Исследование сложности ландшафта приспособленности ВИЧ-1

Хотя ландшафты приспособленности занимают центральное место в эволюционной теории, до настоящего времени не было описано биологически реалистичных примеров крупномасштабных ландшафтов приспособленности. Большинство имеющихся биологических примеров ограничено очень небольшим числом локусов или аллелей и поэтому не отражает высокой размерности, характерной для реальных ландшафтов приспособленности. В настоящей работе мы анализируем крупномасштабные ландшафты приспособленности, основанные на прогностических моделях репликативной приспособленности ВИЧ-1 in vitro. Мы обнаружили, что эти ландшафты характеризуются большими длинами корреляции, значительной нейтральностью и высокой изрезанностью, причем данные свойства лишь в небольшой степени зависят от того, измеряется ли приспособленность в отсутствие или в присутствии различных антиретровирусных препаратов. Соответственно, адаптивные процессы на этих ландшафтах чувствительно зависят от начальных условий. Хотя относительная степень, в которой мутации влияют на приспособленность самостоятельно (основные эффекты) или в сочетании с другими мутациями (эпистаз), является важным фактором, определяющим эти свойства, ландшафт приспособленности ВИЧ-1 значительно менее изрезан, менее нейтрален и более коррелирован, чем можно было бы ожидать исходя только из распределений основных эффектов и эпистатических взаимодействий. В целом данное исследование подтверждает теоретические предположения о сложности биологических ландшафтов приспособленности и важности высокой размерности генетического пространства, в котором происходит адаптация.