Отрицательный эпистаз между полезными мутациями замедляет эволюцию

Исследователи из Университета Хьюстона (UH) обнаружили неожиданный характер взаимодействия полезных генетических мутаций в эволюционирующей бактериальной популяции. Это открытие может помочь в прогнозировании эволюционных процессов, в том числе при хронических заболеваниях.

Ключевые выводы:

• Учёные изучили бактериальную популяцию, чья приспособленность (fitness) увеличилась примерно на 35% за тысячи поколений по сравнению с предком.
• При комбинировании всех выявленных полезных мутаций в штамме-предке выяснилось, что их взаимодействия носят преимущественно отрицательный эпистатический характер.
• Чем больше мутаций добавлялось, тем сильнее они "мешали" друг другу, снижая общий положительный эффект. Это приводит к уменьшению отдачи: скорость роста приспособленности популяции со временем снижается, даже при появлении новых полезных мутаций.

Значение и перспективы:

Работа, опубликованная 3 июня в журнале Science, заполняет важный пробел в понимании того, как мутации взаимодействуют между собой, что необходимо для прогнозирования эволюции. Это знание может быть применимо не только к природным популяциям бактерий, но и к тем, что эволюционируют в организме человека.

Исследование поддержано National Science Foundation и Defense Advanced Research Projects Agency. Параллельно в Science публикуется схожее исследование группы Криса Маркса из Гарвардского университета, также обнаружившее общую тенденцию к уменьшению отдачи.