空间基因驱动与推进的遗传波
种群与进化
2017-08-23 v2 软凝聚态物质
生物物理
摘要
基因驱动有潜力快速将有害的野生型等位基因替换为经工程改造具有所需功能的基因驱动等位基因。然而，基因驱动构建体意外或过早释放到自然环境中可能对生态系统造成不可逆的破坏。因此，在潜在应用之前理解超孟德尔群体遗传学的时空后果十分重要。本文中，我们采用针对有性繁殖二倍体生物的反应扩散模型，研究局部引入的基因驱动等位基因如何扩散以替换野生型等位基因，尽管它具有选择劣势 。利用 N. Barton 及其合作者开发的方法，我们表明社会负责的基因驱动需要 ，一个相当窄的范围。在这种“推进波”机制中，基因驱动的空间扩散仅当初始频率分布高于称为“临界繁殖体”的阈值剖面时才会启动，这充当了防止意外释放的保障措施。我们还研究了如何通过使基因驱动具有独特脆弱性（“致敏驱动”）的方式来阻止推进波的空间扩散，这种方式对野生型等位基因无害。最后，我们展示了在二维中适当致敏的驱动甚至可以被带有系列间隙的不完美屏障阻止。
引用
@article{arxiv.1704.03525,
title = {Spatial gene drives and pushed genetic waves},
author = {Hidenori Tanaka and Howard A. Stone and David R. Nelson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03525},
year = {2017}
}