Адаптация на ландшафтах приспособленности белков облегчается косвенными путями

Структура ландшафтов приспособленности имеет решающее значение для понимания адаптивной эволюции белков. Предыдущие эмпирические исследования ландшафтов приспособленности были ограничены либо окрестностью последовательности дикого типа, включавшей преимущественно одиночные и двойные мутанты, либо комбинаторно полной подграфой, включавшей только две аминокислоты в каждом сайте. В действительности размерность пространства белковых последовательностей выше (20^L), и между более чем двумя сайтами могут существовать взаимодействия высших порядков. В настоящей работе мы экспериментально охарактеризовали ландшафт приспособленности четырех сайтов белка GB1, содержащий 20^4 = 160 000 вариантов. Мы обнаружили, что, хотя реципрокный знаковый эпистаз блокировал многие прямые пути адаптации, такие эволюционные ловушки можно было обойти посредством косвенных путей в пространстве генотипов, включавших приобретение и последующую утрату мутаций. Эти косвенные пути ослабляют ограничения на адаптивную эволюцию белков, предполагая, что ранее игнорировавшиеся измерения пространства последовательностей могут изменить наши представления об эволюции белков.