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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
達爾文進化優先遵循突變途徑，其各個步驟都會增加適應性。具有不增加適應性的突變步驟的替代途徑不太容易獲得。在這裡，我們證明錯誤翻譯，即氨基酸錯誤地摻入新生蛋白質中，可以增加此類替代途徑的可及性，並最終增加高適應性基因型的可及性。我們對大腸桿菌中的 β-內醯胺酶 TEM-1 群體進行定向進化，在低誤譯率和高誤譯率下進行定向進化，選擇對抗生素頭孢噻肟具有高活性。在低誤譯率下，不同演化的 TEM-1 群體會達到相同的頭孢噻肟高抗藥性峰值，這需要三個典型 DNA 突變。相較之下，在高誤譯率下，它們提升了三種不同的高頭孢噻肟抗性基因型，這導致人群中更高的基因型多樣性。我們透過實驗重建了這些高頭孢噻肟抗藥性基因型的適應性 DNA 突變和潛在的演化路徑。這項重建表明，一些DNA突變不會改變低誤譯下的適應度，但會導致高誤譯下的適應度顯著增加，這有助於增加不同頭孢噻肟高抗性基因型的可及性。此外，這些突變形成了成對上位交互作用的網絡，導致不同的高頭孢噻肟抗性基因型相互排斥的演化軌跡。我們的觀察表明，蛋白質錯誤翻譯及其引起的表型突變可以改變適應性景觀的進化探索並降低進化的可預測性。