Science：基因突变频发 为何适应性没有改变
2014-10-11 佚名 生物通
来自哈佛大学多个学科的研究人员合作，发布了题为“Global epistasis makes adaptation predictable despite sequence-level stochasticity”的研究成果，指出尽管生物体繁衍多代，出现了许多不同的基因突变，但是大部分我们所知的生物最终还是进化成相似的适应性，这是为什么呢，这项研究揭示了其中令人感到惊讶的作用机制。这一研究成果公布
来自哈佛大学多个学科的研究人员合作，发布了题为“Global epistasis makes adaptation predictable despite sequence-level stochasticity”的研究成果，指出尽管生物体繁衍多代，出现了许多不同的基因突变，但是大部分我们所知的生物最终还是进化成相似的适应性，这是为什么呢，这项研究揭示了其中令人感到惊讶的作用机制。
这一研究成果公布在6月27日Science杂志上。
科学家们认为，高初始适应能力（higher initial fitness）群体要比低初始适应能力（lower initial fitness）群体适应性低，原因在于前者无法足够的空间进一步提升。但是迄今为止，科学家们还不十分清楚造成这种现象的原因所在。
基因关联(epistasis)是指对于某个基因为特定的等位基因，而其他基因取不同的等位基因时，生物体将表现出不同的物理性状。某个基因的特定等位基因对于生物体呈现为某种性状可盲目起到促进作用，也可能起到抑制作用。因此，生物体的物理性状决定于某些基因的等位基因的特定组合，这种现象称为“基因关联”效应(epistasis)。
这种效应常用于解释适应性作用，但是关联相互作用（epistatic interactions）难以被发现，因此科学家们也无法龙清楚物种突变积累的作用。
在最新这项研究中，研究人员利用酵母细胞分析了多代遗传变化，他们首先从单个表型构建了“创始人”酵母细胞，然后令这些细胞进行增殖，对之后产生的各代细胞，研究人员利用全基因组测序技术进行分析，看看这些细胞发生了哪些类型的基因突变。
研究人员希望能从中了解到基于“创始人”酵母细胞的遗传特性，是否能预测突变对适应性的影响。结果令他们感到惊讶的是，高适应性“创始人”细胞和低适应性“创始人”细胞繁衍的后代，其产生的有益突变数量相当，而且虽然出现了遗传多样性，但这些后代的适应性也相似。
这些数据表明了基因突变无数的组合，导致出现了相似的适应性水平，这也支持研究人员的一种假设：突变之间的相互作用具有机体全范围效应，而不是影响的个体生物学进程。这项研究是了解基因关联对进化轨迹影响的一项重要成果。
原始出处：
Kryazhimskiy S1, Rice DP2, Jerison ER3, Desai MM4.Microbial evolution. Global epistasis makes adaptation predictable despite sequence-level stochasticity.Science. 2014 Jun 27;344(6191):1519-22. doi: 10.1126/science.1250939.
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