Эволюция не так случайна, как считалось — ученые

Еволюція не така непередбачувана, як вважалося раніше. Це може дозволити вченим дослідити, які гени можуть бути корисними для вирішення нагальних проблем, таких як стійкість до антибіотиків чи хвороб.

Про це свідчить нове дослідження учених з Ноттінгемського університету (Велика Британія), повідомляє видання EurekAlert.

Дослідження … кидає виклик давньому переконанню про непередбачуваність еволюції і показує, що на еволюційну траєкторію геному може впливати його еволюційна історія, а не визначатися численними факторами та історичними випадковостями, — вказано у статті.

У межах дослідження учені провели аналіз пангеному — повного набору генів певного виду.

Учені, використавши підхід машинного навчання, відомий як «випадковий ліс» (котрий полягає у побудові численних «дерев» прийняття рішень під час тренування моделі), а також набір даних з 2,5 тис. повних геномів одного виду бактерій, провели кілька сотень тисяч годин комп’ютерної обробки:

• після введення даних у свій високопродуктивний комп’ютер, команда спочатку створила «сім'ї генів» з кожного гена кожного геному. Таким чином вони змогли порівняти подібні геноми між собою;
• після того, як «сім'ї» були ідентифіковані, команда проаналізувала закономірність того, як ці «сім'ї» були присутні в одних геномах і відсутні в інших.

Ми виявили, що деякі сімейства генів ніколи не з’являлися в геномі, коли там вже були присутні інші сімейства генів, а в інших випадках деякі гени дуже сильно залежали від присутності інших сімейств генів, — наголошують дослідники.

По суті, відкриття учених свідчить про наявність невидимої «екосистеми», де гени можуть співпрацювати або конфліктувати один з одним.

Ці взаємодії між генами роблять деякі аспекти еволюції дещо передбачуваними, і, крім того, тепер у нас є інструмент, який дозволяє нам робити ці прогнози, — наголошують дослідники.

За словами учених, це відкриття, зокрема, може прокласти шлях для синтезу нових видів генетичних конструкцій, котрі можуть бути використані для розробки нових ліків або вакцин.

Завдяки цій роботі ми можемо почати досліджувати, які гени «підтримують», наприклад, ген стійкості до антибіотиків. Таким чином, якщо ми намагаємося усунути стійкість до антибіотиків, ми можемо впливати не лише на основний ген, але й на гени, що його підтримують, — наголошують дослідники.

Джерело: EurekAlert