Evolutionary trajectories are contingent on mitonuclear interactions
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Critical mitochondrial functions, including cellular respiration, rely on frequently interacting components expressed from both the mitochondrial and nuclear genomes. The fitness of eukaryotic organisms depends on a tight collaboration between both genomes. In the face of an elevated rate of evolution in the mitochondrial genome, current models predict that maintenance of mitonuclear compatibility relies on compensatory evolution of the nuclear genome. Mitonuclear interactions would therefore exert an influence on evolutionary trajectories. One prediction from this model is that the same nuclear genomes but evolving with different mitochondrial haplotypes would follow distinct molecular paths towards higher fitness peaks. To test this prediction, we submitted 1344 populations derived from seven mitonuclear genotypes of Saccharomyces cerevisiae to more than 300 generations of experimental evolution in conditions that either select for a mitochondrial function, or that do not strictly require respiration for survival. Performing high-throughput phenotyping and whole-genome sequencing on independently evolved individuals isolated from endpoint populations, we identified numerous examples of gene-level evolutionary convergence among populations with the same mitonuclear background. Phenotypic and genotypic data on strains derived from this evolution experiment identify the nuclear genome and the environment as the main determinants of evolutionary divergence, but also show a modulating role for the mitochondrial genome exerted both directly and via interactions with the two other components. We finally recapitulated a subset of prominent loss-of-function alleles in the ancestral backgrounds and confirmed a generalized pattern of mitonuclear-specific and highly epistatic fitness effects. Together, these results demonstrate how mitonuclear interactions can dictate evolutionary divergence of populations with identical starting nuclear genotypes.
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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 | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».