• Tuesday June 18,2019

Distrugerea bacteriană creativă

Anonim

În stânga este un panou dintr-o hârtie nouă din PLoS Genetics, selecție-condus pierderea genetică în bacterii. Axa y este selecție, deci deasupra 0 reprezintă un coeficient de selecție pozitiv și sub unul negativ. Consecințele de deasupra axei x sunt mai potrivite împotriva tipului sălbatic de bază (coeficienții de selecție peste 0, 01 pot fi considerați destul de puternici, cu 0, 08 foarte puternici). Rezultatul de top al acestei lucrări constă în faptul că 11 din cele 55 de construcții de ștergere din liniile bacteriene par să ducă la o creștere a capacității fizice. Acest lucru este destul de ciudat dacă îl vedeți dintr-o perspectivă homocentrică, sau mai ecumenic, o perspectivă organică multicelluară. Dacă adăugați copii ale unei gene, rezultatul nu este întotdeauna bun din cauza efectelor de dozare (sindromul Down este un caz extrem de important pentru acest cromozom mai mic). Dacă ștergeți regiuni întregi ale genomului, rezultatele sunt de obicei dezastruoase. Acest lucru comportă cu bunul simț. Dacă spargeți ceva, nu este de obicei un lucru bun. A fost acolo dintr-un motiv.

Dar această euristică poate să nu fie aplicabilă bacteriilor. Sau, mai exact, atunci când eliminați setul mare de parametri care îngrădesc peisajul adaptabil al organismelor multicelulare, este posibil să explorați un spațiu evolutiv cu reguli oarecum diferite. Dacă cineva a raportat că 25% din ștergerile dintr-un organism multiceluros au avut o stare de sănătate sporită, probabil că ar fi curios dacă ar exista o eroare umană de bază undeva de-a lungul drumului care generează această proporție nebună. Dar bacteriile rapide și genomic proiectate economic nu pot fi guvernate de aceleași așteptări.

În primul set de experimente, autorii au construit linii cu ștergeri. Într-un al doilea set, ei au prezis că linii de tip sălbatic care au suferit o evoluție experimentală ar genera în cele din urmă și ștergeri. Ei ar putea confirma acest lucru prin secventierea genomului lor. Și, cu siguranță, se pare că găsesc dovezi sugestive pentru o astfel de dinamică, deși aș fi trebuit să mă uit mai adânc în suplimentele care trebuie convinse (nu înțeleg din text că aceste rezultate erau destul de puternice).

Cum se explică acest joc? Gândiți-vă la stickleback cu trei spini. În mediul natural al bacteriilor trebuie să se confrunte cu multe presiuni adaptive diferite și, fără îndoială, să aibă o întreagă suită de fenotipuri derivate din procese genetice. Dar, odată transferate în medii de cultură stabile și bogate, aceste adaptări sunt inutile. S-ar putea presupune că ștergerile sunt pur și simplu eliberarea constrângerilor funcționale și pierderea stochastică a funcției (adică, în principiu, atrofia la nivel genomic), dar amintiți-vă că liniile cu ștergeri par a fi selectate pozitiv în multe cazuri ! Autorii susțin că acest lucru pare să fie mai mult decât un proces aleatoriu. Atrofia apare din cauza lipsei presiunii de selecție negativă împotriva pierderii unei trăsături și a suportului său genetic. Dar pot exista, de asemenea, costuri reale pentru o trăsătură, astfel încât atrofia să fie selectată în mod pozitiv. Pentru organismele mari care este evident atunci când vine vorba de construcția de țesuturi, sau poate un comportament complex și intensiv din punct de vedere energetic. Dar în bacterii rădăcina problemei este oarecum diferită. Voi lăsa autorii să vorbească aici:

.

În ceea ce privește eliminările benefice, o explicație potențială este că pierderea acestor gene duce la scăderea cheltuielilor cu energia / masa pe ADN, ARN și proteine ​​și o rată de creștere mai rapidă rezultând din faptul că mai multe resurse pot fi alocate altor procese de limitare a ratei.

.

Bacteriile trăiesc într-o lume hipercompetitivă în comparație cu organismele complexe de lemne cu timpi de generație lungi. Procesele biochimice străine pot să le încetinească sau să-și reducă ratele de creștere. În sălbăticie, aceste procese nu pot fi străine, astfel încât cei fără ele să crească mai repede, dar apoi să piară. Într-o lume sălbatică, sălbatică, poate fi nevoie să mergeți complet înarmat, de sus în jos. Totuși, amintiți-vă că armamentele sunt grele și necesită întreținere. În situațiile de laborator controlate, vedeți că există o îndepărtare a acestor regiuni ale genomului, de parcă ar fi aruncat pistoalele deoparte pentru a face o alergare. Complexitatea în toată gloria sa poate fi un răspuns la o lume proteică unde se confruntă cu un flux de parametri imprevizibili. În schimb, într-un regim de mediu static, s-ar putea imagina evoluția unui replicator ideal și ideal, înghițind încet restul pomului vieții. Până când se schimbă condițiile care stau la baza și perfecțiunea se transformă în maladaptare.

Referință: Koskiniemi S, Sun S, Berg OG, Andersson DI (2012) Pierderea genetică determinată de selecție în bacterii. PLoS Genet 8 (6): e1002787. doi: 10.1371 / journal.pgen.1002787

Image credit: Paul Harrison


Articole Interesante

Pentru a distrage pradatorii, un vierme de mare spune "Bombe Away!"

Pentru a distrage pradatorii, un vierme de mare spune "Bombe Away!"

În adâncimile Oceanului Pacific, au fost descoperite mai multe specii de vierme care nu au mai fost văzute vreodată, care au un mecanism remarcabil de apărare. Luați, de exemplu, noua specie Swima bombiviridis . La mii de metri sub mare, un vierme mic scormonește prin întuneric, cu zecile de fire în formă de cuțite care se mișcă într-o frumoasă coordonare. Dintr-o data,

Cel mai profund și mai întunecat loc de pe Pământ este Eerily Noisy

Cel mai profund și mai întunecat loc de pe Pământ este Eerily Noisy

Dacă sunteți în căutarea unor liniște și liniște, cu siguranță nu ați găsit-o la fundul oceanului. Oamenii de stiinta de la NOAA au lansat inregistrari audio preluate din Mariana Trench, cea mai adanca parte a oceanului. Chiar și aici, sunetele oamenilor, animalelor și chiar pământului însuși ecou în întuneric. Cercetatorii au s

Viața și moartea lui Comet ISON

Viața și moartea lui Comet ISON

Roen Kelly / Descoperă Un sfarsit sfarsit Ca orice cometa mare, C / 2012 S1 - mai bine cunoscuta lumii ca Comet ISON - moare. Ați putea spune că povestea demisiei sale a început acum 14 luni, când doi observatori de lângă Kislovodsk, Rusia, au dat peste un obiect dim, fuzzy, în timp ce aceștia au scanat cerul în apropierea constelațiilor Cancer și Gemini. Fuzzul ăla

Apa pe Lună ...?  Da.  E real.

Apa pe Lună ...? Da. E real.

Ieri, am pus un post despre posibilitatea apariției apei pe Lună. Am citit acum lucrările științifice de la cercetătorii înșiși și se pare că acest lucru este real. Deci, da. Apă pe lună . Wow. Această imagine prezintă o regiune tipică pe Lună, unde nava spațiale din Chandrayaan-1 a găsit apă și moleculă componentă, hidroxil: Sfânta Haleakala. Acolo se petrece mult

Oamenii de stiinta au analizat orgasmele din cele 50 de cele mai vizionate videoclipuri ale PornHub.  Iată ce au găsit.

Oamenii de stiinta au analizat orgasmele din cele 50 de cele mai vizionate videoclipuri ale PornHub. Iată ce au găsit.

Probabil că nu este o surpriză pentru cineva că vizionarea pornografiei poate oferi așteptări nerealiste despre ceea ce genul este într-adevăr. Dar cât de obosită este această reprezentare? Acești oameni de știință eroici au luat-o pe sine pentru a afla. Pentru a face acest lucru, ei au urmarit primele 50 de videoclipuri cele mai vizionate pe PornHub si au inregistrat frecventa orgasmului masculin si feminin, orgasmul indus de acte sexuale (si daca orgasmele care induce orgasmul feminin au inclus o anumita forma de stimulare clitorala) "Au constatat că 78% din bărbați, dar numai 18, 3% din

Fizica de pescuit cu zbura

Fizica de pescuit cu zbura

iStockphoto Joan Wulff se ocupă de o tijă de pescuit cu grație și putere explozivă. În 1960, ea a stabilit înregistrarea neoficială a femeilor pentru turnarea la distanță - un uimitor 161 de picioare. Acum, cea mai mare femeie de pescuit la vârsta de 81 de ani, Wulff nu și-a pierdut atingerea. Stând pe m