Un paisaje de fitness accidentado pero fácilmente navegable

Área de la Ciencia:

• Biología evolutiva
• La genómica
• La bioquímica

Sus antecedentes:

• La teoría del paisaje de la aptitud postula que los caminos evolutivos complejos pueden impedir la adaptación.
• La validación experimental de esta teoría, especialmente en sistemas biológicos complejos, sigue siendo limitada.

Objetivo del estudio:

• Para mapear experimentalmente un paisaje de aptitud de alta resolución para una enzima clave.
• Investigar el impacto de la rugosidad del paisaje en la dinámica de la evolución adaptativa.

Principales métodos:

• Utilizó la edición del genoma para generar y evaluar la aptitud de más de 260,000 genotipos.
• Se centró en la enzima dihidrofolato reductasa y su interacción con el antibiótico trimetoprima.

Principales resultados:

• Se encontró que el paisaje de fitness es muy accidentado, con 514 picos de fitness distintos.
• A pesar de la rugosidad, los caminos accesibles a las cimas más altas de la aptitud eran abundantes.
• Las grandes cuencas de atracción para diferentes picos indican que las trayectorias evolutivas dependen en gran medida de factores estocásticos.

Conclusiones:

• La evolución de las enzimas en paisajes escarpados es posible, con numerosas vías a estados de alta aptitud.
• La rugosidad del paisaje no obstruye necesariamente la evolución, pero reduce significativamente su previsibilidad.
• La complejidad de la optimización en los sistemas biológicos puede requerir una reevaluación de los modelos actuales.