调控DNA序列的长期演化。第1部分：全局、生物物理逼真的基因型-表型图谱上的模拟
种群与进化
2026-01-28 v1
摘要
启动子和增强子是顺式调控元件（CRE），即结合转录因子（TF）蛋白以上调或下调靶基因的DNA序列。数十年的努力产生了TF-DNA相互作用模型，这些模型预测单个TF如何与任意DNA序列结合，以及CRE上的单个结合事件如何组合起来影响基因表达。这些见解可以综合成一个全局的、生物物理逼真的、定量的基因调控基因型-表型（GP）图谱，这是应用演化理论的“圣杯”。全局图谱为模拟调控序列的长期演化并提出几个基本问题提供了难得的机会：从头演化出CRE需要多长时间？序列空间中存在多少非平凡的调控功能？它们之间的连通性如何？对于哪种调控架构，CRE演化最快且可演化性最强？在本系列文章的第一篇中，我们简要回顾了针对一个独特系统的相关建模和模拟工作，该系统能够在生物物理学以及系统、合成和演化生物学之间建立紧密、定量和机制性的联系。
引用
@article{arxiv.2601.19681,
title = {Long-term evolution of regulatory DNA sequences. Part 1: Simulations on global, biophysically-realistic genotype-phenotype maps},
author = {Elia Mascolo and Réka Borbély and Santiago Herrera-Álvarez and Calin C Guet and Justin Crocker and Gašper Tkačik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19681},
year = {2026}
}
备注
Invited review (Part I of a two-part series), submitted to Current Opinion in Genetics & Development