纳米人-Nature：高分辨率谱系追踪技术揭示酵母进化动态

先知报道先知报道 2019-11-21

在快速适应的无性种群中，包括许多微生物病原体和病毒，许多突变谱系通常在种群竞争中占优势。这些复杂的进化动力学决定了适应的结果，但是很难直接观察到。先前的研究已经使用全基因组测序来跟踪分子适应性；但是，这些方法在微生物种群中的分辨率有限。近日，美国哈佛大学Michael M. Desai研究团队，发现了高分辨率谱系追踪技术能够揭示实验室酵母的适应行波。研究人员引入一种可再生条形码系统，以高分辨率观察实验室芽殖酵母的进化动态。研究发现即使在低频下，干扰和搭乘的嵌套模式也是如此。这些事件是由不断出现的新突变驱动的，这些突变会在现有谱系达到高频率之前对其命运进行修改。他们观察人口中的适应性分布如何随时间变化，并找到理论预测的适应行波。他们证明了克隆竞争会产生动态的“富者更富”效应：在进化的早期获得的适应性优势推动了克隆的扩展，从而增加了获得新突变的机会。但是，适应性较弱的谱系通常也会超过适应性强的谱系。结果表明，在现有的进化动力学模型中，没有考虑到的因素组合对于确定适应的速率、可预测性以及分子基础至关重要。