若い遺伝子は古い遺伝子よりも早く適応することが研究で明らかになった(Study shows that young genes adapt faster than old ones)

ad
ad
ad

2022-09-22 サセックス大学

サセックス大学とマックス・プランク進化生物学研究所の共同研究により、遺伝子の年齢がその適応速度を決定することが示され、遺伝子の進化が時間の経過とともに「適応的歩行」として起こることが実証された。
ショウジョウバエと小型顕花植物シロイヌナズナという2つの異なる種を用いて、遺伝子の年齢が分子適応の速度に大きく影響し、若い遺伝子の変異がより大きな影響を与える傾向があることを明らかにした。これらの結果は、分子進化が深い進化のタイムスケールにおいて適応歩行モデルに従っていることを示す初めての強力な実証的証拠であり、約100年前に提唱されたフィットネスランドスケープ理論に新たな根拠を加えるものである。

<関連情報>

ショウジョウバエとシロイヌナズナにおける遺伝子進化の適応的歩行モデルに対する強い証拠 Strong evidence for the adaptive walk model of gene evolution in Drosophila and Arabidopsis

Ana Filipa Moutinho ,Adam Eyre-Walker,Julien Y. Dutheil
PLOS Biology  Published: September 13, 2022
DOI:https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3001775

Abstract

Understanding the dynamics of species adaptation to their environments has long been a central focus of the study of evolution. Theories of adaptation propose that populations evolve by “walking” in a fitness landscape. This “adaptive walk” is characterised by a pattern of diminishing returns, where populations further away from their fitness optimum take larger steps than those closer to their optimal conditions. Hence, we expect young genes to evolve faster and experience mutations with stronger fitness effects than older genes because they are further away from their fitness optimum. Testing this hypothesis, however, constitutes an arduous task. Young genes are small, encode proteins with a higher degree of intrinsic disorder, are expressed at lower levels, and are involved in species-specific adaptations. Since all these factors lead to increased protein evolutionary rates, they could be masking the effect of gene age. While controlling for these factors, we used population genomic data sets of Arabidopsis and Drosophila and estimated the rate of adaptive substitutions across genes from different phylostrata. We found that a gene’s evolutionary age significantly impacts the molecular rate of adaptation. Moreover, we observed that substitutions in young genes tend to have larger physicochemical effects. Our study, therefore, provides strong evidence that molecular evolution follows an adaptive walk model across a large evolutionary timescale.

タイトルとURLをコピーしました