• Wednesday July 17,2019

Prijatelj možeš poštedjeti selektivni pomak

Anonim

Pith: Prirodna selekcija dolazi u različitim okusima u svojim genetskim sastojcima. Neki od tih konstitutivnih skupina više su neuhvatljivi od drugih. To znači da "čitanje naljepnice" nije trivijalna aktivnost.

Kao što možda znate kada promatrate obrasce varijacije u genomu određenog organizma, možete napraviti različite zaključke iz prirode ovih obrazaca. Ali snaga tih zaključaka uvjetovana je detaljima stvarnih demografskih i evolucijskih povijesti, kao i pretpostavkama o modelima koji se ispituju. Prilikom prelaska u domenu genomske populacije neka od koncepata i modela mogu se činiti tupim, ali stvarnost je ta da su takvi detalji stvari o kojima se gradi evolucija. Novi članak u PLoS genetici može se činiti prekomjerno ezoteričnim i teorijskim, ali govori vrlo važnim procesima koji oblikuju evolucijsku putanju određene populacije. Rad se naziva Razlikovanje između selektivnih utiskivanja iz stalne varijacije i De Novo mutacije. Evo autorov sažetak:

Znatan napor je posvećen otkrivanju gena koji su pod prirodnom selekcijom, a stotine takvih gena identificirano je u prethodnim studijama. Ovdje predstavljamo metodu za produljenje ovih studija zaključivanjem parametara, kao što su koeficijenti odabira i vrijeme kada je odabrana varijanta nastala. Od interesa je pitanje je li selektivni pritisak već bio prisutan kada je odabrana varijanta prvi put uvedena u populaciju. U ovom slučaju, varijanta će biti odabrana odmah nakon što je nastala u populaciji, proces koji nazivamo izbor iz de novo mutacije. Nasuprot tome ovo se razlikuje od stanja varijacije, pri čemu odabrana varijanta prethodi selektivnom pritisku. Predstavljamo metodu za razlikovanje ovih dvaju scenarija, provjeru njezine točnosti i primjenu na sedam ljudskih gena. Našli smo tri gena, ADH1B, EDAR i LCT, koji su vjerojatno bili odabrani iz de novo mutacije i dva druga gena, ASPM i PSCA, što zaključujemo da je pod izborom iz stojeće varijacije.

Dinamičnost koju oni upućuju čini se da je reframing od zagonetke otkrivanje tvrdi pomesti protiv mekih sweeps. U prvom slučaju imate novu mutaciju, pa je njegova frekvencija ~ 1 / (2N). Brzo se podvrgava prirodnoj selekciji (iako stohastički procesi dominiraju pri niskim frekvencijama, pa je vjerojatnost izumiranja visoka), a prilagodba dovodi alelu do fiksacije (ili gotovo fiksacije). U potonjem scenariju imate veliku količinu postojeće genetske varijacije, prisutne u brojnim različitim alelnim varijantama. Novi tlak izbora preoblikuje frekvencijski krajolik, ali ne možete pripisati genetsku promjenu na samo jedan alel. Nije iznenaðujuæe da je bivša jednostavnija modelirati i otkriti od potonjeg . Velik dio evolucijske genomike 2000-ih bio je usredotočen na teške zamah iz de novo mutacija jer su bili niski visići voće. Metode su imale razumnu moć da ih otkriju (kao i mnogi lažni pozitivi!). No, kasno mnogi sumnjaju da tvrdi potezi nisu puni priču i da se velik dio evolucionog genetskog procesa može obilježiti kombinacijom tvrdih zamaha, mekih poteza (od stojećih varijacija), različitih oblika negativnog odabira, a da ne spominjemo mnoštvo mogućnosti koje obiluju u domeni izbora uravnoteženja.

Mnogi detalji ovog rada mogu se činiti pretjerano tehničkim i neproziranim (i biti pošteni, ovdje ću reći da su brojke malo teže dešifrirati, iako predmet nije onaj koji se može posvetiti općenitoj jasnoći), ali glavni nalaz je jasan i ilustriran na slici 4 (dodam etikete):

- Y-os predstavlja frekvenciju odabranih alela na početnom početku faze odabira

- Frekvencija x-osi predstavlja koeficijent odabira skaliranja stanovništva: α = 4 Ns. Podsjetimo da je N veličina populacije, a s je standardni koeficijent odabira, koji mjeri relativnu razinu kondicije između pojedinca / gena protiv medijana medija. Koeficijent odabira od 0, 10 (10% povećana kondicija) je jak. Jedan od 0, 01 (1%) je skroman.

Što gore navedeni rezultati, izvedeni iz simulacija pomoću određenih parametara relevantnih za genetske modele populacije i izlazne statistike (npr., IHS, EHH, Tajima 's D), pokazuju da je lakše razlikovati oblike odabira kada:

- Za stajanje varijacije odabrane varijante su prisutne na višoj inicijalnoj frekvenciji kada odabir započne. Ovo nije relevantno za de novo mutaciju, gdje je frekvencija vrlo niska po definiciji. Sjeti se da je potonji slučaj zapravo podskup prve. Ako model stojeće varijacije ima parametar koji varira u učestalosti, a udio konvergira na 1 / (2 N ), upravo ste dobili de novo scenarij.

- Što je selektivni događaj jači, to je veća snaga za otkrivanje i ispravno dodjeljivanje odabira za promjenu stanja. Ovo je prilično izravno na prvom rumenjenju. Glavna iznimka čini se da je u panelu, gdje povećana snaga selekcije smanjuje sposobnost razlikovanja modela kada se prilagodljiva faza inicira kada je početna frekvencija alela niska. Pretpostavljam da imate situaciju u kojoj je teško razlikovati dva modela, budući da se de novo i stojeće varijacije konvergiraju. Imajte na umu da je lakše dodijeliti tvrdi pomak iz de novo mutacije kada je konačna frekvencija (ili frekvencija koju pokušavate otkriti) manja. Zašto? Vjerojatno zato što otkriće mutacije uklanjaš veliku količinu genomskih informacija koje trebate zaključiti putanju odabrane varijante (to vrijedi za iHS).

Sve ovo može izgledati apstraktno. Ali ono što trebate učiniti da biste se osvijestili jest da vizualiziramo putanju evolucijske dinamike u vremenitim i konkretnim uvjetima. Na primjer, de novo mutacija koja pokreće prilagodbu brzo će se proširiti u populaciji tijekom vremena. Zbog toga će se pojaviti događaj za autostopiranje, gdje se popratna područja omiljenih alela također povećavaju u frekvenciji. Ovo generira proširenu regiju homogenosti u genomu, u smjeru udjela učestalosti haplotipa. Taj se blok homogenosti konačno propada, jer genetska rekombinacija razbija fizičku povezanost markera koji su slučajno pronađeni na originalnom mutanta. Zbog toga moć otkrivanja tih događaja opada tijekom vremena; perturbacija se raspada, a genom se vraća u ravnotežu. Nasuprot tome, odabir varijacija stanja je složeniji i stoga je teže detektirati, jer ne daje jasan i jasan signal tako često. Možda imate brojne alele koji se raspršuju po širokim područjima genoma koji se mogu prilagodljivim pritiscima usmjeriti u frekvenciju. To generira pomak masovnog djelovanja u varijantama, ali ne uključuje proizvodnju širokih i prepoznatljivih homogenih blokova preko genoma. Umjesto toga, imate veći broj alela podložni manjoj intenzivnoj individualnoj selekciji. Iako su neke iste posljedice implicirane kao u slučaju de novo mutacije, veličina će biti oštro oslabljena u bilo kojoj regiji genoma.

Iako su ovdje pojmovna i metodološka pitanja od interesa za sebe i za sebe (npr., Imate li povjerenja u okvir Okvirnog okvira Bayesian Computation za generiranje simulacija koje daju korisne rezultate?), Postoje i neke analize stvarnih ljudskih gena. To nisu revolucionarni, oni su loci koji su analizirani prije. Ali metode se moraju suditi protiv stvarnosti u nekom trenutku, i to je pokušaj. Tablica u nastavku prikazuje njihove rezultate.

Neki od ovih gena bi vam trebali biti poznati. Ako ne, pogledajte stupac funkcije. Želim spomenuti da je EDAR uključen u debljinu kose u istočnim Azijancima. Najzamjetljiviji je aspekt ovog gena da se miševi mogu pretvoriti u Azijate, barem u obliku kose. Očito su se usredotočili na pojedinačne populacije. Primjećuju metode koje bi više populacija upoznale s demografskim složenostima u njihove simulacije, a čini se vjerojatnim da već guraju realistične granice računanja koje biste trebali rutinski raditi u laboratoriju. Ali, ovo pojednostavljenje može objasniti neku neodređenost s ADH1B, koji je također pronađen u Zapadnoj Aziji (odricanje od izravnog modela po svim vjerojatnostima jednog pomaka u Istočnoj Aziji). Važno pitanje tada može biti osjetljivost stanovništva tih metoda. Može se zamisliti da je selekcija na gena lako uočljiva u populaciji A, ali ne i stanovništvu B. Jedno stanovništvo može se prebaciti na drugi fenotip kroz stajanje varijacije, dok je drugi podvrgnut snažnom oslobađanju od de novo mutacije. Ovdje je vrag u pojedinostima. Ne mora postojati jedna pripovijest da ih sve vlada.

Najvažniji rezultat ovog rada bio je istražiti razumni parametarski prostor nad kojim se mogu donijeti čvrste zaključke o specifičnoj raznolikosti selekcije koja je operativna (ili nedostatka istih). U bliskoj budućnosti će računalna snaga i nadopunjavanje empirijskih skupova podataka učiniti tako da će biti velika iskušenja da se stvore redovi rezultata slijepim načinom koristeći tehnike polica. Ali tehnike bez suptilnog i ljudskog prosuđivanja mogu dovesti do zbunjenosti i neistinitosti. Korisno je znati scenarije gdje se očekuje veliki broj lažnih pozitivnih ili niske statističke snage, a priori . Na taj način se možete uštedjeti mnogo vremena nakon činjenice.

Što se tiče mekih i teških zamaha. To nije jednostavno pitanje interesa i relevantnosti genetičara i genomicista populacije. Priroda prilagodbe je pitanje duboke važnosti u evolucijskoj biologiji. Ravnoteža između ova dva fenomena važna je za karakterizaciju načina i tempo evolucije. Moguće je da zapravo omjer varira kao funkcija stabla života, tako da evolucija može raditi s neznatno različitim pravilima ovisnim o taxonu.

Izvor: Peter BM, Huerta-Sanchez E, Nielsen R (2012) Razlikovanje između selektivnih utiskivanja iz stalne varijacije i De Novo mutacije. PLoS Genet 8 (10): e1003011. doi: 10, 1371 / journal.pgen.1003011


Zanimljivi Članci

NCBI ROFL: Kada je riječ o duljini penisa i ekonomskom rastu, veličina je važna.

NCBI ROFL: Kada je riječ o duljini penisa i ekonomskom rastu, veličina je važna.

Muški orgulje i gospodarski rast: veličina je važna? "Ovaj rad istražuje vezu između ekonomskog razvoja i duljine penisa između 1960. i 1985. godine. Procjenjuje se povećan model Solow koji koristi skup podataka iz zemlje Mankiw-Romer-Weil 121. Utvrđeno je da veličina muškog organa ima suprotan U oblik odnosa s razinom BDP-a 1985. godine.

Razlike u kulturi su važne (čak i unutar islama)

Razlike u kulturi su važne (čak i unutar islama)

Pratio sam događaje u arapskom svijetu samo s udaljenosti. Bilo je puno uzbuđenja na Twitteru i na Facebooku. Budući da nisam nesputan entuzijast za demokraciju, nisam se pridružio u zanosu. Ali jako sam zabrinut zbog onoga što vidim su nerealne pretpostavke i lažne korespondencije. Ovo je veliki problem jer javnost nije u znanju svjetske povijesti i geografije. Na p

Shrews  'Heads Shrink and Grow s godišnjim dobima

Shrews 'Heads Shrink and Grow s godišnjim dobima

Stvaranje skupljenih glava - male, razbijene ljudske glave koje su široko povezane s voodoo i plemenskim ritualima - jeziv je proces, očito puno više nego što je prikazano u Beetlejuiceu . Ali prepustite životinjskom kraljevstvu dokaz da postoji prirodan, manje zlokoban način da se smanji glava. Crve

Zajedničko kemijsko kućanstvo povezano s ženskom neplodnosti

Zajedničko kemijsko kućanstvo povezano s ženskom neplodnosti

Kemikalija pronađena u zajedničkim proizvodima za kućanstvo i kozmetici povezana je s padom plodnosti kod žena, prema novoj studiji. Istraživači su ispitivali više od 1.000 trudnica i otkrili da su oni izloženi višim razinama perfluoriranih kemikalija (PFC) imali više poteškoća s trudnoćom. PFC se kori

Nove vrste Gibbona otkrivene u kineskom grobu

Nove vrste Gibbona otkrivene u kineskom grobu

U onome što bi moglo biti grob bake prvog cara Kine, znanstvenici su neočekivano otkrili kosti izumrle i dosad nepoznate vrste gibbona, otkriva nova studija. Ovi nalazi upućuju na postojanje višeg stupnja raznolikosti majmuna nakon posljednjeg ledenog doba nego što se prije mislilo, te da je broj izumiranja primata zbog ljudi vjerojatno bio podcijenjen. God

Provjera stvarnosti: klimatske promjene

Provjera stvarnosti: klimatske promjene

Globalno zatopljenje Prvo pitanje: Je li to stvarno? Da je. Dok su demanti godinama godinama bili jaki, što je dovelo do neaktivnosti vladinih šokiranih čela, izgleda da čak i zagovornici protiv globalnog zagrijavanja konačno dolaze okolo. I ne trenutak prerano, s obzirom da se ti glacieri još uvijek tope, oceani se još dižu, a zemlja se još zagrijava. Sljedeć