Um teste experimental da probabilidade de extinção de novos variantes genéticos


Segundo a genética populacional clássica, a probabilidade de fixação de mutações benéficas é igual a duas vezes o valor de fitness dessas mutações.

Este resultado, derivado inicialmente por Haldane e mais tarde generalizado por Kimura, baseia-se no princípio de que enquanto os novos alelos forem raros, as alterações da sua frequência são governadas por deriva genética. Isto faz com que, mesmo no caso de alelos selecionados positivamente, o resultado mais provável é que sejam removidos da população. Esta ideia, que atribui à accão da deriva genética uma grande importância no destino das novas mutações, apesar de aparentemente simples, nunca foi testada experimentalmente.

O nematode Caenorhabditis elegans é um sistema modelo clássico na área da genética evolutiva.

Neste trabalho utilizaram-se duas linhas isogénicas do nemátodo Caenorhabditis elegans com genótipos diferentes para confirmar que, mesmo quando uma das linhas tem um fitness superior, a probabilidade de extinção diminui com o número de individuos introduzidos numa população de indíviduos da outra linha.

Para este efeito, realizaram-se experiências de invasão replicadas em grande número, em que o destino dos genótipos invasores (de fitness superior) foi seguido durante 5 gerações.

Tal como esperado, a probabilidade de extinção era dependente do número de indivíduos introduzidos. Foi possível ainda verificar que quando se revertia a experiência e se utilizava a linha de fitness inferior como invasora, a probabilidade de extinção era superior.

Surpreendentemente, apesar destes resultados confirmarem as expectativas clássicas, foi possível demonstrar a presença de selecção dependente de frequência, de forma a que o fitness relativo das linas competidoras dependia da sua frequência. Este tipo de selecção provoca um desfasamento entre a probabilidade de extinção de novos mutantes e a sua probabilidade de fixação.

Se se verificar que este género de fenómenos é prevalente nas populações, então muitos dos modelos e os resultados relacionados com a estimação de taxas evolutivas deverão ser reavaliados.

Este trabalho foi desenvolvido por:

Ivo M. Chelo, Judit Nédli, Isabel Gordo, Henrique Teotónio (Instituto Gulbenkian de Ciência)

Este trabalho foi financiado por:

Human Frontiers Science Program (RGP0045/2010)

European Research Council (stERC/2009-243285)

Para mais informações:

Chelo, I. M. et al. An experimental test on the probability of extinction of new genetic variantsNat. Commun. 4:2417 doi: 10.1038/ncomms3417 (2013).

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