Backward evolution from gene network dynamics
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Gene expression is controlled by regulator genes that together with effector genes form gene regulatory networks. How mutation in the genes comprising gene regulatory networks influences cell population dynamics has not been adequately investigated. In this study, we develop mathematical models to study how a mutation in a regulator gene that reaches the effector gene with a time delay affects short-term and long-term population growth. Using theory and experiment, we find a paradoxical outcome of evolution where a mutation in a regulator gene leads to an interaction between gene regulatory network and population dynamics, causing in certain cases a permanent decrease in population fitness in a constant environment. Significance Statement The properties of a cell are largely the products of its proteins, synthesized at rates depending on the regulation of protein coding genes. Single-cell measurements show that genetically identical cells can differ radically in their protein levels, partially due to the random production and degradation of proteins. It is currently unknown how mutants arise and spread in populations affected by such biological variability. We use computer simulations and evolution experiments to study how a mutant spreads in a population that carries a synthetic drug resistance gene network. Our results show for the first time a paradoxical outcome of evolution, where an initially beneficial mutation can interact with gene regulatory network dynamics and cause a permanent decrease in population fitness in the same environment.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».