进化动力学决定对必需基因失活的适应
种群与进化
2019-02-19 v1 生物大分子
摘要
必需基因的遗传失活创造了一种不同于逃避药物抑制的进化情景，但此类情况下微生物适应的机制仍属未知。在此，我们通过引入关键催化残基的 D27G,N,F 染色体突变使大肠杆菌二氢叶酸还原酶（DHFR）失活，随后通过连续稀释进行适应。部分回复突变 G27->C 出现在三条进化轨迹中。相反，在 D27G 的一条轨迹以及 D27F,N 的所有轨迹中，菌株适应于在极低补充 folAmix 浓度下生长，但并未完全摆脱补充物营养缺陷。DHFR 失活引发了代谢组与蛋白质组的全局重大改变，这些改变在适应菌株中部分逆转。thyA 和 deoB 两个基因的功能丧失突变通过将从糖酵解向 dTMP 合成重新路由 2-脱氧-D-核糖-磷酸代谢，确保了向低 folAmix 的适应。适应低 folAmix 的多种进化路径汇聚于高度可及却次优的适应度峰值。
引用
@article{arxiv.1902.06630,
title = {Evolutionary dynamics determines adaptation to inactivation of an essential gene},
author = {João V. Rodrigues and Eugene Shakhnovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.06630},
year = {2019}
}