Lineage specific reductions in genome size in salamanders are associated with increased rates of mutation
据报道，在具有大基因组的脊椎动物中，特别是蝾螈和肺鱼，遗传多样性水平非常低[1-3]。杂合性反映了种群的遗传多样性，解释杂合性的差异是复杂的，因为同种种群之间的杂合性水平差异很大，并与许多不同的生理和人口统计学变量，如身体大小和有效种群大小相关。在这里，我们回到蝾螈的遗传变异的问题，并报告在五个不同的蝾螈家庭的进化速度和基因组大小之间的关系。我们发现，蝾螈作为一个群体，进化的速度非常低。进化速度与软骨鱼类的进化速度一样低，软骨鱼类是迄今为止脊椎动物中进化速度最慢的鱼类[4]。我们还发现，与生活史无关，基因组最小（14 pg）的蝾螈进化速度比基因组最大（>50 pg）的蝾螈快两到三倍。占进化的持续时间后，我们得出结论，最近进化的物种有相应的较小的基因组相比，较老的类群和随之而来的较高的突变率和进化。
2013-09-03 q-bio.GN q-bio.PE
Evolution of genome size in asexual populations
基因组的大小已经进化到变化很大，从类病毒的250个碱基到变形虫的6700亿个碱基。基因组大小的这种显著变化是各种进化因素之间复杂相互作用的结果，如点突变率、群体大小、插入和缺失以及可能对某些分类谱系特异的基因组编辑机制。虽然比较基因组学分析已经揭示了这些不同进化因素之间的一些关系，但我们仍然不知道是什么驱动了基因组大小的进化。具体来说，目前还不清楚原始突变过程中的碱基替换，插入和删除影响无性生物体的基因组大小的演变。在这里，我们使用数字进化通过实时跟踪基因组编辑及其适应性效应来研究基因组大小进化。与经验数据一致，我们发现，在无性群体中，突变率与基因组大小呈负相关。我们发现，在低的点突变率，插入是显着更有益的比删除，驱动基因组扩增和收购的表型复杂性。相反，在高突变率下经历的高突变负荷抑制基因组生长，迫使基因组压缩遗传信息。我们的分析表明，突变率和基因组大小之间的反比关系是进化表型创新和限制突变负荷之间权衡的结果。
2015-11-17 q-bio.PE
The effect of interference on the CD8+ T cell escape rates in HIV
在早期HIV感染中，病毒群体逃避多种CD8+细胞反应。逃逸突变出现得越晚，它的生长速度就越慢。e.逃逸率较低。这种模式可能表明CD 8+细胞反应的强度正在减弱，或者后来的病毒逃逸突变体会带来更大的适应性成本。在本文中，我们调查的模式，降低逃逸率也可能是由于不同逃逸株之间的遗传干扰。为此，我们开发了一个数学多表位模型的HIV动力学，其中包括随机效应，重组和突变。我们使用累积连锁不平衡措施来量化干扰量。我们发现，在两个位点系统中，几乎同步的、同样强烈的免疫反应增强了遗传干扰的产生。这种效应，加上密集间隔的采样时间在感染开始时，导致连续逃逸率估计值下降，即使在等位基因之间没有选择差异。这些预测得到了一名艾滋病毒感染者的实验数据的支持。因此，干扰可以解释为什么后来的逃逸速度较慢。孤立地考虑逃逸突变，忽略它们的遗传连锁，掩盖了潜在的单倍型动力学，并可能影响对CD8+细胞施加的选择压力的估计。在出现多个逃逸突变的系统中，应通过测量不同逃逸突变之间的联系来评估干扰动力学的发生。
2014-09-27 q-bio.PE
Analysis of a Stochastic Predator-Prey Model with Applications to Intrahost HIV Genetic Diversity
在感染过程中，HIV会受到免疫系统T细胞的强烈选择。最近的实验工作表明，MHC逃逸突变形成了HIV避免这种选择的重要途径。本文研究了一个MHC逃逸突变模型。该模型是一个捕食者-被捕食者模型，有两个被捕食者，由两个HIV变体组成，一个捕食者，免疫系统CD 8细胞。我们假设一种HIV变体对CD 8细胞可见，另一种则不可见。该模型采用随机微分方程系统的形式。受HIV宿主内生命周期短的已知结果的启发，我们假设HIV群体动态发生在比CD 8群体动态更快的时间尺度上。这种时间尺度的分离允许我们使用渐近方法来分析我们的模型。使用这个模型，我们研究了MHC逃逸突变对宿主内HIV群体的群体动态和遗传进化的影响。从人口动力学的角度来看，我们表明，可见和不可见的艾滋病毒变种之间的竞争可以达到稳定的状态，其中存在一个单一的变种或在其中共存发生取决于参数制度。我们表明，在某些参数制度的系统的最终状态是随机的。从遗传学的角度来看，我们研究了逃逸突变发生后，对HIV样本谱系的人口动态的影响。我们发现，血统经过严重的瓶颈，血统分布的特点是由一个金曼聚结。
2009-08-31 math.DS math.PR q-bio.PE
Loss and Recovery of Genetic Diversity in Adapting Populations of HIV
艾滋病毒耐药性的演变是通过固定特定的、众所周知的耐药性突变而发生的，但对潜在的群体遗传过程还没有很好的了解。通过分析患者内纵向序列数据，我们进行了四项观察，揭示了潜在的过程，并使我们能够推断出患者体内病毒群体的短期有效种群大小。我们的第一个观察结果是，耐药性的演变通常是通过一次固定一个耐药性突变而发生的，而不是同时发生几个变化。其次，我们发现，这些固定事件伴随着减少遗传多样性〈动〉性<动>在周围的区域固定耐药突变，由于搭便车效应。第三，我们观察到耐药突变的固定涉及硬选择性扫描和软选择性扫描。在硬扫描中，单个病毒颗粒中出现抗性突变，当它在病毒群体中传播时，驱动所有相关突变，这极大地减少了遗传多样性〈动〉<动>。另一方面，在软扫描中，抗性突变在不同的遗传背景上多次发生，并且多样性的减少很弱。使用硬扫描和软扫描的发生频率，我们估计HIV的有效种群大小为1.5 * 10 ^5（95%置信区间为0.8 * 10 ^5，4.8 * 10 ^5）。这个数字远低于实际感染细胞的数量，但远大于以前基于同义多样性的种群规模估计。我们提出了几个解释所观察到的差异。最后，我们的第四个观察结果是，非同义位点的遗传多样性〈动〉<动>在18个月内恢复到固定前的值，而同义位点的多样性在这段时间后仍然受到抑制。
2013-11-14 q-bio.PE
The response of amino acid frequencies to directional mutation pressure in mitochondrial genome sequences is related to the physical properties of the amino acids and to the structure of the genetic code
线粒体DNA中A、C、G和T的频率因物种而异，这是由于碱基之间的突变率不相等。在四倍简并位点的碱基频率直接响应突变压力。在第一和第二位置，选择降低了频率变化的程度。使用一个简单的进化模型，我们表明，第一位置的网站是较少的选择比第二位置的网站，因此，在第一位置的碱基的频率是更敏感的突变压力比那些在第二位置。我们定义了氨基酸之间的相似性度量，该相似性度量是8个测量的物理性质的函数。我们为每个氨基酸定义了一个邻近度，这是一个氨基酸和所有其他氨基酸之间的平均相似性，这些氨基酸可以通过遗传密码中的单点突变来获得。我们还定义了每个氨基酸的响应性，其测量氨基酸频率由于作用于碱基频率的突变压力而变化的速度。反应性和邻近性之间存在强相关性，并且这两个量也与从mtREV置换率矩阵估计的氨基酸的突变性相关。我们还考虑了链之间和链上基因之间碱基频率的变化。这些趋势与基因组间变异分析所预期的模式一致
2005-09-27 q-bio.GN q-bio.PE
Drake's Rule as a Consequence of Approaching Channel Capacity
突变如何在基因组中积累是分子进化理论的中心问题，然而我们对这一过程的理解还远远没有完成。德雷克法则是从微生物到哺乳动物的基因组的众所周知的普遍性质-在一个门内，每代每个基因组的（功能性）突变的数量近似恒定，尽管基因组大小和不同种群特性存在数量级差异。到目前为止，对这种现象还没有简明的解释。遗传信息存储的一个正式模型表明，任何物种的基因组都在其最大信息存储容量附近运行，并且突变率接近其上限，这为该规则提供了一个简单的解释。
2014-02-28 q-bio.GN q-bio.PE
Why are diploid genomes widespread and dominant mutations rare?
我们已经使用了性Penna老化模型来表明显性和隐性之间的关系可能是优化基因组大小的一种力量。虽然受损等位基因与其功能对应物互补的可能性（隐性）导致遗传信息的冗余，但缺陷基因的显性效应往往会减少实现相同功能的等位基因的数量。利用基因组中显性基因座的分数，可以获得基因组的二倍体状态最佳的条件。如果每个个体的显性或隐性突变位的状态随机地和很少地改变，那么经过很长一段时间后，在有性Penna模型中建立了许多隐性和少数显性基因座的稳定平衡。如果所有个体的显性基因座分布都发生相同的变化，这种效应就消失了。
2006-06-23 q-bio.PE
Standing genetic variation and the evolution of drug resistance in HIV
耐药性仍然是艾滋病毒治疗的一个主要问题。耐药性可能是由于治疗开始前存在的突变或由于治疗期间发生的突变而发生的。这两个来源的相对重要性是未知的。我们研究了三种不同的情况下，艾滋病毒耐药性可能演变：开始三联药物治疗，治疗与单剂量的奈韦拉平和中断治疗。对于这三种情况下的每一个良好的数据可从文献中，这使我们能够估计的概率，从常设遗传变异的电阻演变。根据治疗的不同，我们发现由于遗传变异导致的耐药性演变的概率在0到39%之间。对于开始三联疗法的患者，我们发现大约6%的患者的耐药性是由长期遗传变异引起的。我们使用人口动态和人口遗传模型来理解的意见，并估计重要的进化参数。我们发现，治疗前病毒的有效种群大小和治疗期间抗性突变体的适应性是决定抗性从长期遗传变异演变的概率的关键参数。重要的是，临床数据表明，这两个参数都可以通过所使用的治疗类型来操纵。
2011-11-26 q-bio.GN q-bio.PE
Establishment and stability of the latent HIV-1 DNA reservoir
HIV-1感染目前无法治愈，因为尽管多年的抑制性抗逆转录病毒治疗（ART），病毒仍作为整合的前病毒DNA存在于长寿细胞中。为了表征病毒DNA储库的建立、周转和进化，我们对来自10名患者的3-18年抑制性ART后获得的样本中HIV-1基因组的p17 gag区域进行了深度测序。对于这些患者中的每一个，ART开始前HIV-1 RNA群体的全基因组深度测序数据可从跨越5-8年未治疗感染的6-12个纵向血浆样本中获得。这使得在ART过程中前病毒DNA的动力学和起源的详细分析成为可能。由于G-至-A超突变，14%（范围0-42%）的p17 gag DNA序列的中值明显缺陷。其余的序列非常相似，以前观察到的RNA序列，并没有表现出多年的抑制性ART进化的证据。大多数序列从DNA水库非常相似的病毒在血浆中活跃复制（RNA序列）开始前不久的ART。结果不支持持续的HIV-1复制作为一种机制，以维持HIV-1水库在抑制治疗。相反，数据表明，只要患者未经治疗，病毒DNA变异就会发生逆转，而抑制性ART会阻止这种逆转。
2016-05-24 q-bio.PE
During chronic infection, HIV-1 engages in a rapid coevolutionary arms race with the host's adaptive immune system. While it is clear that HIV exerts strong selection on the adaptive immune system, the characteristics of the somatic evolution that shape the immune response are still unknown. Traditional population genetics methods fail to distinguish chronic immune response from healthy repertoire evolution. Here, we infer the evolutionary modes of B-cell repertoires and identify complex dynamics with a constant production of better B-cell receptor mutants that compete, maintaining large clona…
2020-07-25 q-bio.PE
Response to No gene-specific optimization of mutation rate in Escherichia coli
在《分子生物学进化》杂志上发表的一封信中，Chen和Zhang认为，我们最近报道的大肠杆菌基因组突变率的变化[3]不能在进化上优化。为了支持这一主张，他们首先试图计算局部降低突变率的选择优势，并得出结论，它不足以受到选择的青睐。其次，他们分析了野生型E. coli K12 MG 1655菌株和来自修复缺陷菌株的1，346个突变，并声称发现转录和突变率之间的正相关，而不是我们报道的负相关。我们在此回应这一沟通。简单地说，我们解释了长期存在的突变修饰等位基因理论如何通过作用于基因组足够大区域的机制支持基因组内局部突变率的进化，这与我们最初的观察结果一致[3，4]。然后，我们解释了为什么必须谨慎行使时，从修复缺陷菌株的突变，野生型菌株的数据进行比较，因为不同的突变过程占主导地位，这些条件。最后，对张和陈使用的数据进行重新分析，发现他们的结论是不可靠的。
2013-05-08 q-bio.GN q-bio.PE
Inferring HIV escape rates from multi-locus genotype data
细胞毒性T淋巴细胞（CTL）识别由病毒感染细胞表面上的主要组织相容性复合体（MHC）分子展示的病毒蛋白片段，并产生可以杀死感染细胞的抗病毒应答。因此，其蛋白片段不能有效地呈递在感染细胞上或其片段被呈递但不被CTL识别的病毒变体具有竞争优势并在群体中迅速传播。我们提出了一种方法，允许一个更强大的估计这些逃逸率从连续采样的序列数据。所提出的方法占多个逃逸之间的竞争明确建模逃逸突变和罕见的多个突变体的随机效应的积累。将我们的方法应用于连续采样的HIV序列数据，我们估计HIV逃逸率比以前报道的要大得多。该方法可以扩展到需要补偿突变的复杂逃逸。我们希望我们的方法适用于其他情况下，如癌症演变的时间序列数据也是可用的。
2013-08-06 q-bio.PE
Genome-wide Scan of Archaic Hominin Introgressions in Eurasians Reveals Complex Admixture History
在现代人类中检测到尼安德特人和丹尼索瓦人的基因渗入。其他古人类的基因渗入也有牵连，然而，鉴定哪一种构成了巨大的技术挑战。在这里，我们介绍了一种方法，在确定渗入从所有可能的古人类在欧亚大陆的基因组，而不涉及古人类序列。我们专注于古人类与现代人类分化后出现的突变（表示为古特异性突变），并确定了渗入片段，这些片段显示古特异性突变在基因组的其余部分显着富集。此外，使用动态规划方法将整个基因组划分为包含不同水平的古特异性突变的片段，从而确定渗入的边界。我们发现，检测到的基因渗入与阿尔泰尼安德特人共享的古特异性突变比与丹尼索瓦人共享的多，60.3%的古人类基因渗入来自尼安德特人。此外，我们从两个未知的古人类中检测到更多的基因渗入，他们在大约859和346.4万年前与现代人类分离。后一种未知的古人类对现代人和尼安德特人的共同祖先的基因组做出了贡献。总的来说，古人类基因渗入占欧亚基因组的2.4%。上述结果表明，在人类之间有一个复杂的混合历史。所提出的方法也可以促进跨物种的混合研究。
2014-04-30 q-bio.PE
Longitudinal Antigenic Sequences and Sites from Intra-Host Evolution (LASSIE) Identifies Immune-Selected HIV Variants
随着时间的推移收集的样本的宿主内基因测序提供了病毒如何逃避宿主免疫力的动态视图。免疫驱动的突变可能通过选择适应于产生受试者内表位多样性的免疫逃逸循环的抗体来刺激中和宽度。免疫逃逸突变的全面鉴定在实验和计算上都具有挑战性。利用现有技术，可以容易地获得比可以测试结合和中和的病毒序列多得多的病毒序列，使得向下选择是必要的。通常，这是通过挑选代表系统发育树上不同时间点和分支的变体来手动完成的。这样的策略可能会错过许多相关的突变和突变的组合，并且对于其他突变是多余的。宿主内进化的纵向抗原序列和位点（LASSIE）使用传播的创始人损失来识别假定免疫选择下的病毒“热点”，并选择代表选定位点中复发突变的序列。LASSIE倾向于最早出现突变的序列。利用良好表征的纵向Env序列，我们证实了选定的位点集中在抗体接触中，并且选定的序列代表了不同的抗原表型。实际应用包括在受试者内的选择性压力下快速鉴定免疫靶标，选择用于表征演变抗体应答的免疫学测定的最小试剂组，以及用于多价“鸡尾酒”疫苗中的免疫原。
2015-08-04 q-bio.PE q-bio.QM
Spin models inferred from patient data faithfully describe HIV fitness landscapes and enable rational vaccine design
疫苗诱导的免疫应答的突变逃逸已经阻碍了针对AIDS的成功疫苗的开发，AIDS的病原体是HIV，一种高度可变的病毒。了解病毒的适应性作为其蛋白质组序列的函数可以使有效疫苗的合理设计成为可能，因为该信息可以将疫苗诱导的免疫应答集中于病毒的靶向突变脆弱性。自旋模型已被提出作为一种手段来推断从患者衍生的病毒蛋白质序列的HIV蛋白质的内在适应度景观。这些序列是由患者特异性免疫反应驱动的非平衡病毒进化的产物，并且受到系统发育限制。这样的序列数据如何允许推断内在适应度景观？我们结合了计算机模拟和费曼变分理论，表明在大多数情况下，从患者来源的病毒序列推断的自旋模型反映了突变病毒株适应性的正确等级顺序。我们的发现与多种病毒有关。
2013-06-09 physics.bio-ph q-bio.PE
Recombination rate and selection strength in HIV intra-patient evolution
HIV在慢性感染阶段的演化动力学是由宿主免疫反应和通过药物治疗施加的选择性压力驱动的。为了定量地理解和模拟艾滋病毒的进化，需要知道控制遗传多样性和选择强度的参数。虽然突变率可以在单个复制循环中测量，但相关的有效重组率取决于细胞与一种以上病毒共感染的概率，并且只能从群体数据推断。然而，大多数群体遗传估计的重组率假设没有选择，因此有限的适用性，艾滋病毒，因为积极的和纯化的选择是重要的艾滋病毒的进化。在这里，我们估计的重组率和选择系数的分布从时间分辨的序列数据跟踪单个患者内的HIV的演变。通过研究种群遗传组成的时间变化，我们估计有效的重组为r=1.4e-5重组每站点和一代。此外，我们提供的证据表明，至少有15%的观察到的非同义多态性的选择系数超过0.8%，每一代。这些结果为更详细地了解艾滋病毒的演变提供了基础。一个特别有趣的例子是对药物治疗的反应，其中重组可以促进快速获得多种耐药突变。有了这里开发的方法，更精确和更详细的研究将是可能的，一旦有更高的时间分辨率和更大的样本量的数据。
2009-12-13 q-bio.PE
New outcomes in mutation rates analysis
GC含量在不同的基因组区域和物种中变化很大，但尽管有许多假设，我们仍然不知道原因。在这里，我们表明，存在的关系与突变率，特别是我们注意到一个新的复发的氨基酸编码表。此外，我们分析重组频率考虑到单核苷酸多态性沙漏分布。
2013-07-21 q-bio.GN q-bio.PE
Whole-genome modeling accurately predicts quantitative traits in plants
了解基因组变异与数量性状（如生理、产量、适应性或行为）表型变异之间的关系，将为预测适应性进化和育种方案提供重要的见解。一个特别的问题是，影响数量表型的遗传变异通常是一个或两个大效应突变的结果，还是多个小效应突变的结果。在本文中，我们探讨了这个问题，利用野生模式豆科植物蒺藜苜蓿。我们表明，表型，如定量抗病性，可以很好地预测使用全基因组模式的混合物，从它遵循的是，必须有许多小的影响突变。我们的研究结果证明了我们的新的“全基因组建模”的潜力-WhoGEM-方法和实验验证，第一次，无穷小模型作为一种机制，在植物中的数量表型适应。这种见解可以加速育种和生物医学研究计划。
2015-11-08 q-bio.PE
A Mutagenetic Tree Hidden Markov Model for Longitudinal Clonal HIV Sequence Data
RNA病毒提供了可测量进化种群的突出例子。在艾滋病毒感染中，抗药性的发展特别令人感兴趣，因为准确预测这一演变过程的结果是合理设计抗逆转录病毒治疗方案的先决条件。我们提出了一个突变树隐马尔可夫模型的纵向克隆序列数据的分析。利用来自临床试验的HIV突变数据，我们估计了与逆转录酶抑制剂依法韦仑耐药相关的7个氨基酸变化的发生顺序和发生率。
2006-03-27 math.ST q-bio.PE stat.TH
The Hypercube of Life: How Protein Stability Imposes Limits on Organism Complexity and Speed of Molecular Evolution
经典的群体遗传学先验地将适合度分配给等位基因，而不考虑这些等位基因编码的蛋白质的分子或功能特性。在这里，我们研究种群动力学在一个模型中，健身可以推断出从蛋白质的物理性质下的生理假设，任何蛋白质的稳定性损失编码的一个必需基因赋予一个致命的表型。在含有γ基因的生物体中突变的积累可以表示为在具有吸收边界的γ维超立方体内的扩散，在每个维度上，吸收边界由蛋白质稳定性的损失确定，在更高的稳定性下，吸收边界由蛋白质序列的缺乏确定。求解扩散方程，其参数来自蛋白质点突变的数据，我们确定了一个普遍的蛋白质稳定性分布，与现有的数据。该理论提供了突变率、最大基因组大小和蛋白质对点突变的热力学响应之间的基本关系。它通过预测当嗜温生物每次复制基因组每个重要部分的突变率超过约6个突变时，以及嗜热生物每次复制每个基因组超过1至2个突变时，种群就会灭绝（通过致命突变），从而建立了分子进化速率的通用速度限制。此外，我们的研究结果表明，在没有纠错的情况下，现代RNA病毒和原始基因组必然非常短。几种RNA病毒的功能接近进化速度极限，而DNA病毒和具有不同基因组长度和突变率的非突变细菌菌株所使用的纠错机制使这些生物体普遍低于自然速度极限约1000倍。
2007-05-28 q-bio.BM q-bio.PE
Exploiting the mathematical curiosity of intransitive dice, we present a simple theoretical model for co-evolution that captures scales ranging from the genome of the individual to the system-wide emergence of species diversity. We study a set of evolving agents that interact competitively in a closed system, in which both the dynamics of mutations and competitive advantage emerge directly from interpreting a genome as the sides of a die. The model demonstrates sympatric speciation where new species evolve from existing ones while in contact with the entire ecosystem. Allowing free mutations b…
2022-12-01 physics.bio-ph q-bio.PE
Developmental constraints on vertebrate genome evolution
胚胎发育中的限制被认为会使某些变化不太可能发生，而另一些变化则更可能发生，这取决于它们对个体发育的影响。在这里，我们的特点作用于脊椎动物基因组进化的约束。我们使用了来自两种脊椎动物的基因表达数据：斑马鱼，使用跨越14个发育阶段的微阵列实验，和小鼠，使用26个发育阶段的EST计数。我们发现，在这两个物种中，在发育早期表达的基因（1）具有更显著的敲除或突变效应，（2）相对于晚期表达的基因，在全基因组复制后更有可能恢复为单拷贝。这支持了对脊椎动物发育早期阶段的高度限制，使它们对创新（基因获得或基因丢失）的开放程度较低。结果对不同来源的数据-来自微阵列、EST或原位杂交的基因表达;以及来自定向KO、转基因插入、点突变或吗啉代的突变体具有稳健性。我们确定这些约束的模式，这不同于用于描述脊椎动物形态保护的模型（“沙漏”模型）。虽然形态学的限制达到最大的中期发展（“典型”阶段），基因组的限制出现在一个单调的方式随着发育时间的推移减少。
2012-03-06 q-bio.GN q-bio.PE
Discovering functional DNA elements using population genomic information: A proof of concept using human mtDNA
在人类基因组中识别出完整的功能元件对包括医学、分子生物学和进化在内的多个生物学研究领域来说将是一笔意外之财。当寻找疾病或适应性表型的遗传基础时，对功能的完整了解将有助于对基因座进行优先排序。由于破坏功能的突变不受自然选择的青睐，纯化选择在功能元件中留下了可检测的信号;因此，通过使用远亲物种的基因组比较，这种信号已经被利用。然而，基因组的功能互补随着时间的推移和血统之间的广泛变化，因此，目前的纯化选择行为的证据是必不可少的。由于通过自然选择去除有害突变也会减少功能基因座内的种内遗传多样性〈动〉<动>，因此密集的群体遗传数据有可能揭示目前具有功能的基因组元件。在这里，我们使用16，411个人类线粒体基因组来评估这种方法的潜力。我们发现，在这个数据集中的多态性的高密度精确地描绘区域经历净化选择。此外，我们发现，在一个网站上的分离等位基因的数量是强烈相关的，其跨物种的分歧后，占已知的人类mtDNA突变的偏见。这两个指标在许多位点上以非常精细的尺度相互跟踪-这种相关性纯粹是自然选择的结果。我们的研究结果表明，遗传变异有可能准确地揭示基因组中哪些核苷酸目前正在执行重要功能，并且在突变时可能具有有害的适应性效应。随着更完整的基因组被测序，在人类核基因组中也可能实现类似的揭示纯化选择的能力。
2014-02-07 q-bio.GN q-bio.PE
Random walk in genome space : A key ingredient of intermittent dynamics of community assembly on evolutionary time scales
使用基于个体的多物种模型研究了群落组装。该模型具有随机种群动力学，种群发生突变、迁移和灭绝。突变体的出现是留居种突变的结果，而移栖种与留居种没有相关性。它被发现，社区组装与突变的动力学是完全不同的迁移的情况下。与突变模型相反，突变模型表现出准稳态的间歇性动态，被社区的突然重组打断，迁移模型表现出社区的平稳和逐步更新。因此，代替突变模型中发现的$1/f$多样性波动，$1/f^2$，在迁移模型中观察到类似随机游走的波动。此外，一个特征的物种寿命分布被发现：一个权力的法律，是切断了一个“倾斜”的分布在长寿命制度。后者有一个较长的尾巴比一个简单的指数函数，这表明一个年龄依赖的物种死亡率函数。由于这一特征轮廓在化石数据和其他几个数学模型中都已被观察到，我们得出结论，这是宏观进化的一个普遍特征。
2010-05-16 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
The role of APOBEC3-induced mutations in the differential evolution of monkeypox virus
UCLA（加州大学洛杉矶分校）
研究通过改进的GTR模型分析发现，猴痘病毒新采样基因组中的SNPs可能由APOBEC3编辑引起，而非遗传漂变。
2023-08-07 cond-mat.stat-mech q-bio.GN q-bio.PE
While Neutral Theory famously describes the number of discrete genetic differences in populations, we consider the number of genetic backgrounds under which such differences are observed - setting limits to the generalizability of their effects. This allow us to determine which population structures and diversity rates have maximal effect generalization across (1) environmental and (2) genetic variation, and to demonstrate that they correspond asymptotically to those of populations under (1) natural selection and (2) drift. At the same time, these results suggest distinct limits to the predict…
2023-03-19 q-bio.PE
DNA Replication Timing, Genome Stability and Non-adaptive Radiation
本文结合DNA复制时序相关突变规律与木村资生的非适应性辐射理论，探究DNA复制时序、修复因子对哺乳动物核型多样性与物种丰富度关联的作用。
2025-11-15 q-bio.PE
Human Genome Variation and the concept of Genotype Networks
基因型网络是系统生物学中用于研究具有相同表型的一组基因型的“创新性”的方法。在过去，它们已被应用于确定遗传异质性和突变的稳定性，如代谢网络和RNA折叠系统。最近，它们成为重新调和进化论中的中立派和选择派的基础。在这里，我们将基因型网络的概念应用于群体遗传学数据的研究，并将其应用于1000个基因组数据集。我们使用由单核苷酸变异体（SNV）的短单倍型组成的网络，并将表型定义为人类群体中单倍型的存在或不存在。我们使用合并模拟来确定1000个基因组数据集中的样本数量是否足够大，以代表真实种群的遗传变异。其结果是对与遗传异质性和突变稳定性相关的特性如何沿人类基因组分布的扫描。我们发现，参与获得性免疫的基因，如一些HLA和MHC基因，往往具有最多的异质性和连接网络;我们还发现，编码区和非编码区的网络之间存在很小但显著的差异，这表明编码区的基因型多样性更丰富，对突变更稳定。总之，这里提出的工作可能构成应用基因型网络研究基因组变异的起点，因为下一代数据的更大数据集将变得可用。
2013-12-19 q-bio.PE
Reconstructing subclonal composition and evolution from whole genome sequencing of tumors
University of Toronto（多伦多大学）；Ontario Institute for Cancer Research（安大略癌症研究所）
肿瘤通常含有由不同的体细胞突变定义的多个癌细胞亚群。我们描述了一种新的方法，PhyloWGS，可以应用于WGS数据从一个或多个肿瘤样本重建这些亚群的完整基因型的基础上变异等位基因频率（VAF）的点突变和结构变异的人口频率。我们介绍了一个原则性的VAF基因座的拷贝数改变的影响，我们表明，这种校正大大提高了亚克隆重建相比，现有的方法。
2015-01-06 cs.LG q-bio.PE stat.ML
A simple stochastic model to describe the evolution over time of core genome SNP GC content in prokaryotes
生物体中的基因组由核苷酸腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）组成。所有原核生物的基因组都由双链DNA组成，其中一条链的A和G（嘌呤）分别与另一条链的T和C（嘧啶）结合。因此，一条链上A的数量几乎等于另一条链上T的数量，一条链的G和另一条链的C也是如此。在全球范围内，这种关系被形式化为Chargaff的第一奇偶性规则;其strandwise等价物是Chargaff的第二奇偶性规则。因此，任何双链DNA基因组的GC含量可以表示为%GC=100%-%AT。原核生物GC含量的变化在分类群之间可以是实质性的，但在微生物基因组内通常是小的。已发现这种变化与生育和环境因素有关。由于基因组内的新单核苷酸多态性（SNP）至少部分与环境有关，SNP GC含量可以被认为是生物体环境影响，生活方式和生育力的复合测量。我们提出了一个数学模型，该模型描述了在高斯白噪声干扰下，微生物基因组中SNP GC含量如何随时间演变为AT->GC和GC->AT突变率的函数。该模型表明，在非重组细菌中，突变首先会在不知不觉中积累，然后突然波动失控。因此，突变率的微小变化可能突然变得不可持续，如果没有足够早地抵消，最终会导致物种灭绝。这个模型，这是特别适合于共生原核生物，符合穆勒的棘轮预测的情况下，并可能表明，这并不总是一个渐进的，退化的过程。
2019-08-24 q-bio.PE
Mitochondrial Genomes of Domestic Animals Need Scrutiny
8种常见家畜（牛、狗、山羊、马、猪、绵羊、牦牛和鸡）及其近缘野生祖先或亲属的线粒体DNA（mtDNA）序列已在GenBank中保存了1000多条。然而，很少有人对序列数据的质量进行评估，这严重影响了最初的结论。在此，我们进行了系统发育调查，这些完整或接近完整的mtDNA序列的基础上mtDNA单倍型类群树的8种动物。我们发现，14.5%（194/1342）的mtDNA序列中存在人工重组、突变过剩和幻影突变等错误，应予以谨慎对待。最后对今后家畜mtDNA研究提出了一些建议。
2014-07-16 q-bio.PE
HIV drug resistance: problems and perspectives
近年来，获得抗逆转录病毒综合治疗的情况有了很大改善。截至2011年底，中低收入国家有800多万艾滋病毒感染者正在接受抗逆转录病毒治疗。ART通常在抑制病毒和保持患者健康方面效果良好。然而，治疗只有在病毒对所用药物不产生耐药性的情况下才有效。在过去的几十年里，艾滋病毒治疗在减缓耐药性的演变方面变得越来越好，因此一些患者接受治疗多年而没有任何耐药性问题。然而，对于一些患者，特别是低收入国家的患者，耐药性仍然严重威胁着他们的健康。本文将回顾已知的传播和获得性耐药，多类耐药，耐新药物，耐药由于治疗预防母婴传播，少数变异（低频耐药突变）的作用，和由于暴露前预防的耐药。
2013-01-23 q-bio.PE
Decoding SARS-CoV-2 transmission, evolution and ramification on COVID-19 diagnosis, vaccine, and medicine
针对由严重急性呼吸综合征冠状病毒2型（SARS-CoV-2）引起的2019冠状病毒病（COVID-19）的诊断测试、预防疫苗和治疗药物的开发已经付出了巨大的努力。这一发展大部分基于2020年1月5日收集的参考基因组。基于截至2020年4月24日收集的6156个基因组样本的基因分型，我们报告了SARS-CoV-2有4459个惊人的突变，可以聚类为五种亚型。我们引入突变率和突变$h$ -指数来表征蛋白质的保守性，发现SARS-CoV-2的包膜蛋白、主要蛋白酶和核糖核酸内切酶蛋白相对保守，而核衣壳蛋白、刺突蛋白和木瓜蛋白酶样蛋白酶相对不保守。特别是，在过去的几个月里，核衣壳蛋白有一半以上的基因发生了变化，这对COVID-19诊断、疫苗和药物的持续发展产生了毁灭性的影响。
2020-04-29 q-bio.GN q-bio.PE
Two Major Paths of Gene-Duplicates Evolution
进化的基因组通过基因复制增加了它们的基因数量。为了避免无功能假基因的退化，任何基因复制都需要通过负选择（纯化）来保护，以避免不可避免的退化突变的固定。在目前的研究中，我们专注于新的副本在这种监督下的进化阶段。我们对几个基因组的分析表明，在大约10%的基因对中，选择在复制事件后很快就开始保护新的基因拷贝，而绝大多数（90%）额外的基因仍然是多余的，不被选择识别。这样的重复以中性方式积累所有突变（包括退化突变），实际上注定成为假基因。我们通过分析第二和第三密码子位置的突变揭示了这种“双流”进化模式，但不是通过常规使用的氨基酸替换（R）与沉默替换（S）的比率，即，“第二对第三”度量被证明比传统的“R对S”度量更能分辨中性进化的未来假基因与它们的功能对应物，负选择在大型基因组的基因数据库中，数百个未来的假基因被注释为功能基因，因为根据标准标准（甚至包括主动转录和翻译），它们看起来确实完整且有价值。显然，这些“拟假基因”过度遮蔽和模仿那些非常罕见的基因重复，并在正选择的驱动下增加了序列进化速率。
2004-10-20 q-bio.GN q-bio.PE
Selective pressures on genomes in molecular evolution
我们将大分子的进化描述为一个信息传递过程，并将香农信息论的工具应用于此，这使我们能够分离出三个独立的、相互竞争的选择压力，我们称之为压缩、传递和中性选择。前两个影响基因组长度：通过压缩代码来节省资源的压力，以及获取额外信息以改善通道的压力，增加信息传输到每个后代的速率。嘈杂的传播渠道（突变复制）产生了第三种压力，作用于信息的实际编码;它最大限度地提高了相对于表型中性的突变比例。这种中性选择对进化性的进化有重要的意义。我们在数字生物的实验中展示了每一种选择压力。
2003-01-15 cs.NE nlin.AO physics.bio-ph
Genome heterogeneity drives the evolution of species
构成复杂生物体的大部分DNA是非编码的，被定义为垃圾。即使是编码部分也是由不同的基因组成的，这些基因对表型的影响不同。因此，随机突变对样本适应性的影响强烈依赖于它发生的DNA区域。这种异质的组成应与进化过程联系起来。然而，方法仍然是未知的。在这里，我们研究一个最小的生态系统的进化模型，其中两个拮抗剂物种的生存斗争的格子。每个标本都有一个玩具基因组，编码其表型。由于随机突变对基因的影响（熵力）以及与环境和个体之间的相互作用（自然选择），种群的基因库会随着时间而变化。我们证明了每个基因在表型表现中的相关性是进化的关键特征。在存在统一的基因相关性的情况下，观察到突变的熔化。自然选择的作用使生态系统处于一种缓慢漂移的非平衡状态，降低了适应性，导致物种灭绝。相反，如果一个样本具有异质基因相关性，自然选择就会战胜熵力，物种就会进化，从而增加其适应性。我们最后表明，异质性与空间相关性是负责自发同域物种形成。
2019-12-03 physics.bio-ph q-bio.PE
Feature learning of virus genome evolution with the nucleotide skip-gram neural network
最近的研究表明，即使是最小的基因组，如病毒，通过复杂和随机的过程进化，独立等位基因的假设在大多数应用中是无效的。测序技术的进步产生了多个时间点的全基因组数据，这使得能够凭经验研究这些等位基因之间的潜在相互作用。为了研究这些相互作用，我们将等位基因表示为分布式向量，这些向量编码进化过程中与其他等位基因的关系，并将人工神经网络应用于时间采样的全基因组数据集进行特征学习。我们使用来自自然语言处理（NLP）的方法和算法来构建这个平台，我们将其称为核苷酸跳图神经网络。我们学习分布的等位基因的矢量使用的等位基因频率的变化埃可病毒11在消毒剂的存在或不存在的实验进化数据。使用新的开源软件TensorFlow进行训练的结果表明，可以使用主成分分析和层次聚类对学习的分布式向量进行聚类，以揭示结构蛋白VP1上出现的与消毒剂适应候选突变相关的非同义突变列表。此外，该方法可以通过将相互作用的程度设置为生物超参数来解释重组率，并且结果显示跨基因组的中程相互作用的最现实的情况与先前的研究最一致。
2017-10-27 q-bio.PE
Epistasis can lead to fragmented neutral spaces and contingency in evolution
在进化过程中，一次有害突变的影响有时可以通过第二次突变来补偿，第二次突变恢复了原始的表型。这种上位性相互作用对基因组空间的结构有影响，即编码相同表型的基因组网络可能不是由单一突变移动连接起来的。我们使用RNA序列折叠成二级结构作为模型基因型-表型图，并探索具有相同表型的基因型网络对应的中性空间。在大多数这些网络中，我们发现不可能通过单点突变将所有基因型相互连接起来。相反，具有$n$的表型结构的网络通常断裂成至少$2^n$中性组分，通常具有相似的大小。虽然相同网络的组成部分产生相同的表型，但它们在性质上表现出重要的变化，最引人注目的是它们的进化性和突变鲁棒性。这种异质性意味着进化过程中的偶然性。
2011-12-06 q-bio.PE
Non-Archimedean Replicator Dynamics and Eigen's Paradox
提出了一种新的非阿基米德演化动力学模型，其中基因组用p-adic数表示。在这个模型中，基因组具有可变的长度，不一定有界，与长度固定的经典模型相反。给定基因组浓度的时间演化由p-adic演化方程控制。该方程依赖于适应度函数f和突变测度Q。通过选择Gibbs型突变测度，并利用Maynard Smith Answer的p-adic形式，证明了阈值函数M_{c}（f，Q）的存在性，使得基因组的长期生存要求其长度增长快于M_{c}（f，Q）.这意味着如果基因组的复杂性以正确的速度增长，Eigen悖论就不会发生。二十多年前，Scheuring和Poole，Jeffares，Penny提出了一个假说来解释Eigen悖论。我们的数学模型表明，这种生物学假设是可行的，但它需要p-adic分析，而不是真正的分析。更确切地说，如果基因组的长度超过M_{c}（f，Q），就会发生普尔等人提出的达尔文-本征循环。
2018-10-02 q-bio.PE
Neutral Aggregation in Finite Length Genotype space
现代基因组测序技术的出现允许对达尔文进化论的中性假设进行更严格的测试，其中所有个体都具有相同的适应性。使用Wright和Fisher的基于个体的模型，我们计算基因组空间中中性聚集的幅度，即，在遗传（汉明）距离k处发现两个个体的概率，作为基因组大小L、群体大小N和每碱基突变概率ν的函数。在充分混合的群体中，我们发现，对于Nν \textless{} 1/L，中性聚集是占主导地位的力量，大多数个体被发现在短的遗传距离彼此。相反，对于Nν \textgreater{} 1，个体随机分散在基因组空间中。结果被扩展到地理上分散的人口，其中的控制参数被证明是突变和迁移概率的组合。我们发展的理论可以用来检验各种生态和进化系统中的中性假设。
2016-12-19 physics.bio-ph q-bio.PE
The site frequency spectrum of dispensable genes
群体内DNA序列的差异是推断个体间亲缘关系的基础。在经典的无限多位点模型中，可以基于位点频率谱估计突变率，所述位点频率谱由数字$C_1,...,C_{n-1}$组成，其中n是样本大小，$C_s$是在$s$基因组中观察到的位点突变（单核苷酸多态性，SNP）的数目。经典结果可用于将观察到的位点频率谱谱与其中性期望值$E[C_s]= θ_2/s$进行比较，其中$θ_2$是标度位点突变率。在本文中，我们将放宽无限多位点模型的假设，即所有个体只携带同源遗传物质。特别是，今天众所周知的是，细菌基因组具有获得和丢失基因的能力，因此每个基因组都是基因的马赛克，基因以随机的方式存在和缺失，从而产生了细菌基因组。虽然这种存在和不存在已经在中性进化下无限多个基因模型在以前的论文中建模，我们链接的存在和不存在的基因与每个基因内看到的位点突变的数量。在这项工作中，我们推导出一个公式的联合基因和位点频率谱的期望，表示$G_{k,s}$的突变位点的数量发生在完全$s$基因序列，而相应的基因是存在于完全$k$个人。我们发现，$θ_2$的标准估计的基因是有偏见的，位点频率谱的基因不同于经典的结果。
2014-07-09 math.PR q-bio.PE
Maximum likelihood evidence for Neandertal admixture in Eurasian populations from three genomes
虽然一直有很大的兴趣，估计分歧和混合物的基因组数据，它已被证明很难区分基因流后，分歧的替代历史，涉及在祖先的人口结构。由于缺乏正式的测试来区分这些场景，最近引发了关于尼安德特人和欧亚大陆现代人之间杂交的可能性的争议。我们推导出突变配置的概率在非重组序列块下的分歧与混合物和祖先结构的替代历史。将基因组分成短块使得在两种模型下计算参数的最大似然估计成为可能。我们将这种方法应用于三胞胎的人类尼安德特人基因组和量化的相对支持模型的长期人口结构的祖先非洲人口和混合物从尼安德特人到欧亚人口后，他们的扩张出非洲。我们的分析使我们-第一次-正式拒绝了祖先人口结构的历史，而是显示了强有力的支持，从尼安德特人到欧亚人口的混合率（3.4%-7.9%）比以前建议的更高。
2013-07-31 q-bio.GN q-bio.PE
Network Structure and Dynamics, and Emergence of Robustness by Stabilizing Selection in an Artificial Genome
遗传调控是发展的一个关键组成部分，但对遗传网络的结构和动态的清晰理解还没有到手。在这项工作中，我们在最初由Reil引入的人工基因组模型中研究了这些特性。我们分析了随机生成的基因组的统计特性的序列和网络水平上，并表明，该模型正确地预测基因组中的基因的频率在实验数据中发现。使用进化算法的基础上稳定选择的表型，我们表明，对单碱基突变的鲁棒性，以及对初始网络状态的随机变化，模仿环境条件下的随机波动，可以并行出现。进化的基因组在序列和网络水平上都表现出特征模式。
2008-04-30 cond-mat.dis-nn cs.NE q-bio.GN
We compute the allele frequencies of the alpha (B.1.1.7), beta (B.1.351) and delta (B.167.2) variants of SARS-CoV-2 from almost two million genome sequences on the GISAID repository. We find that the frequencies of a majority of the defining mutations in alpha rose towards the end of 2020 but drifted apart during spring 2021, a similar pattern being followed by delta during summer of 2021. For beta we find a more complex scenario with frequencies of some mutations rising and some remaining close to zero. Our results point to that what is generally reported as single variants is in fact a colle…
2021-09-07 q-bio.GN q-bio.PE stat.CO
Population genetics of neutral mutations in exponentially growing cancer cell populations
为了分析癌症基因组测序项目的数据，我们需要能够区分致病性或“驱动”突变和没有选择性影响的“乘客”突变。为此，我们证明了在癌症建模中广泛使用的指数增长的多类型分支过程中神经突变频率的结果。我们的研究结果产生一个简单的新的群体遗传学结果的网站频谱的样本从指数增长的人口。
2013-02-12 math.PR q-bio.PE
Interference limits resolution of selection pressures from linked neutral diversity
普遍的自然选择可以强烈地影响观察到的遗传变异模式，但当多个选择的变体在基因组的附近区域分离时，这些影响仍然知之甚少。经典的群体遗传学未能解释连锁突变之间的干扰，这种干扰随着选定多态性密度的增加而变得越来越严重。在这里，我们描述了一个简单的限制，出现干扰是常见的，其中个别突变的健身效果发挥相对较小的作用。相反，分子进化是由种群内适应性的差异决定的，定义在基因组的一个有效的无性片段（一个“连锁块”）上。我们利用这种不敏感性，在一个新的“粗粒度”的合并框架，它近似的影响，许多弱选择的突变与少量的强选择的突变具有相同的方差健身。这种近似产生的遗传多样性〈动〉性，不能概括为一个简单的减少有效种群大小的准确和有效的预测。然而，这些结果表明，从当代序列数据单独解决个人选择压力的能力，从根本上限制，因为广泛的参数产生几乎相同的模式的序列变异性。
2013-06-05 q-bio.PE
Viral evolution under the pressure of an adaptive immune system - optimal mutation rates for viral escape
基于最近的进化病毒与适应性免疫系统竞争的模型[1]，我们研究了病毒准种可以最大化其生长速率的条件。允许病毒茁壮成长的突变率范围从上到下由于基因组信息退化而受到限制，从下到上由于序列多样性不足而受到限制，这导致免疫系统快速消灭病毒。最佳地平衡这两个要求的突变率取决于病毒生长率的倒数与免疫系统需要对抗原产生特异性应答的时间的比率。我们发现，如果病毒在免疫系统适应新病毒表位所需的时间内恰好产生一个突变，则病毒是最有活力的。实验性病毒突变率，特别是HIV（人类免疫缺陷病毒），似乎表明许多病毒已经达到了最佳突变率。[1]C.Kamp和S. Bornholdt，Phys. Rev. Lett. 88，068104（2002）
2002-09-26 cond-mat.stat-mech q-bio.PE
Background: Structural Variations, SVs, in a genome can be linked to a disease or characteristic phenotype. The variations come in many types and it is a challenge, not only determining the variations accurately, but also conducting the downstream statistical and analytical procedure. Method: Structural variations, SVs, with size 1 base-pair to 1000s of base-pairs with their precise breakpoints and single-nucleotide polymorphisms, SNPs, were determined for members of a family. The genome was assembled using optimal metrics of ABySS and SOAPdenovo assembly tools using paired-end DNA sequence. R…
2021-02-24 cs.DC q-bio.GN q-bio.PE
No evidence that natural selection has been less effective at removing deleterious mutations in Europeans than in West Africans
非非洲人口在与西非人分离后经历了重大瓶颈，这导致了一种假设，即自然选择去除弱有害突变的效果可能在非非洲人中较低。为了直接验证这一假设，我们测量了不同人类中有害突变的每基因组积累。我们没有发现任何显著的差异，但发现古代丹尼索瓦人以比现代人更高的速度积累了非同义突变，这与现代人和古代人的分离时间较长一致。我们还重新审视了经验模式，这些模式被解释为非非洲人比西非人更有效地去除有害突变的证据，并表明它们不是由人口分离后的选择差异驱动的，而是由中性进化驱动的。
2014-02-20 q-bio.PE
Deleterious passengers in adapting populations
大多数新的突变都是有害的，最终会被自然选择所淘汰。但在适应性种群中，有益突变的快速扩增可能会阻碍基因组附近区域有害变异的去除，从而改变序列进化的模式。在这里，我们分析了适应过程中有益的“驱动”突变和相关的有害“乘客”之间的相互作用。我们推导出有害突变的替代率作为其健身成本的函数的解析表达式，以及由于乘客的遗传负荷的有益替代率的减少。我们发现，每个有害的突变的命运变化显着的速率和频谱的有益的突变，与非单调依赖于人口规模和适应率。通过量化这种依赖性，我们的研究结果使我们能够估计哪些有害的突变可能会被修复，以及在适应的进展显着减少之前必须出现多少这些突变。
2014-05-15 q-bio.PE
Gompertz mortality law and scaling behaviour of the Penna model
Penna模型是一种通过突变积累的进化老化模型，传统上生物体的时间和年龄被视为离散变量，生物体的基因组被视为二进制位串。我们重新制定无性Penna模型，并表明，一个普遍的规模不变性出现，因为我们增加了离散的基因组位的数量的限制的连续。由Almeida和Thomas在[Int.J.Mod.Phys.C，11，1209（2000）]中引入的连续模型可以在无限位的限制下从离散模型恢复，其中每位的突变率为零。最后，我们表明，规模不变的性质可能会导致无处不在的Gompertz定律的死亡率为早期年龄，这通常被认为是经验。
2005-11-29 q-bio.PE
The importance of understanding SARS-CoV-2 evolution cannot be overemphasized. Recent studies confirm that natural selection is the dominating mechanism of SARS-CoV-2 evolution, which favors mutations that strengthen viral infectivity. We demonstrate that vaccine-breakthrough or antibody-resistant mutations provide a new mechanism of viral evolution. Specifically, vaccine-resistant mutation Y449S in the spike (S) protein receptor-bonding domain (RBD), which occurred in co-mutation [Y449S, N501Y], has reduced infectivity compared to the original SARS-CoV-2 but can disrupt existing antibodies th…
2021-10-09 q-bio.PE
Host-Parasite Co-evolution and Optimal Mutation Rates for Semi-conservative Quasispecies
在本文中，我们扩展了宿主-寄生虫共同进化的模型，将宿主和寄生虫的DNA复制的半保守性。我们发现，最佳的突变率的半保守和保守的主机收敛到现实的基因组长度，从而保持了令人钦佩的理论和实验之间的协议之前发现的保守模型，并证明在某些情况下的保守近似。我们证明，虽然最佳的突变率的保守和半保守的寄生虫与给定的免疫系统的相互作用是类似的保守的寄生虫，远离这个最佳的属性显着不同。我们怀疑这种差异，再加上寄生虫在一系列可行宿主中优化生存的要求，可能有助于解释为什么已知半保守病毒的突变率明显低于保守病毒。
2004-01-20 cond-mat.soft q-bio.PE
