Методы реконструкции эволюции белков признаны ненадёжными

Ключевое предположение, широко используемое биологами в течение последней четверти века при изучении эволюции белковых молекул, является «весьма сомнительным». К такому выводу пришёл исследователь зрения Сёдзо Йокояма из Университета Эмори в статье, опубликованной в ноябрьском номере журнала BioScience.

В своей работе Йокояма обобщил экспериментальные данные, полученные при создании и измерении свойств десятков реконструированных предковых версий зрительных пигментов, обнаруженных в глазах позвоночных (включая человека), а также их искусственно изменённых вариантов.

Основной вывод: проведённые исследования «вызывают серьёзные сомнения» в отношении «фундаментального принципа молекулярной адаптации» — основы тысяч опубликованных работ, основанных на реконструкции эволюционных изменений в самых разных белках. Используемые в таких исследованиях статистические инструменты «ненадёжны».

Суть проблемы: Для упрощения реконструкции эволюции белков биологи часто предполагали, что известное изменение в определённом участке белка будет аналогичным образом влиять на свойства как предковых, так и современных форм. Это допущение облегчает компьютерное моделирование вероятных эволюционных путей.

Йокояма проверил эти допущения экспериментально, создав гипотетические предковые пигменты и их мутантные варианты, а затем точно измерив их свойства. Результаты оказались тревожными:

• Свойства родственных версий белков часто менялись совершенно по-разному при внесении в них одной и той же мутации.
• Следовательно, стандартные вычислительные и статистические методы редко могли бы идентифицировать эволюционный путь, подтверждённый экспериментально.

Йокояма выражает надежду, что другие исследователи начнут создавать и экспериментально проверять свойства реконструированных предковых белков для оценки гипотез об их эволюции, а не полагаться исключительно на вычислительные подходы.