Evolvability potrebbe essere una forza trainante nella resistenza ai farmaci

Giugno 16, 2016 Admin Salute 0 0
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HOUSTON, 9 Agosto 2004 - Non solo si è evoluta la vita, ma la vita si è evoluta ad evolversi.

Questa è la conclusione tratta da due scienziati della Rice University che hanno progettato una simulazione al computer per verificare l'idea che la capacità di evolvere - la probabilità di mutazione genetica - è un tratto che può a sua volta essere favorita o sfavorita attraverso il processo di selezione naturale.

I risultati dello studio appaiono nel 10 agosto questione del Proceedings of National Academy of Sciences.




I ricercatori Michael Deem, il John W. Cox Professore di Bioingegneria e professore di fisica e astronomia, e David Earl, post-dottorato ricercatore di Deem, trasse le conclusioni da una simulazione al computer sofisticato che ha registrato quanto e quanto rapidamente proteine ​​mutate in base esterna cambiamenti nel loro ambiente. Come i ricercatori dilagato la frequenza e la gravità dei cambiamenti ambientali - immaginare rapidi spostamenti fra ondate di calore e ondate di freddo o di forti piogge e siccità - hanno visto un aumento della probabilità di sopravvivenza tra proteine ​​che mutato più frequentemente.

"Concorso per la possibilità di evoluzione potrebbe contribuire a spiegare un numero crescente di risultati sperimentali, tra cui l'evoluzione della resistenza ai farmaci nei batteri, il fatto che alcune cellule del sistema immunitario mutano molto più rapidamente rispetto alle altre cellule del nostro corpo, così come il motivo per cui alcuni batteri e di ordine superiore organismi hanno la tendenza a trasporre o scambiare relativamente lunghe sequenze di DNA ", ha detto Deem.

Tradizionalmente, un numero significativo di biologi evoluzionisti hanno scontato l'idea che la capacità di evolvere è soggetta a selezione naturale, in parte perché l'idea che l'evoluzione agisce sul meccanismo che provoca l'evoluzione sembra violare il principio scientifico di base che un evento non può precedere la propria causa.

Ma Deem e Earl sostengono che le violazioni causali non devono verificarsi. Per prima cosa, ci sono molti modi diversi che si verificano mutazioni genetiche. Cambiamenti casuali lungo la catena del DNA sono ora intendono solo modo che gli organismi si evolvono. Le mutazioni si verificano anche basati sulla ricombinazione genetica, la trasposizione genetica e trasferimento genico orizzontale. Con questi meccanismi, relativamente grandi blocchi di codice genetico sono mescolate o intercambiabili fra di loro lungo la catena del DNA.

Ritengono centri argomento Earls sull'idea che la capacità di riordinare i geni o di causare cambiamenti genetici su larga scala sono essi stessi tratti genetici, tratti che sono oggetto di selezione, come tutti gli altri.

Il risultato di questo è che molte osservazioni entro biologia evolutiva che sono state finora considerate casualità evolutiva o incidenti, possono infatti essere spiegato dalla selezione per possibilità di evoluzione.

Due esempi principali di questo si possono trovare nella "corsa agli armamenti" escalation che è stato documentato tra gli agenti patogeni e il sistema immunitario nelle persone e di altri vertebrati di ordine superiore. Deem e Earl sostengono che ampie variazioni tra i batteri e altri antigeni ha messo pressione selettiva sui nostri sistemi immunitari di adattarsi rapidamente i metodi di identificazione e di attaccare gli invasori. Osservazioni simili sulla rapida mutevolezza tra i virus influenzali e altri agenti patogeni invasori forniscono ulteriori elementi di prova, hanno detto.

"L'implicazione è che i farmaci che abbiamo sviluppato per combattere gli agenti patogeni invasori anche conferiscono pressione selettiva sulla possibilità di evoluzione dei patogeni stessi", ha detto Earl. "In progettazione di farmaci, è importante considerare questo e cercare modi per ridurre o contrastare questa forza trainante per resistenza di droga."

La ricerca è sostenuta dal National Institutes of Health.

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