Эволюция не так случайна, как принято считать

Эволюцию генома можно предсказать, исходя из ее предыдущей истории.

Новая работа ноттингемских исследователей продемонстрировала, что эволюция не так непредсказуема, как было принято считать ранее. Это открытие позволит ученым изучить, а затем и направлять развитие генома для решения реальных проблем.

Давнее убеждение о случайном развитии эволюции поставлено под сомнение. Оказалось, что эволюционная траектория генома зависит от его предыдущей эволюционной истории, а не от многочисленных внешних факторов и исторических случайностей.

Был проведен анализ пангенома – полного набора генов внутри данного вида. Изучены данные двух с половиной тысяч полных геномов единственного вида бактерий. Потратив несколько сотен тысяч часов на компьютерную обработку, использовав машинное обучение, имеющее название «Случайный лес», исследователи создали семейства генов для каждого отдельного гена каждого генома. Так был получен материал для сравнения геномов. После идентификации установлены закономерности присутствия или отсутствия этих семейств в зависимости от присутствия других.

Оказалось, что некоторые генные семейства никогда не обнаруживались в геноме, когда там уже было найдено другое семейство генов. Встречались ситуации, когда некоторые гены существенно зависели от наличия другого семейства генов. Иными словами, в геноме возникала невидимая экосистема, в которой гены или сотрудничают, или конфликтуют друг с другом. Такие взаимодействия делают эволюцию предсказуемой и дают ученым инструмент для прогнозов и затем для управления эволюционным процессом.

Авторы революционного исследования считают, что они могут приступить к исследованию того, какие, например, гены поддерживают устойчивость к антибиотикам, начать разрабатывать новые лекарства и вакцины.

Источник: phys.org