Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

FP7

Realistic codon mode Wynik w skrócie

Project ID: 293878
Źródło dofinansowania: FP7-PEOPLE
Kraj: Izrael

Molekularne spojrzenie na ewolucję

Zmiany w kodzie DNA są podstawą zmian ewolucyjnych. Uczestnicy europejskiego badania szukają małych zmian DNA, które nie powodują zmian w białkach, lecz mimo to są w jakiś sposób istotne w procesie selekcji.
Molekularne spojrzenie na ewolucję
Kodon to podstawowa jednostka kodująca pojedynczy aminokwas i zawierająca trzy nukleotydy. Tak zwana synonimiczna lub cicha substytucja w tej jednostce nie wpływa na kodowany aminokwas. Substytucja niesynonimiczna skutkuje za to zmianą aminokwasu i w związku z tym powinna być bardziej istotna z ewolucyjnego punktu widzenia.

Zespół projektu REALISTIC CODON MODE (Biologically-motivated probabilistic evolutionary models and their use for genomic analyses) pracował nad stworzeniem modelu ewolucyjnego. Celem zespołu było obalenie powszechnie przyjętego założenia, że tempo substytucji synonimicznej jest jednakowe we wszystkich miejscach sekwencjonowania.

Przy użyciu opracowanego modelu badacze mogą określić skutki selekcji na poziomie nukleotydowym. Oczekuje się, że połączenie biologii ewolucyjnej i genomiki pozwoli poszerzyć wiedzę o przystosowaniach gatunków w skali pojedynczych molekuł.

W pierwszej części projektu badacze zakończyli tworzenie ewolucyjnego modelu kodonu. Użycie modelu wykazało powszechną zmienność częstotliwości występowania zasad w substytucji zasad w DNA/RNA kodujących sekwencji u kręgowców. Jest to najprawdopodobniej wynikiem różnego stopnia selekcji na poziomie nukleotydowym.

Badacze z zespołu projektowego udoskonalili model kodonu i opracowali model mieszany, który identyfikuje obszary powiązane z analizowaną cechą. Na podstawie symulacji zbadali dokładność nowego modelu i odkryli, że dokładność wzrasta wraz z ilością dostępnych danych (np. dotyczących rozmiaru drzewa).

Model zastosowano do ewolucji genomu ludzkiego wirusa niedoboru odporności typu 1. Badacze stworzyli zwalidowane narzędzie do przewidywania funkcjonalnych regionów w materiale DNA zagnieżdżonych w regionach kodujących białka. Co więcej, analiza zachowawczych mutacji synonimicznych Ks potwierdziła, że istnieją regiony DNA, które nie mają przewidzianej funkcji, lecz podlegają presji selekcyjnej. Doświadczenia z zakresu mutagenezy jednego z tych regionów genu pol nie wykazały wyraźnego wpływu na replikację wirusa.

W czasie trwania projektu REALISTIC CODON MODE 12 studentów studiów inżynierskich, pięcioro studentów studiów magisterskich i troje studentów studiów doktoranckich zdobyło doświadczenie w tej dziedzinie. Wyniki powiązanych badań prowadzonych na uniwersytecie w Tel Awiwie, w których wykorzystano te modele ewolucyjne oparte na prawdopodobieństwie, przedstawiono na kilku konferencjach międzynarodowych.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Ewolucja, selekcja, kodon, substytucja, adaptacja gatunku, model ewolucyjny oparty na prawdopodobieństwie
Numer rekordu: 175025 / Ostatnia aktualizacja: 2016-07-05
Dziedzina: Biologia, Medycyna