Американский научный журнал Proceedings of the National Academy of Sciences опубликовал статью ведущего научного сотрудника Института перспективных исследований Севастопольского госуниверситета Михаила Шейнмана о моделировании эволюции бактерий. Об этом сообщает пресс-служба СевГУ.
«С помощью не очень сложного математический трюка можно связать модель эволюции и эмпирические данные изучения бактерий, чтобы проверить, правильно ли мы понимаем, как эволюционируют бактерии», — рассказал Шейнман.
По его словам, несмотря на то, что геномы десятков тысяч штаммов бактерий уже прочитаны, применить математическую модель к их эволюции было сложно из-за того, что эволюция этих микроорганизмов отличается от эволюции геномов многоклеточных.
«Главное отличие состоит в том, что бактерии постоянно обмениваются генами с помощью так называемого горизонтального переноса. Мы передаем гены только потомкам, родственникам не можем, а бактерии постоянно делают это. Например, гены устойчивости к антибиотикам: бактерии могут друг другу «рассказать», как с ними бороться», — пояснил Шейнман.
Кроме того, разные гены бактерий мутируют с разной скоростью. Например, кишечная палочка и сальмонелла разошлись около 100 млн лет назад, но за это время одни гены накопили больше мутаций, а другие меньше.
«Молекулярные часы», где каждая мутация — это «тик», у одних идут быстрее, а у других медленнее. Поэтому, сравнивая геномы бактерий, мы видим мешанину из разных кусков, имеющих разную эволюционную историю. Получается, что геном — это сложносоставленная мозаика. Как узнать, где кончается один кусок и начинается другой? Бактерии об этом не «расскажут».
Однако с помощью этого нового метода можно сравнить статистические свойства геномов и сравнить с тем, что предсказывает модель, попутно подогнав параметры модели. Таким образом стало возможным напрямую по бактериальным геномам оценить время расхождения бактериальных видов и оценить насколько часто они обмениваются генами после расхождения», — отметил Михаил Шейнман.
