食作用は、免疫力や栄養摂取など、さまざまな機能に重要な基本的な生物学的プロセスです。それは異なる生物で広まっていますが、その存在または不在は、密接に関連する種間でも異なる場合があります。したがって、貪食の進化の起源とドライバーを理解することは、生命の多様性を理解するために不可欠です。
カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者によって開発された新しいモデルは、このトピックを探索するための強力なツールを提供します。機械学習技術と進化分析を組み合わせて、広範囲の生物にわたる食作用に関連する重要な要因を特定します。
モデルを訓練するために、研究者は、細菌、古細菌、原生生物、動物など、2,500を超える生物のデータセットを使用しました。彼らは各生物の遺伝的、生化学的、および表現型情報を抽出し、機械学習アルゴリズムを使用して、食作用に関連するパターンと特徴を特定しました。
このモデルは、さまざまな生物の食作用の有無を高度な精度で成功裏に予測しました。また、食作用の出現と多様化に関連する重要な進化の出来事と適応を明らかにしました。
研究者は、食作用と強く関連する10個のタンパク質と10個の遺伝子のセットを特定しました。これらのタンパク質は、膜リモデリング、細胞骨格ダイナミクス、シグナル伝達経路などのさまざまな細胞プロセスに関与しています。この遺伝子は、主に食作用関連タンパク質の発現の調節に関与しています。
このモデルは、細菌、古細菌、原生生物、動物など、異なる系統で食作用が独立して進化したことを予測しています。これは、栄養素の摂取と病原体に対する防御の潜在的な利点によって促進された収束進化の結果として、食作用が出現したことを示唆しています。
全体として、新しいコンピューターモデルは、食作用の進化と多様性を研究するための貴重なツールを提供します。潜在的な食作用生物を特定し、実験的調査を導き、この重要な生物学的プロセスのより広い進化の歴史に光を当てるのに役立ちます。
