Gene duplication and subsequent diversification strongly affect phenotypic evolvability and robustness.
Gene duplication and subsequent diversification strongly affect phenotypic evolvability and robustness.
复制标题
基因复制和随后的多样化强烈影响表型进化和鲁棒性。
DOI：
10.1098/rsos.201636
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发表时间：
2021-06-23
影响因子：
3.5
通讯作者：
Ahnert SE
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jouffrey V;Leonard AS;Ahnert SE
我们研究了非确定性和基因复制对基因型-表型（GP）图结构的影响，通过引入一个非确定性版本的Polyomino自组装模型。该模型以前已被用于各种背景下，模拟蛋白质四级结构的组装和进化。首先，我们展示了当前确定性范式的局限性，这种范式导致了基因型水平上的可进化性和鲁棒性之间的内在反相关性。我们开发了一套指标来衡量GP地图的结构特性在一个非确定性的设置，并使用它们来评估基因重复和随后的多样化的影响。我们的广义版本的进化性和鲁棒性表现出正相关的基因型的子集。这种正相关性是唯一可能的，因为非确定性的表型可以有助于鲁棒性和可进化性。其次，我们表明，重复增加的鲁棒性，并减少最初的可进化性，但随后的多样化，重复使具有更强的，相反的效果，大大增加可进化性和降低鲁棒性相对于其原始值。
We study the effects of non-determinism and gene duplication on the structure of genotype–phenotype (GP) maps by introducing a non-deterministic version of the Polyomino self-assembly model. This model has previously been used in a variety of contexts to model the assembly and evolution of protein quaternary structure. Firstly, we show the limit of the current deterministic paradigm which leads to built-in anti-correlation between evolvability and robustness at the genotypic level. We develop a set of metrics to measure structural properties of GP maps in a non-deterministic setting and use them to evaluate the effects of gene duplication and subsequent diversification. Our generalized versions of evolvability and robustness exhibit positive correlation for a subset of genotypes. This positive correlation is only possible because non-deterministic phenotypes can contribute to both robustness and evolvability. Secondly, we show that duplication increases robustness and reduces evolvability initially, but that the subsequent diversification that duplication enables has a stronger, inverse effect, greatly increasing evolvability and reducing robustness relative to their original values.
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影响因子：
64.8
作者：
通讯作者：
--
DOI：
10.1098/rspb.1994.0040
发表时间：
1994-03-22
影响因子：
4.7
作者：
SCHUSTER, P;FONTANA, W;HOFACKER, IL
通讯作者：
HOFACKER, IL
影响因子：
4.3
作者：
Leonard, Alexander S.;Ahnert, Sebastian E.
通讯作者：
Ahnert, Sebastian E.
影响因子：
3.3
作者：
Rajon, Etienne;Masel, Joanna
通讯作者：
Masel, Joanna
遗传鲁棒性对数字生物体可发展性的影响。
影响因子：
3.4
作者：
Elena, Santiago F.;Sanjuan, Rafael
通讯作者：
Sanjuan, Rafael