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Science:中大贺雄雷研究团队发表分子进化观点文章

摘要 : 2016年5月13日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志在线发表了中山大学生命科学学院贺雄雷教授及刘黎博士受邀撰写(Perspective)Toward a prospective molecular evolution观点文章

 2016年5月13日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志在线发表了中山大学生命科学学院贺雄雷教授及刘黎博士受邀撰写(Perspective)Toward a prospective molecular evolution观点文章,通过介绍爱丁堡大学和密歇根大学的两项研究,探讨了前瞻性分子进化研究(Prospective molecular evolution)。

目前分子进化研究完全针对经过自然选择固定下来的突变。这类回顾性(retrospective)的研究仅考虑漫长进化历史中发生的极少数“成功”事件,因此相关结论只能提供解释性而非预测性的见解。

一个基因的适应度谱(fitness landscape)代表着该基因所有的演化潜能,能帮助我们全面理解进化过程。然而巨大的突变空间给适应度谱的绘制带来极大的技术挑战。近期高通量测序技术的发展一定程度为这一问题提供了解决方案。同期发表在Science上的两项研究绘制了两个RNA基因的适应度谱,分别得到包含>60,000个突变体的适应度信息。

通过介绍这两项研究,贺雄雷和刘黎提出基于适应度谱的前瞻性分子进化研究的观点。他们指出,基因的适应度谱可以帮助我们前瞻性的理解进化过程中的各种偶然和必然,为研究分子进化领域的各种问题提新的思路,例如基因的演化速率,基因型从局部最优到全局最优的演化。同时,基于适应度谱的前瞻性研究可以帮助控制病毒感染的蔓延或者抗生素抗性的扩散。

原文链接:

Toward a prospective molecular evolution

原文摘要:

The field of molecular evolution is concerned with evolutionary changes in genes and genomes and the underlying driving forces behind those changes. Current studies in molecular evolution are almost entirely retrospective, with a focus on the mutations that were fixed during evolution, and the conclusions are often explanatory, offering no predictive insights. Because only a tiny fraction of all mutations that have ever occurred during evolution have been fixed, the “successes” that we see today provide an incomplete or even biased understanding of the evolutionary process. One way to circumvent this problem is to obtain the whole fitness landscape of a gene to understand, prospectively, chance and necessity in evolution (see the figure). Two studies in this issue, by Li et al.on page 837 (1) and Puchta et al. on page 840 (2), each take on this challenge by characterizing the in vivo fitness landscape of two RNA genes.

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