遗传相互作用的强度与突变效应呈弱标度关系

遗传相互作用渗透到生物学的各个方面，从决定进化路径可达性的进化理论，到导致复杂遗传疾病的医学。直到最近，对上位相互作用的研究仍基于少数突变，最多只能提供关于遗传相互作用频率和典型强度的零散证据。在本研究中，我们分析了公开的酵母遗传相互作用数据存储库（DRYGIN），其中包含超过五百万个双基因敲除突变体的生长速率。我们讨论了一种上位性的几何定义，该定义揭示了遗传相互作用的特征强度作为被组合突变效应的函数的一个简单且令人惊讶的弱标度律。然后，我们利用这一标度律来量化自然发生的适应度景观的粗糙度。最后，我们展示了观察到的粗糙度与Fisher几何模型预测的差异，并讨论了其对进化动力学的影响。尽管特定基因之间的上位相互作用在很大程度上仍然不可预测，但相互作用系综的统计特性可以显示出显著的规律性，并可以用简单的数学定律来描述。通过利用现代高通量技术产生的大量数据，现在可以彻底检验遗传相互作用理论模型的预测，并在现实的适应度景观上构建信息丰富的进化计算模型。