A shift from pleiotropic to modular adaptation revealed by a high-resolution two-step adaptive walk ... : التحول من التكيف متعدد الاتجاهات إلى التكيف المعياري الذي كشف عنه المشي التكيفي عالي الدقة على خطوتين ...

• Main Authors: Grant Kinsler, Yuping Li, Gavin Sherlock, Dmitri A. Petrov
• Format: Text
• Language: English
• Published: OpenAlex 2024
• Subjects: Multiscale Seafloor Mapping and Classification Techniques; Oceanography; FOS Earth and related environmental sciences; Earth and Planetary Sciences; Physical Sciences; Ecology and Conservation of Marine Mammals; Ecology; FOS Biological sciences; Environmental Science; Arctic Sea Ice Variability and Decline; Atmospheric Science; Habitat Change; Modular design; Adaptation eye; Resolution logic; Computer science; Psychology; FOS Psychology; Artificial intelligence; Neuroscience; Programming language; Sea ice
• Online Access: https://dx.doi.org/10.60692/fknh2-gxd15; https://gresis.osc.int//doi/10.60692/fknh2-gxd15

ABSTRACT Evolution by natural selection is expected to be a slow and gradual process. In particular, the mutations that drive evolution are predicted to be small and modular, incrementally improving a small number of traits. However, adaptive mutations identified early in microbial evolution experiments, cancer, and other systems often provide substantial fitness gains and pleiotropically improve multiple traits at once. We asked whether such pleiotropically adaptive mutations are common throughout adaptation or are instead a rare feature of early steps in evolution that tend to target key signaling pathways. To do so, we conducted barcoded second-step evolution experiments initiated from five first-step mutations identified from a prior yeast evolution experiment. We then isolated hundreds of second-step mutations from these evolution experiments, measured their fitness and performance in several growth phases, and conducted whole-genome sequencing of the second-step clones. Here, we found that while the ... : من المتوقع أن يكون التطور المجرد عن طريق الانتقاء الطبيعي عملية بطيئة وتدريجية. على وجه الخصوص، من المتوقع أن تكون الطفرات التي تدفع التطور صغيرة ومعيارية، مما يحسن تدريجياً عددًا صغيرًا من السمات. ومع ذلك، فإن الطفرات التكيفية التي تم تحديدها مبكرًا في تجارب التطور الميكروبية، والسرطان، والأنظمة الأخرى غالبًا ما توفر مكاسب كبيرة في اللياقة البدنية وتحسن سمات متعددة في وقت واحد. سألنا عما إذا كانت هذه الطفرات التكيفية متعددة الاتجاهات شائعة خلال التكيف أم أنها بدلاً من ذلك سمة نادرة للخطوات المبكرة في التطور التي تميل إلى استهداف مسارات الإشارات الرئيسية. للقيام بذلك، أجرينا تجارب تطور الخطوة الثانية المشفرة التي بدأت من خمس طفرات في الخطوة الأولى تم تحديدها من تجربة تطور الخميرة السابقة. ثم عزلنا المئات من طفرات الخطوة الثانية من تجارب التطور هذه، وقاسنا لياقتها وأدائها في عدة مراحل نمو، وأجرينا تسلسل الجينوم الكامل لمستنسخات الخطوة الثانية. هنا، وجدنا أنه في حين أن الغالبية العظمى من الطفرات المعزولة عن الخطوة الأولى من التطور في هذه الحالة تظهر أنماطًا من التكيف متعدد الاتجاهات - تحسين كل من الأداء في ...