Измерение эпистаза на ландшафтах приспособленности: корреляция эффектов мутаций на приспособленность

Генотипические ландшафты приспособленности строят путем оценки приспособленности всех возможных комбинаций заданного числа мутаций. В последние годы были полностью реконструированы несколько экспериментальных ландшафтов приспособленности. Поскольку ландшафты приспособленности являются многомерными, в эмпирических исследованиях в качестве статистик используют простые меры их структуры. Эпистаз — одна из наиболее значимых характеристик ландшафтов приспособленности. В данной работе предлагается новая естественная мера степени эпистаза, основанная на корреляции эффектов мутаций на приспособленность. Эта мера имеет естественную интерпретацию, хорошо отражает взаимодействие между мутациями и для большинства моделей ландшафтов может быть получена аналитически. Обсуждается связь этой меры с ранее предложенными мерами эпистаза — числом пиков, шероховатостью/наклоном, долей знакового эпистаза и спектром Фурье—Уолша, — а также возможность ее простого расширения на ландшафты с пропущенными данными или только рангами приспособленности. Кроме того, зависимость корреляции эффектов мутаций от мутационного расстояния содержит важную информацию о характере эпистатических взаимодействий. Эта зависимость может использоваться для выявления величины и природы эпистатических взаимодействий в ландшафте или для различения различных моделей ландшафтов.