Эволюционные пути: учёные обнаружили новые закономерности в эволюции белков
Группа учёных из России изучила тенденции в эволюции аминокислотных последовательностей белков у позвоночных и насекомых и проследила факторы, влияющие на этот процесс. Результаты исследования опубликованы в Nature Communications.
Изменения в аминокислотных последовательностях белков — это зеркало эволюции. Эволюция белковых последовательностей может происходить под влиянием двух факторов:
- Внешний фактор (например, изменения окружающей среды или воздействие патогенов).
- Внутренний фактор, связанный с изменениями в самом геноме, обычно подразумевающий эпистаз (взаимодействие между разными генами).
Учёные из Сколтеха, ИППИ РАН, МГУ и Центра эпидемиологии под руководством профессора Сколтеха Георгия Базыкина показали, что эти две силы приводят к противоположным закономерностям эволюции последовательностей:
- Из-за внешних изменений закрепившийся вариант гена со временем становится менее выгодным.
- Под влиянием эпистаза происходит коэволюция: взаимодействующие участки генома «подстраиваются» друг под друга, и их успешная комбинация становится всё более эволюционно выгодной.
Биоинформатический анализ белковых последовательностей из геномов позвоночных и насекомых позволил описать новые универсальные эволюционные паттерны:
- Внешние факторы служат причиной положительного отбора и ведут к быстрой эволюции определённых позиций в геноме.
- Эффект эпистаза проявляется в позициях под отрицательным отбором, где замены происходят реже, и они эволюционируют медленнее.