分子演化的有限种群模型：理论与计算
种群与进化
2012-03-07 v1 离散数学
摘要
本文关注无性繁殖的单倍体生物的演化。在一项开创性工作中，Eigen 及其合作者提出了准物种模型，试图理解这样的演化过程。他们的工作影响了抗病毒治疗和疫苗设计策略。然而，准物种模型的预测充其量只能被视为一种指导，主要是因为它假设了无限的种群规模，而现实的种群规模可能相当小。在本文中，我们考虑一个基于种群遗传学的模型，旨在理解具有有限种群规模的此类生物的演化，并对其中出现的收敛性和计算问题进行了严谨的研究。我们的第一个结果是结构性的，它表明，在演化过程中的任何时刻，当种群规模趋于无穷大时，我们的模型所预测的基因组分布会收敛到准物种模型所预测的分布。这证明了继续使用准物种模型来推导干预指南的合理性。虽然准物种模型中的稳态容易获得，但由于我们模型中状态空间的爆炸式增长，精确计算是禁止的。我们的第二组结果是计算性的，并解决了这个问题。我们推导了演化参数的条件，在这些条件下我们的随机模型能够快速混合。此外，对于一类广泛使用的适应度景观，我们给出了一个快速的确定性算法来计算我们模型的稳态分布。这些计算工具预期将作为一个框架，用于建模诱变药物部署的策略。
引用
@article{arxiv.1203.1287,
title = {A Finite Population Model of Molecular Evolution: Theory and Computation},
author = {Narendra M. Dixit and Piyush Srivastava and Nisheeth K. Vishnoi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.1287},
year = {2012}
}