Мутагенез

[vit]

The existence of directed mutations and the current understanding of stress-induced mutations are subjects of fierce debates [8], [9], [18], [19].
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0111133
Существование направленных мутаций и современное понимание вызванных стрессом мутаций являются предметом ожесточенных споров [8], [9], [18], [19].

[vit]

Directed mutagenesis

Направленный мутагенез был вновь предложен в 1988 году [4] Джоном Кэрнсом, который изучал Escherichia coli, у которого отсутствовала способность метаболизировать лактозу. Он выращивал эти бактерии в среде, в которой лактоза была единственным источником энергии. При этом он обнаружил, что скорость, с которой бактерии развивают способность метаболизировать лактозу, была на много порядков выше, чем можно было бы ожидать, если бы мутации были действительно случайными. Это вдохновило его предположить, что произошедшие мутации были направлены на те гены, которые участвуют в утилизации лактозы. [5]

Позднее в поддержку этой гипотезы пришла Сьюзен Розенберг, затем из Университета Альберты, которая обнаружила, что фермент, участвующий в рекомбинационном восстановлении ДНК, recBCD, был необходим для направленного мутагенеза, наблюдаемого Кэрнсом и его коллегами в 1989 году. Гипотеза направленного мутагенеза была оспорена в 2002 году работа показала, что это явление было связано с общей гипермутабильностью, обусловленной амплификацией выбранного гена с последующим естественным отбором, и, таким образом, было стандартным дарвиновским процессом. [6] [7] Более поздние исследования 2007 года, однако, пришли к выводу, что амплификация не может объяснить адаптивную мутацию и что «мутанты, которые появляются в течение первых нескольких дней отбора лактозы, являются истинными ревертантами, которые возникают за один этап» [8].https://en.wikipedia.org/wiki/Directed_mutagenesis

[Alexeyy]

Я не думаю, что они казались такими малограмотными, что не поняли то, что обнаружили.

это не они обнаружили, а McClintock, в 50е годы, а про колей была статья в 82м.

Не понял: я об обнаруженном в статье  которая обсуждалась почти всю эту тему (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26833416/). Про то, что авторы этой статьи там и слова не сказали самонаправление эволюции в том, что обнаружили и описали в этой статье.

они не знали, что Вам это понадобиться

Нет... такое, по-моему, если знаешь - не пропустить, чтобы не отметить (имею в виду авторов обсуждаенмй статьи): утверждение то с привкусом сенсации... Такое, по-мему, не пропускают для того, чтобы заявить прямо ... Особенно на западе: это - и рейтинги и гранты ... и просто известнось ... Нет ... такое я не могу себе представить, чтобы авторы отказали бы себе в таком удовольствии... не может быть ...

[vit]

1995 Jul 21;269(5222):285-8.
doi: 10.1126/science.7618089.
"Adaptive mutation": the debate goes on
R E Lenski, P D Sniegowski

[vit]

 We take this to mean that there is a statistical and/or causal independence between the probability of occurrence of a mutation and its fitness in a given environment. ...

Мы понимаем, что это означает, что существует статистическая и / или причинная независимость между вероятностью возникновения мутации и ее пригодностью в данной среде.

(e.g. Sniegowski and Lenski, 1995, p. 553)

https://www.researchgate.net/publication/234150681_Mutation_and_Adaptation_The_Directed_Mutation_Controversy_in_Evolutionary_Perspective

[Alexeyy]

Эффект самонаправления мутаций - это, по-моему, ещё очень яркая вещь, чтобы, обнаружив его, учёные, написавшие эту статью, ни слова не сказали о нём. Я не думаю, что они казались такими малограмотными, что не поняли то, что обнаружили.

Статья, которая была по ссылке - это обзор ряда работ.

Вот статья конкретно о направленных адаптивных мутациях:
Transposon-Mediated Adaptive and Directed Mutations and Their Potential Evolutionary Benefits

О! ...
Но мне показалось очень странным, что в этой статье заявляется, что в ней впервые изложены факты по самонаправленным мутациям с помощью транспозона: "До недавнего времени не

рассматривалась возможность того, что транспозоны способны вызывать направленную мутацию. Наша работа, кратко изложенная ниже, предоставляет первый задокументированный пример направленной мутации, в которой механизм, ответственный за регуляцию скорости мутаций, в значительной степени выяснен [Zhang and Saier, 2009a, b]".
  Поскольку в упомянутой Вами более ранней статье (Чересиз С. В. и др. 2008) тоже говорится о таких фактах (самонаправления мутаций с помощью транспозонов).

П.С.: кому интересно, в прицепе – перевод статьи Гуглом.

[vit]

факты по самонаправленным мутациям

сейчас пользуются термином Adaptive mutation адаптивная мутация, т.е. не самонаправленна, а направленная средой обитания, самонаправленна это если коля захотела не мутировать цитоперон в среде с только цитратом и он не мутируется.

По СТЭ существует статистическая и / или причинная независимость между вероятностью возникновения мутации и ее пригодностью в данной среде.

А при адаптивной мутации  существует статистическая и / или причинная зависимость между вероятностью возникновения мутации и ее пригодностью в данной среде. Как в опытах Лански и мн. др..

[Alexeyy]

И ещё работа по адаптивным мутациям:

Induced Mutations in Yeast Cell Populations Adapting to an Unforeseen Challenge

Там по результатам исследования адаптивные мутации в гене GAL80 возникали при первых делениях параллельно в восьми из 192 колоний клеток.  При общем количестве зафиксированных мутаций менее чем одна на колонию.

фаворитом пока остается Хофвеген с к12, 46 цит+ в 46 опытах, первые мутанты в 12 делении

Но в "Induced Mutations in Yeast Cell Populations Adapting to an Unforeseen Challenge" адаптивные мутации могли возникать вобще после первого деленияя...

Кому интересно, прицепляю перевод статьи Гуглом.

[vit]

 можете, пож., основные моменты скопировать?

адаптивные мутации могли возникать вобще после первого деления

Многие исследователи отмечают этот феномен, но пока он не признается официозом.

[Игорь Антонов]

адаптивные мутации могли возникать вобще после первого деленияя...

Там ешё другое важно - что там, как  и в ряде других экспериментов, в ряде колоний адаптивная, наследуемая комплексная перестройка регуляции в клетках происходила вообще без мутаций. То есть, это аргумент, и весомый против, геномного детерминизма в отношении изменчивости, на котором зиждется СТЭ.

[vit]

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2001333

Environmental change drives accelerated adaptation through stimulated copy number variation

Изменение окружающей среды способствует ускоренной адаптации за счет стимулированного изменения числа копий

Мы показываем, что клетки дрожжей, подвергшиеся воздействию меди, стимулируют усиление числа копий гена устойчивости к меди CUP1, приводя к быстрому появлению адаптированных клонов, и что эта стимуляция зависит от высоко регулируемого ацетилирования лизина гистона H3 56. Стимулированное изменение числа копий (CNV ) работает на сайтах существовавших ранее вариаций числа копий, которые распространены в эукариотических геномах, и предоставляет клеткам замечательную и неожиданную способность изменять свой собственный геном в ответ на окружающую среду.

[vit]

происходила вообще без мутаций

экспрессия генов без мутации, мутацией не считается, как напр. включение лактозного оперона, а вот неоднократные вставки МЭ таких как ис3 в опытах Лански в нужное место и в нужное время, соответствует адаптивной  мутации

[Питер]

Там ешё другое важно - что там, как  и в ряде других экспериментов, в ряде колоний адаптивная, наследуемая комплексная перестройка регуляции в клетках происходила вообще без мутаций. То есть, это аргумент, и весомый против, геномного детерминизма в отношении изменчивости, на котором зиждется СТЭ.

О  да.  80% генома  при 5  ридах.

The analysis of the sequencing results was limited to adapted strains that had genome coverage greater than five reads per base in 80% or more of their nuclear genome.

[vit]

80% генома

in 80% or more

https://journals.plos.org/plosbiology/article?id=10.1371/journal.pbio.2001333
упоминается SSM как механизм амплификации при специфичном воздействии на промотор

[Alexeyy]

We take this to mean that there is a statistical and/or causal independence between the probability of occurrence of a mutation and its fitness in a given environment. ...

Мы понимаем, что это означает, что существует статистическая и / или причинная независимость между вероятностью возникновения мутации и ее пригодностью в данной среде.

(e.g. Sniegowski and Lenski, 1995, p. 553)

https://www.researchgate.net/publication/234150681_Mutation_and_Adaptation_The_Directed_Mutation_Controversy_in_Evolutionary_Perspective

Мне там очень понравилось во введении утверждение о том, что направленные мутации не противоречат дарвиновскому механизму эволюции путём естественного отбора между случайными вариациями (похоже, имеется в виду отбор между случайно ненаправленными вариациями):

"Аннотация
Центральный постулат эволюционной теории состоит в том, что мутация случайна в отношении ее адаптивных последствий для отдельных организмов; то есть производство вариации предшествует адаптации и не вызывает ее. Несколько недавних экспериментальных отчетов поставили под сомнение этот принцип, предположив, что бактерии (и дрожжи) «могут иметь механизмы для выбора, какие мутации произойдут» (6, с. 142). Явление неслучайной мутации, заявленное в этих экспериментах, изначально называлось «направленной мутацией», но за свою короткую и противоречивую историю претерпело несколько изменений в названии. Гипотеза направленной мутации не оправдала себя; многие примеры явно направленной мутации были отвергнуты в пользу более традиционных объяснений, и появилось несколько обзоров, ставящих под сомнение обоснованность направленной мутации (53, 54, 59-61, 79, 80). Тем не менее, направленная мутация недавно была реинкарнирована под сбивающим с толку ярлыком «адаптивная мутация» (5, 23, 24, 27, 35, 74). Здесь мы обсуждаем многие экспериментальные и концептуальные проблемы с направленной / адаптивной мутацией и утверждаем, что наиболее правдоподобные молекулярные модели, предложенные для объяснения «адаптивной мутации», полностью согласуются с современной дарвиновской концепцией адаптации путем естественного отбора к случайно возникающим вариациям. В заключительном разделе статьи мы обсуждаем важность информированного эволюционного подхода в изучении потенциального адаптивного значения мутационных явлений. Знания о молекулярных основах мутации быстро растут, но строгое понимание эволюции отстает. Мы отмечаем, что приписывание адаптивного значения мутационным явлениям (например, «адаптивная мутация») сопряжено с некоторыми из тех же трудностей, что и приписывание адаптивного значения свойствам целых организмов (29). Мы рассматриваем некоторые примеры мутационных явлений вместе с возможными адаптивными и неадаптивными объяснениями." (статья качается п ссылке: https://www.semanticscholar.org/paper/Mutation-and-Adaptation%3A-The-Directed-Mutation-in-Sniegowski-Lenski/ca9168e8c2f08bcc12e75a3163a7f86f31eb1cb1 ).