本頁只刊出中文翻譯與中文說明；英文原文請見下方原文連結。
原文連結
論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
RNA從序列折疊成二級結構是一個簡單而強大的、以生物物理學為基礎的基因型-表型圖模型，其中可塑性、進化性、上位性和模組性等概念不僅可以精確定義和統計測量，而且還揭示了自然選擇的同時且深刻的非獨立效應。分子可塑性在此被视为 RNA 序列通过在恒温下平衡而呈现各种能量上有利的形状的能力。通过基于实验设计的模拟，我们研究了在恒定环境中向预定目标形状演化的 RNA 分子群体的动态。序列的可塑性庫中的每個形狀都會對序列的整體適應性做出貢獻，其貢獻與序列在該形狀中花費的 Lime 成比例。可塑性的成本很高，因为一个序列可以呈现的形状越多，在其中任何一个上花费的时间就越少。毫不奇怪，选择会导致可塑性降低（环境运河化）。然而，最引人注目的观察是进化过程同时减慢并最终停止。可塑性的降低导致遗传通道化，即变异性的急剧丧失（从而丧失进化性）直至锁定点。環境運河化和遺傳運河化之間的因果橋樑是由序列的塑性庫中的形狀集與其遺傳鄰域中的主導（最小自由能）形狀集之間的相關性提供的。 RNA 基因型-表現型圖譜的這種統計特性，我們稱之為質體發生一致性，將族群困在大多數遺傳變異為表型中性的區域。我們稱這種現象為中性禁閉。中性限制的分析模型，透過完美質體發生一致性的假設而變得易於處理，正式地將突變率、表型空間的拓樸結構和演化性連結起來。這些模型確定了三種突變機制：對應於中性限制，探索閾值對應於中性限制的崩潰，同時顯性表型持續存在，以及經典錯誤閾值對應於顯性表型的喪失。最後一步，我們分析了渠化表型的結構特性。可塑性的降低導致了極端的模組化，我們從幾個角度進行分析：熱物理（融化——反應規範的RNA版本）、動力學（折疊途徑——發育的RNA版本）和遺傳（轉座性——對遺傳背景的不敏感性）。因此，该模型表明模块化的可能进化起源是环境运河化的副作用。 J.Exp。動物園。 (Mol. Dev. Evol.) 288:242-283, 2000。 (C) 2000 Wiley-Liss, Inc.