從蛋白質相互作用網(wǎng)絡到滅絕事件的進化研究.pdf

1、分子進化是生命科學中最富挑戰(zhàn)性的研究領域之一。隨著基因組序列和蛋白質相互作用(PPI)實驗數(shù)據(jù)的迅速增長，使人們可以更清晰地認識分子層次的蛋白質共進化關系。本文對蛋白質相互作用網(wǎng)絡(PIN)網(wǎng)絡上的共進化效應，尤其足共進化效應與蛋白質網(wǎng)絡結構之間的關系進行了研究。我們發(fā)現(xiàn)隨著蛋白質相互作用距離的增加，它們的共進化關系迅速衰減。這一現(xiàn)象說明蛋白質之間的共進化關系是一種短程效應，在網(wǎng)絡中對蛋白質的遺傳擾動會很快被吸收。此外，結果顯示具有較強

2、共進化關系的蛋白質相互作用傾向于聚集成內部連接緊密的網(wǎng)絡模塊，而網(wǎng)絡模塊之間存在相互作用的蛋白質則顯示出較弱的共進化關系。蛋白質共進化關系和蛋白質網(wǎng)絡拓撲結構的形成關系密切。對MIPS蛋白復合物的研究顯示，蛋白質復合物內部比外部的共進化關系更為顯著，復合物/模塊很可能足進化歷史上的共進化核心單位。本文的研究結果將對蛋白質相互作用網(wǎng)絡的演化以及剛絡模塊的形成研究具有推進作用。作為分子共進化研究的延伸，本文同時研究并討論了不同選擇機制對進化

3、的影響。我們注意到一種普遍存在的滅絕事件，其發(fā)生時會對種群中適應度(fitness)最優(yōu)的個體及其遺傳家族進行負選擇，實際上是種與“優(yōu)勝劣汰”原理相反的選擇機制。我們建立了數(shù)字基因組模型，并使用經(jīng)典遺傳算法對虛擬種群的進化過程進行了模擬。結果顯示滅絕事件會顯著加速進化過程。其原因是滅絕事件能幫助種群脫離適應度地圖(fitness landsccape)上的局部最優(yōu)(local maxima)。與此同時，滅絕事件可以增加種群遺傳多樣性?；?/p>