У E. coli и дрожжей важные гены не мутируют реже: данные Университета Бата
Анализ данных накопления мутаций у E. coli и дрожжей не выявил связи между важностью гена и частотой мутаций, вопреки гипотезе о защите ключевых генов.
Софья Радриццани и Лоренс Д. Херст из Центра эволюции Университета Бата проанализировали спонтанные мутации у бактерии Escherichia coli и пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Работа опубликована 12 ноября в PLoS Biology. Авторы не нашли подтверждений тому, что более важные гены мутируют реже остальных plos.org
PLoS Biologyplos.orgОткрыть источник ↗.
Что проверяли
Общепринятая точка зрения считает мутации случайным процессом. С 1972 года и снова в 2023 году её оспаривали предположения, что отбор сформировал различия в скорости мутирования между генами. По этим утверждениям, важные гены защищены от мутаций, у прокариот отчасти расположением на ведущей цепи при репликации ДНК. Гены, нужные для быстрой адаптации, мутировали бы чаще, отчасти из-за расположения на отстающей цепи.
Первоначальные утверждения вызвали споры, а несколько попыток воспроизвести их не удались. Однако ни одна из попыток воспроизведения не учла ковариаты полностью, а многие использовали данные штаммов с нокаутом репарации неспаренных оснований (MMR).
Команда взяла накопленные данные экспериментов по накоплению мутаций для штаммов дикого типа; такая схема призвана свести к минимуму влияние естественного отбора. Плотность мутаций, в мутациях на пару оснований, предсказывали по нескольким контролируемым параметрам. Важность гена оценивали по уровню белка и существенности гена, а у E. coli ещё и по цепи репликации. Наблюдаемые корреляции сравнивали со значениями, ожидаемыми по симуляциям с контролем триплетного состава plos.org
PLoS Biologyplos.orgОткрыть источник ↗.
Что получилось
Ни у одного из двух видов гены более обильных или существенных белков не имели меньшей скорости мутирования. У E. coli сильнее транскрибируемые гены, возможно, мутируют чуть реже, что могло бы согласоваться с моделью отбора, но у дрожжей этого не видно.
У E. coli скорость мутирования генов на разных цепях не различалась, и отсутствие различий воспроизвелось у других прокариот. Степень очищающего отбора также не предсказывала плотность мутаций.
Авторы описывают и сильный артефакт, возникающий при стандартном готовом статистическом подходе, и отмечают, что результаты для штаммов с дефицитом MMR расходятся с остальными. В анализе из Бата гены, копируемые позже при репликации ДНК, мутировали чаще: это известный источник различий в скорости мутирования plos.org
PLoS Biologyplos.orgОткрыть источник ↗.
Авторы заключают, что тенденции почти повсеместно не подтверждают гипотезу, не согласуются между видами и имеют ничтожный размер эффекта, поэтому не бросают вызов общепринятой модели.
