Fyodor A. Kondrashov

Эпистаз в молекулярной
эволюции
Evolutionary Genomics Lab
Centre for Genomic Regulation Barcelona,
Spain
Fyodor A. Kondrashov

x
Ideal World Breeding
x
Real World Breeding

giraffe elephant
Common ancestor
AT CG
AG
CT

Микро- и макроэволюция
микроэволюция
Накопление многих
аллельных замещений
марколеволюция
MDGHTSKLRG
MD HT K RG
MDSHTVKFRG
следствие
Сложная, стокастическая
наука со сложной
разработанной теорией
Наблюдения и обобщения,
практически без теории,
которые базируются на основах
микроэволюции
Проверка гипотезы

Wright’s Fitness Landscape
Wright, S 1931

Non-epistatic fitness landscape

Основное направление исследованиях
нашей лаборатории:
“Раз английский язык был достаточным для Исуса
Христа, то его будет достаточно для детей Техаса”
Губернатор штата Техас в при обсуждении
обязательного двуязычного образования в школах
штата:

U
A
G
A
U
U
G
A
A
GCCA
GUU
G
A
U U A
G G G U
G
C
U
U
A
G
C
U
G U U
A
A
C
U
A
A
GU
G
U
U
U
G U G G G
U U
U
A
A
GU
CCCAU
U
G
G
U
C
U
A
G
Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
Homo sapiens tRNAAsn
5’
3’

CCA
GUU
G
A
U U A
G G G
U
U
A
G
C
U
G U U
A
A
C
U
A
A
Pan troglodytes
(chimpanzee) tRNAAsn
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
U
A
G
A
U
U
G
A
A
G
U
G
U A U
G
U
U
U
G U G G G
U U
U
A
A
GU
CCCAU
U
A
A
U
C
U
A
G5’
3’
Acceptor
stem
TYC-
stem/loop
C
G
G
G
Kern and Kondrashov, Nat Genet 2004

Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
C
A
U
C
G
U
G
A
A
GCUGA
A C A G C
A
U
U
A
A
C
C
U
U U U
A
A
G
U
U
A
A A
G
A
A
U
G G A A G
UAC
U
A
AC
CUUCC
C
A
C
A
A
U
G
A
Cynocephalus variegatus
(Malayan flying lemur) tRNALys
UU
AA
GC
U
A
U
C
U U
U
G
C
A
C

A
G
G
A
A
U
U
U
A
GGUU
AC
A
C
C A
G A C C
A
A
G
G
A
C
C
U
U C A
A
A
G
C
C
C
U A
A
G
C
A A G U A
C A
A
AC
UACUU
A
A
U
U
C
C
U
G
Ceratotherium simum
(white rhinoceros) tRNATrp
Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
A
G
A U
A
UA
U
C
U
G
C

Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
G
A
G
A
G
A
G
A
CAUA
GU
G
G U
U A U G
A
U
A
U
U
G
G
C
U
U G A
A
A
C
C
A
A
U
U
C
C
A
G A G G G
U U
C
G
A
CU
CCUUC
C
U
U
U
C
U
U
A
Ursus maritimus
(polar bear) tRNASer(UCN)
A
A U
C
G UA
C
G
G
G
G
C
U
U
G
G
U

Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
A
G
A
A
A
C
A
U
G
UCCGA
U
A
A C A G A
G
U
U
A
C
U
U
U
G A U
A
G
A
G
U
G
A A U
A
A
U
A G A G G
U C
A
A
GC
CCUCU
U
G
U
U
U
C
U
A
Spalax ehrenbergi
(Ehrenberg's mole-rat) tRNAIle
U
A
A
U A
A
AG
C UU

Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
A
G
A
A
A
U
A
U
G
UCCGA
C
A
A A G G A
A
U
U
A
C
U
U
U
G A U
A
G
A
G
U
A
A A
A
C
A
U
A G A G G
U C
A
C
A
GC
CCUCU
U
A
U
U
U
C
U
A
Tamandua tetradactyla
(southern tamandua) tRNAIle
U
A
G
A
U
U
U
AG
C U
U
A
C

C
A
A
Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
G
U
U
G
G
G
G
U
G
GCAG
AGUC
U
G
G
C A A
C U G U
A
U
A
A
A
A
C
U
U A
A
A
C
U
U
U
U
A C
A
C
C
C
A G A G G
U U
AU
CCUCU
C
C
U
C
A
A
C
A
Hyperoodon ampullatus
(northern bottlenose whale) tRNALeu(UUR)
CCU
U
A
A
AC
C
A
C
G
U
U
U
U

A
U
U
A
A
G
G
U
G
ACAG
AGA
C
C
G
G
C A A
U U G U
G
U
A
A
A
A
C
U
U A A
G
C
U
U
U
U
A U
A
A
U
C
A G A G G
U U
C
A
A
AU
CCUCU
C
C
U
U
A
A
U
A
Tachyglossus aculeatus
(Australian echidna) tRNALeu(UUR)
5’
3’
G C
CC
G
Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
U
AC
A
A
A
C
C
G
U
U

A
G
C
C
C
U
G
A
G
GUGG
GU
A
C
U A
A C A U
A
U
U
G
A
A
U
U
G C A
A
A
U
U
C
A
A AG
A
A
G C A G C
U U
C
A
AC
UCUGC
C
G
G
G
G
C
U
U
Oryctolagus cuniculus
(rabbit) tRNACys
5’
3’
U
U
U
A
G
CC
A

Wittenhagen & Kelley Nat Struct Biol (2002) andTrends
Biochem. Sci. (2003),
Molecular basis of the A3243G mt disease mutation

G
U
U
A
G
G
G
U
GCAG
GGCC
C
G
G
U A A
C U G C
G
U
A
A
A
A
C
U
U A A
A
C
C
U
U
U
A C U
A
U
C
A G A G G
U UC
A
AUU
CCUCU
C
C
C
U
A
A
C
A
Canis familiaris
(dog) tRNALeu(UUR)
Acceptor
stem
D-stem/
loop
Anticodon
stem/loop
TYC-
stem/loop
5’
3’
A
U C
A
A
U
U
G
A
A
G
A

«Функциональные белки должны быть соеденины
непрерывной сетью, по которой можно пройти
мутационными шагами, без прохода по
нефункциональным промежуточным вариантам».
Эволюция как игра
WORD <-> WORE <-> GORE <-> GONE <->GENE
- John Maynard Smith, Nature, 1970

Матрица приспособленности

1 2 3 4 … N
A A С B A … B
C С B B A … С
D B F С F … A
… … … … … … …
Y F A F С … A
Матрица приспособленности
Позиция аминокислоты в белке
Аминокислоты

1 2 3 4 5 … N
A A С B A A … B
C С B B A F … С
D B F С F B … B
E A F A B F … A
… … … … … … … …
Y F A F С B … A
Эволюция на матрице
1 2 3 4 5 … N
A A С B A B … B
C С B B A F … С
D B F A F A … B
E A F C B F … A
… … … … … … … …
Y F A F С B … A
Одна замена (эволюция) g - эпистаз

Распределение по разным белкам

Fyodor A. Kondrashov

More Related Content

Viewers also liked

Similar to Fyodor A. Kondrashov

Fyodor A. Kondrashov