つのニワトリマイクロクロモソームにのみシンテニックである（図2a）。 A. carolinensisとニワトリの間で保存されているミクロ染色体は爬虫類の祖先で発生した可能性があり、残りのニワトリのミクロ染色体は鳥類の系統で派生した可能性がある。 また、ニワトリのミクロ染色体は爬虫類の祖先に存在したが、トカゲの系統で融合してマクロ染色体を形成した可能性もある。
イヌワシゲノムは驚くほどGC含量の地域差が少なく、これまで鳥や哺乳類で観察されていたよりもかなり少ない。塩基組成がカエルのゲノムと同じくらい均一な唯一の羊膜ゲノムである5（補足図4、5）。 図3は、ヒト14番染色体とニワトリ5番染色体の間で局所的なGC含量が進化的に保存されていることを示すが、A. carolinensis 1番染色体との間ではその程度はかなり低い。 A. carolinensis以外のすべての無脊椎動物ゲノムには、このような相同性のある様々なレベルのGC含量（「アイソコア」）20が含まれていることから、このトカゲの系統では、祖先の無脊椎動物GC異質性は均一性に向かって侵食されてきたと思われる。 GC含量の高いアイソコアは、組換えの多い領域でGCに偏った遺伝子変換の割合が高くなった結果であることが提唱されている2。
ヒトやニワトリのゲノムとは異なり、カロリンゲノムではGC含量のごく局所的な変動のみが見られ、またGC変動に大きな傾向が見られることからアイソコールと呼ばれることもあります。 ヒト14番染色体、ニワトリ5番染色体、A. carolinensis1番染色体のシンテニック領域を示す。 ヒトとニワトリの領域はA. carolinensisの領域と整合するように反転して並べ替えてある。 青線は20kbのウィンドウにおけるGCパーセンテージを示す。 紫色の線はゲノム平均を示す。
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イグアナでは温度依存性性決定とXY遺伝性決定の両方が発見されている10。 Anolis属の中でも、XY染色体が異型の種（XとYの染色体が複数ある種も含む）と、完全に同型の染色体を持つ種が存在する12。
雄と雌の細胞をFISHで詳細に調べた結果、これまでbと呼ばれていた微小染色体がA. carolinensisのX染色体であると同定されました（雌では2本、雄では1本存在します）。 この染色体はニワトリの微小染色体15とシンテニックである。 154（3.3Mb）とchrUn0090（1.8Mb）の2つのスキャフォールドに割り当てられた11個のBACは、雌では2本のX染色体のp腕に、雄では1本のX染色体のp腕にFISHでハイブリダイズする（図4、補足図1）。 これにより、A. carolinensisは雄の異型性決定系を代表するパターンを示すようになった。
a, b, X染色体は微色体で、雄では1コピー（a）、雌では2コピー（b）で見つかっています。 BAC 206M13（CHORI-318 BAC library）は、オスとメスのメタフェースの広がりにおいて、FISHを用いてX染色体のpアームにハイブリダイズしている。 206M13と他の10個のBACは、5人の男性と5人の女性から得た細胞でこの性特異的パターンを示した。
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X染色体に割り当てられた5.1Mbの配列には62のタンパク質コード化遺伝子（補足表10）があり、これらの遺伝子と関連したGene Ontology（GO）用語には有意な濃縮は見られない。 AnoCar 2.0のアセンブリでは、現在unanchored scaffoldsと表示されているX染色体配列がもっと存在する可能性が高い。 A. carolinensisの性決定遺伝子を同定するには、かなりの機能生物学が必要ですが、ニワトリの性決定遺伝子DMRT1がA. carolinensis第2染色体上にあり、SOX3（シリア哺乳類の性決定遺伝子SRYのX染色体パラログ）がunanchored A. carolinensis scaffoldに位置していることに留意してください；したがってこれらの遺伝子はA. carolinensis性決定遺伝子とは考えられません。
FISHマッピングに使用した10個体（サウスカロライナ州およびテネシー州由来）すべてに、1-4番染色体の1つ以上に大きなペリセントロマー逆位を認め、異なる染色体逆位間およびトカゲの性別との相関は認められなかった（補注、補表11、補図参照）。 6）。
A.carolinensisゲノムアセンブリ（Ensembl release 56, September 2009）から、合計17,472個のタンパク質コード遺伝子と2,924個のRNA遺伝子が予測された。
A. carolinensisのゲノムアセンブリ（Ensembl release 56, September 2009）から、17,472個のタンパク質コード遺伝子と2,924個のRNA遺伝子を予測した。 カロリンエンシス遺伝子と他の8種の脊椎動物（ヒト、マウス、イヌ、オポッサム、カモノハシ、ニワトリ、ゼブラフィンチ、フグ）におけるその相同遺伝子から、3,994個の一対一の相同遺伝子、すなわちこれらの脊椎動物の最後の共通祖先以降にどの遺伝子も複製されたり削除されてはいない保守的なセットを特定することを可能にしました。 また、これらの遺伝子系統を利用して、鳥類との分岐後にトカゲ系統で重複して生じた遺伝子と、哺乳類と爬虫類の分岐後に哺乳類系統で失われた遺伝子を別々に同定した（図1、付記、付記Fig. 7、補足表12）。
哺乳類のオルソログがなく（ただし無脊椎動物、魚類、カエルにはオルソログがある）、哺乳類の進化の過程で失われたと思われるA. carolinensisオプシン遺伝子を11個発見した（補足表13）。 オプシンのレパートリーが多いことは、アノール類の優れた色覚（紫外線領域の視力も含む）に貢献していると考えられる。また、性選択や種の認識に重要な役割を持つ、多様で種特異的な露頭の色の進化を可能にし、その多様性に貢献している可能性もある11。
グリーンアノールを含む多くの爬虫類は、胎生哺乳類と異なり卵生（卵を産む）であることが特徴である。
グリーンアノールを含む多くの爬虫類は、胎生哺乳類と異なり卵生（卵を産む）であり、卵関連遺伝子の一部が失われていることから、胎生哺乳類の卵生は派生した状態であると考えられます。 卵タンパク質の多くは母親の体内で生産され、未熟卵に輸送されるため、我々は質量分析法を用いてA. carolinensisの未熟卵に存在するタンパク質を同定した。 その結果、哺乳類とは対照的に、爬虫類ではビテロジェニン（VTG）、アポビテレニン-1、オボムシン-α、ニワトリ卵殻マトリックスタンパク質であるオボカリキシン-36の3つのホモログを含む系統特異的遺伝子重複があることがわかった。
この結果は、有羊類において卵タンパク質遺伝子は急速に進化していることを示している。 具体的には、未熟なA. carolinensis卵から276のA. carolinensis遺伝子からのタンパク質が見つかった（補足表14、15）が、そのうち質量分析でニワトリ卵に存在することが確認されているのは50だけである22,23。 これらの遺伝子には、VTG、リゾチーム、ビテリン膜外層タンパク質1（VMO1）パラログ、プロテアーゼ阻害剤、ナッテリン、ノテプシンなどが含まれる。 A. carolinensisとニワトリで1対1のオーソログとなる遺伝子をアラインメントしたところ、卵タンパク質は非卵タンパク質よりも有意に速く進化することがわかった（平均dN/dS値（非同義置換の割合と同義置換の割合）それぞれ0.186と0.135、P = 1.
複数の脊椎動物のゲノム配列を用いて、すべての爬虫類と哺乳類の最後の共通祖先に存在したと推測される3つのVMO1パラログ（我々はα、β、γと名付けた）を同定しました。 VMO1-α、VMO1-β、VMO1-γのうち少なくとも1つは他のすべての無脊椎動物ゲノムで失われているのに対し、A. carolinensisゲノムでは3つのパラログすべての代表的なものが含まれています。 さらに、A. carolinensis特異的VMO1-αファミリーは13のメンバーに成長し、負に帯電した、おそらく基質結合キャビティ内でアミノ酸置換の正の選択を経験した；おそらくそのリゾチーム様トランスフェラーゼ活性を修正する変化（補足注、補足図8、補足表16および17）。
A.carolinensisの広範囲で活発なリピートレパートリーから、いくつかの哺乳類の保存要素の由来を発見することができました。
A.carolinensisの広範で活発な繰り返し配列のおかげで、いくつかの哺乳類で保存されている要素の起源を発見することができた。 これらの哺乳類で保存された移動性エレメントの配列の起源は、遠く離れた繰り返しの多いゲノム配列との比較なしには認識できなかった24。 我々は、ヒトゲノム中に、無脊椎動物の祖先に存在し、A. carolinensisにもまだ存在する移動性要素、特にCR1、L2、gypsyファミリーにさかのぼる96個のこのような外挿要素（補足表18を参照）を同定した。
ほとんどの外挿された要素は非コードであり、おそらく制御機能を果たしているが、我々はL2様LINEから外挿されたタンパク質コードエクソンも同定し、現在はMIER1（中胚葉誘導初期応答1）タンパク質の哺乳類特異的N末端領域のエクソン2を構成している。
ヒトゲノムの各エキソンに最も近い転写開始点に関連するGO用語は、神経発達系遺伝子に濃縮されており（方法参照）、「エフリン受容体結合」、「神経系発達」、「シナプス伝達」が強く濃縮されている（すべてのP値 < 5 × 10-3）。
アノリスクトカゲは適応放散の教科書的な事例で、大アンティル諸島の各島と新熱帯全域で独立して多様化し、生態的にも形態的にも多様な種を生み出し、一つの場所で15種も発見されている11。 アノール類は系統比較研究のモデルとして広く用いられているが、新しい生態系への進出に伴う急速な進化的放散のため、主要なアノール類間の進化的関係を明らかにすることは困難であった。
我々はA. carolinensisのゲノム配列を用いて、93種のアノール類のゲノムから抽出した20kbの配列データからなる新しい系統樹データセットを開発しました（補足表19、20）。 このデータセットを解析した結果、アノール類の適応史と生物地理学的歴史を補強し、明確にする系統樹が推定された（図5、詳細は補足図10参照）。 第一に、今回の系統解析は、4つの大きなアンティル諸島のそれぞれで、類似したアノール生息地の専門家が独立して進化してきたことを示す、これまでの分子・形態学研究を再確認するものであった。 また、島嶼間の分散は限定的であり、島嶼内では多様化が進行しているという複雑な生物地理学的シナリオが示唆された。 Anolisの近縁種は本土に生息しており、系統解析の結果、小アンティル諸島南部へのコロニー形成とカリブ海全域への適応的放散の2つのコロニー形成の存在が確認された。 後者は、小アンティル諸島の2つの島（プエルトリコも関与していると思われる）で最初に多様化し、その後、すべての島で二次放射化が起こり、最終的には本土に戻り、この後植民地化によって広範な進化放射が生じた。 また、この系統樹は、大アンティル諸島の進化において、島嶼間の分散現象がほとんど起こっていないことを示している。
アノリスの異形は収斂進化に由来し、島嶼間移動の頻繁な移動からは生まれない。 その結果、様々な進化速度で進化し、タンパク質コード領域と非コード領域からなる46の遺伝子座から配列が得られた。 この20kbの塩基配列からなる新しいデータセットを最尤法で解析した結果、これまで確立されてきたアノールの関係をほぼすべて推定するとともに、これまでの研究を悩ませた基底的な関係も部分的に解決することができた。 開いている円はブートストラップ（bs）値<<bs <95; 埋められた円はbs >95 を示しています。
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A・カロリンエンシスのゲノム配列は無生物の進化を深く理解することを可能にしています。 この重要な爬虫類のノードを配列決定されたゲノムで埋めることで、各主要な無脊椎動物の枝における派生状態が明らかになり、無脊椎動物の祖先を照らし出すことができるようになった。
非鳥類爬虫類の代表としてA. carolinensisゲノム配列の有用性に加え、Anolis種は適応放散と収斂進化の研究にとってユニークなリソースである。 カリブ海の島々に侵入し、その後放射化したアノール類は、別々の水生環境で適応進化を遂げたハリヨやシクリッド魚の陸上アナログを提供するものである。 ハリヨのゲノム研究が水生生態学的種分化の研究を深めたように、カリブ海のアノール類の大規模なゲノム系統学的調査は、陸上動物の適応進化を詳細に研究する機会となるだろう26。特にアノール類のゲノムには活性移動要素が多く含まれており、新しい制御要素の適応の基となる可能性があると考えられるからだ。