Molecular adaptation in Rubisco: Discriminating between convergent evolution and positive selection using mechanistic and classical codon models
Notice bibliographique
Résumé
Rubisco (Ribulose-1, 5-biphosphate carboxylase/oxygenase) is the most important enzyme on earth, catalyzing the first step of photosynthetic CO2 fixation. So, without it, there would be no storing of the sun's energy in plants. Molecular adaptation of Rubisco to C4 photosynthetic pathway has attracted a lot of attention. C4 plants, which comprise less than 5% of land plants, have evolved more efficient photosynthesis compared to C3 plants. Interestingly, a large number of independent transitions from C3 to C4 phenotype have occurred. Each time, the Rubisco enzyme has been subject to similar changes in selective pressure, thus providing an excellent model for convergent evolution at the molecular level. Molecular adaptation is often identified with positive selection and is typically characterized by an elevated ratio of non-synonymous to synonymous substitution rate (dN/dS). However, convergent adaptation is expected to leave a different molecular signature, taking the form of repeated transitions toward identical or similar amino acids. Here, we used a previously introduced codon-based differential-selection model to detect and quantify consistent patterns of convergent adaptation in Rubisco in eudicots. We further contrasted our results with those obtained by classical codon models based on the estimation of dN/dS. We found that the two classes of models tend to select distinct, although overlapping, sets of positions. This discrepancy in the results illustrates the conceptual difference between these models while emphasizing the need to better discriminate between qualitatively different selective regimes, by using a broader class of codon models than those currently considered in molecular evolutionary studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».