罕见事件采样分析揭示了遗传密码的适应性景观
摘要：遗传密码学是指一个规则，将64个密码子映射为20个氨基酸。几乎所有生物（除极少例外）都共享相同的遗传密码，即标准遗传密码（SGC）。尽管在进化过程中为何存在和维持这种普遍遗传密码仍不清楚，但它可能在选择压力下被保留下来。通过比较SGC和数值生成的假设性随机遗传密码的理论研究表明，SGC在避免翻译错误方面经历了强烈的选择压力。然而，由于计算时间的限制，这些先前的研究仅在可能的密码空间的一个很小子空间中寻找随机遗传密码，因此遗传密码的进化方式及其适应度景观的特征仍不清楚。通过应用多规范舍选蒙特卡洛方法，我们有效地从更广泛的随机遗传密码集合中高效地取样了随机密码，推测只有$10^{20}$个随机密码中有一个比SGC更为稳健。这个估计比先前的估计值（一百万分之一）要小得多。我们还对具有四个主要适应性高峰的遗传密码的适应度景观进行了表征，其中一个高峰包括SGC。此外，遗传算法分析表明，在这种多高峰适应度景观下的进化可能会以一个狭窄的高峰为主导，在进化路径中具有依赖关系。
作者：Yuji Omachi, Nen Saito, and Chikara Furusawa
论文ID：2210.09666
分类：Populations and Evolution
分类简称：q-bio.PE
提交时间：2023-05-10