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細胞:インタラクトームの複雑さの非適応的起源

Nature 474, 7352 doi: 10.1038/nature09992

原核生物、単一細胞真核生物、多細胞真核生物の境界では、有効個体群サイズが数桁減少するとともに、無作為な遺伝的浮動と突然変異の影響が同時に増大する。結果として起こる自然選択の効果の減少のみで、ゲノムレベルで非適応的な影響がさまざまな特性に及ぶのには十分なようである。残る重大な疑問は、無作為な遺伝的浮動の強度の違いが、細胞レベル、細胞以下のレベルで系統的多様性にいったいどの程度の影響力を持つかという問題である。実際に影響力があるとすれば、個体群サイズが、長期的な表現型の進化の基盤となる機構経路の決定要因になる可能性があると考えなくてはならないだろう。今回我々は、遺伝的浮動の強度とタンパク質サブユニットの構造の完全性との間に、系統発生的に幅広い逆相関関係があることを明らかにする。このことから、サイズの小さい個体群では、軽度に有害な変異の蓄積によって、重要な遺伝子の機能を安定化するタンパク質–タンパク質相互作用に対して二次的選択が誘発されるという仮説が導かれる。このようにして、系統発生的多様性が生じるのに不可欠なタンパク質の複雑な構造と相互作用は、初めは非適応的機構によって生じるのかもしれない。

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