娛樂城|模擬進化以了解表型轉換

對數万代進化的細胞進行的計算機模擬揭示了為什麼某些生物保留了廢棄的開關機制,該機制在嚴重的壓力下會開啟,從而改變了它們的某些特性。保持此“隱藏”開關是生物體在正常條件下保持高度基因表達穩定性的一種方法。番茄蟲幼蟲在較熱的區域為綠色,因此容易偽裝,而在較冷的溫度為黑色,因此它們可以吸收更多的陽光。在某些生物中發現的這種現象稱為表型轉換。通常,這種開關是隱藏的,可以響應危險的遺傳或環境變化而激活。科學家通常通過調查經歷的變化來研究此過程。 娛樂城推薦在不同的世代相傳的生物。例如,幾年前,一個團隊繁殖了幾代煙草天蛾幼蟲,以觀察並誘導出與其番茄天蛾親屬相似的顏色變化。“在合理的假設基礎上並在謹慎的控制下進行的計算機模擬是非常有用的。 KAUST計算生物學家Xin Gao說。 “這有助於科學家觀察和理解原本很難通過濕實驗室實驗來觀察的原理。”高和KAUST研究科學家桑原裕之設計了一種計算機模擬1000種無性微生物的進化過程。每個生物都有一個基因迴路模型來調節特定蛋白質X的表達。模擬進化了超過90,000代的種群。最初的創始人群娛樂城國家具有相同的非轉換基因迴路,在穩定的條件下進化了3萬多代,統稱為古代人口娛樂城繼續接下來的30,000世代,稱為中等人口,處於每20 ge切換的波動環境中娛樂城推薦煩惱。最後的30,000世代(即衍生種群)處於穩定的環境中。在穩定環境中進化的古代和衍生種群中的個體,其基因表達水平均經過優化以達到穩定。但是它們是不同的:古代人口的穩定性不涉及表型轉換,而衍生人口的穩定性涉及表型轉換。 Kuwahara解釋說,這種差異源於中間種群,在中間種群中,為了應對不斷變化的條件,人們傾向於採用開關。模擬表明,生物種群通過逐步發展低閾值在長期的環境穩定性中維持其開關機制。 Kuwahara說,在環境變化較為穩定的情況下,可以很容易地切換到高閾值的開關,這比通過小的突變將其恢復到非切換狀態要容易得多。 Kuwahara說:“相反,我們最終得到了一種’隱藏’表型轉換,其作用像進化電容器一樣,在發生重大擾動時可以存儲遺傳變異並釋放其他表型。”該團隊下一步計劃使用計算機模擬進行研究。更複雜的生物系統,同時還與進行濕實驗室實驗的研究人員進行互動合作。他們的目的是開發可以通過實驗驗證的理論框架。參考文獻:Kuwahara H,Gao X.穩定維持隱藏開關是增加基因表達穩定性的一種策略。 自然計算機科學2021; 1(1):62-70。 doi:10.1038 / s43588-020-00001-y。本文已通過以下材料重新發表。注意:材料的長度和內容可能已被編輯。有關更多信息,請聯繫引用的來源。