再配線されたバクテリアの遺伝子ネットワークにおける進化性と階層構造
Mark Isalan1, Caroline Lemerle, Konstantinos Michalodimitrakis
1EMBL/CRG Systems Biology Research Unit, Centre for Genomic Regulation (CRG), UPF, 08003 Barcelona, Spain. isalan@crg.es
Nature
|April 19, 2008
まとめ
バクテリアに新しい遺伝的リンクを追加することは,通常許容され,生存率を向上させることもあります. この研究は,新しい生物学的ネットワーク接続が細菌の進化とフィットネスにどのように影響するか探求しています.
科学分野:
- システム生物学 システム生物学
- 進化遺伝学の進化遺伝学について
- 分子生物学は分子生物学である.
背景:
- ゲノム進化は,遺伝子の複製とドリフトによって形成されます.
- 以前の研究では,ネットワークリンクの追加ではなく,遺伝子ノックアウト/過剰発現に焦点を当てていました.
- 新しい生物学的ネットワーク接続が進化可能性に与える影響は十分に研究されていない.
研究 の 目的:
- 新しいリンクを導入することによって,生物学的ネットワークの進化可能性を調査する.
- 新しいネットワーク構成によるバクテリア耐性および適合性の影響を評価する.
主な方法:
- Escherichia coli.で598のプロモーター-遺伝子再結合を構築しました.
- これらの新しいネットワークを野生型の遺伝子背景に導入しました.
- ネットワークの耐性,成長効果,選択圧力下での生存を分析した.
主要な成果:
- 新しく建設されたネットワークの約95%は,E. coliによって許容されていました.
- 数少ない新しいネットワークは,細菌の成長率を大幅に変化させた.
- 表現レベルは,ワイルド型ネットワークの階層における因子の位置と相関する.
- 特定の新しいネットワークは,様々な選択圧力下で,野生のタイプよりも一貫した生存上の優位性を与えました.
結論:
- 生物学的ネットワークに新しいリンクを導入することは,バクテリアの進化に害を及ぼすことはめったにありません.
- 新規のネットワーク接続は,重要なフィットネス・アドバンテージを提供することができます.
- ネットワークの進化性は強固で,新しいリンクが適応を容易にする.
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