多效性与二级选择之间的相互作用决定了应激反应中突变子的兴衰
生物大分子
2015-05-14 v1 种群与进化
摘要
研究发现，突变子的急剧增加伴随着细菌对多种应激的适应。关于这一现象的进化起源出现了两种观点：多效性假说认为它是环境应激或其他特定应激反应机制的副产品；而二级选择则认为突变子通过与无关的有益等位基因搭便车而固定。传统的群体遗传学模型无法完全解决这一争议，因为它们基于对适应度景观的某些假设。在这里，我们使用一个微观多尺度模型来解决这个问题，该模型将蛋白质及其相互作用的物理现实分子描述与携带生物体的群体遗传学耦合起来，而不假设任何先验的适应度景观。我们发现，多效性和二级选择在适应的不同阶段都起着关键作用：突变子的供应是通过纠错复合体的失稳或原型错配修复蛋白生产水平的波动（多效性效应）提供的，而突变子的增加和固定则发生在复制控制基因中有足够的有益突变供应时。这种通用机制确保了生物体对不可预见挑战的稳健而可靠的适应。这项研究强调了应激反应和适应的物理生物学机制背后的物理原理。
引用
@article{arxiv.0912.4726,
title = {Interplay between pleiotropy and secondary selection determines rise and fall of mutators in stress response},
author = {Muyoung Heo and Eugene Shakhnovich},
journal= {arXiv preprint arXiv:0912.4726},
year = {2015}
}