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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
突變是演化的基礎，因為它產生了選擇可以發揮作用的遺傳變異。在自然界中，遺傳變化通常會增加從病毒、細菌到人類腫瘤等系統的突變率。這種增加促進了頻繁的有害或中性等位基因的積累，但它也可以增加群體獲得稀有有益等位基因的機會。在這裡，我們研究了大腸桿菌基因組突變率增加 100 倍如何影響適應性演化。為此，我們在實驗室中進化出了多個無性大腸桿菌菌株的複製群體，這些菌株被設計為具有四種不同的突變率，持續 3000 代。我們測量了演化族群在原始環境和 90 多種新化學環境中生長的能力。此外，我們對群體進行了全基因組群體定序。儘管突變率較高的族群累積了更大的遺傳多樣性，但這種多樣性僅對突變率的適度增加帶來了好處，在某些新環境中，族群適應得更快，並且比其祖先更繁榮。相較之下，一些突變率最高的族群在進化過程中表現出適應性下降，並且未能在所有 90 種替代環境中茁壯成長。此外，他們的突變率急劇下降。我們的工作表明，突變率改變了對健康有害和有益的突變影響之間的整體平衡。與大多數理論模型相反，我們的實驗表明，這個臨界點已經在野外發現的適度突變率下發生。