全基因组复制后基因进化的数学模型

全基因组复制（WGD）是生物分子进化中最重要的事件之一。在鱼类物种中，WGD 被认为发生在硬骨鱼类的祖先谱系中。最近对硬骨鱼基因组之间进行的全面直系同源比较，为 WGD 产生的冗余基因的命运提供了有用的数据和见解。基于这些数据，提出了一个数学模型来解释 WGD 后基因的进化情景。该模型在考虑以下两者间平衡的基础上进行了参数化：i）任一重复基因的快速丢失，以及 ii）每个重复基因的适度功能分化，两者之后均是在纯化选择下的缓慢基因丢失。该模型预测，在硬骨鱼谱系中，最多约有 3000 个基因对可能在 WGD 后的 9000 万年内发生功能分化。因此，本研究提供了一种可能性，即在研究基因组结构变化或功能分化的细节之前，可以根据模型参数定量评估 WGD 的整体影响。如果平衡模型不仅适用于硬骨鱼类，而且适用于其他经历过 WGD 的谱系，则可以在这些谱系之间检验和比较评估指标与进化上的重大事件（如物种多样化或新表型的出现）之间的相关性。