Historical variations in mutation rate in an epidemic pathogen, Yersinia pestis

鼠疫耶尔森菌 生物 非同义代换 遗传学 单核苷酸多态性 突变率 遗传漂变 自然选择 固定(群体遗传学) 核苷酸多样性 进化生物学 遗传多样性 进化速率 基因组 单倍型 基因 遗传变异 选择(遗传算法) 系统发育树 等位基因 基因型 人口 毒力 人工智能 人口学 社会学 计算机科学
作者
Yu‐Jun Cui,Chang Yu,Yanfeng Yan,Dongfang Li,Yanjun Li,Thibaut Jombart,Lucy A. Weinert,Zuyun Wang,Zhaobiao Guo,Lizhi Xu,Yújiāng Zhāng,Hancheng Zheng,Nan Qin,Xiao Xiao,Wu M,Xiaoyi Wang,Dongsheng Zhou,Qi Zhang,Zongmin Du,Honglong Wu,Xianwei Yang,Hongzhi Cao,Hu Wang,Jing Wang,Shusen Yao,Alexander Rakin,Yingrui Li,Daniel Falush,François Balloux,Mark Achtman,Yajun Song,Jun Wang,Ruifu Yang
出处
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America [National Academy of Sciences]
卷期号:110 (2): 577-582 被引量:340
标识
DOI:10.1073/pnas.1205750110
摘要

The genetic diversity of Yersinia pestis , the etiologic agent of plague, is extremely limited because of its recent origin coupled with a slow clock rate. Here we identified 2,326 SNPs from 133 genomes of Y. pestis strains that were isolated in China and elsewhere. These SNPs define the genealogy of Y. pestis since its most recent common ancestor. All but 28 of these SNPs represented mutations that happened only once within the genealogy, and they were distributed essentially at random among individual genes. Only seven genes contained a significant excess of nonsynonymous SNP, suggesting that the fixation of SNPs mainly arises via neutral processes, such as genetic drift, rather than Darwinian selection. However, the rate of fixation varies dramatically over the genealogy: the number of SNPs accumulated by different lineages was highly variable and the genealogy contains multiple polytomies, one of which resulted in four branches near the time of the Black Death. We suggest that demographic changes can affect the speed of evolution in epidemic pathogens even in the absence of natural selection, and hypothesize that neutral SNPs are fixed rapidly during intermittent epidemics and outbreaks.
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