تجربة التطور طويل الأمد لبكتيريا الإشريكية القولونية

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة

أعداد 12 من بكتيريا E. coli LTEE في 25 يونيو 2008. [ 1 ]

تجربة التطور طويل الأمد لبكتيريا الإشريكية القولونية ( LTEE ) هي دراسة مستمرة في مجال التطور التجريبي ، بدأها ريتشارد لينسكي في جامعة كاليفورنيا، إرفاين ، وواصلها لينسكي وزملاؤه في جامعة ولاية ميشيغان ، [ 2 ] ويشرف عليها حاليًا جيفري باريك في جامعة ولاية ميشيغان. تتتبع هذه التجربة التغيرات الجينية في 12 مجموعة متطابقة من بكتيريا الإشريكية القولونية اللاجنسية منذ 24 فبراير 1988. [ 3 ] أجرى لينسكي عملية النقل رقم 10000 للتجربة في 13 مارس 2017. [ 4 ] وصلت المجموعات إلى أكثر من 73000 جيل في أوائل عام 2020، قبل تجميدها بفترة وجيزة بسبب جائحة كوفيد-19 . [ 5 ] في سبتمبر 2020، استؤنفت تجربة LTEE باستخدام العينات المجمدة. [ 6 ] عندما وصلت المجموعات إلى 75000 جيل، نُقلت تجربة LTEE من مختبر لينسكي. [ 7 ] في أغسطس 2024، تجاوزت مجموعات LTEE 80000 جيل في مختبر باريك. [ 8 ]

خلال التجربة، رصد لينسكي وزملاؤه طيفًا واسعًا من التغيرات الظاهرية والوراثية في المجموعات السكانية المتطورة. شملت هذه التغيرات ما حدث في جميع المجموعات السكانية الاثنتي عشرة، وأخرى ظهرت في مجموعة واحدة أو بضع مجموعات فقط. على سبيل المثال، أظهرت جميع المجموعات الاثنتي عشرة نمطًا مشابهًا من التحسن السريع في اللياقة الذي تباطأ بمرور الوقت، ومعدلات نمو أسرع، وزيادة في حجم الخلايا. وقد تطورت لدى نصف المجموعات عيوب في إصلاح الحمض النووي، مما أدى إلى ظهور أنماط ظاهرية تتميز بارتفاع معدلات الطفرات. أبرز التكيفات التي تم رصدها حتى الآن هو تطور النمو الهوائي على السترات ، وهو أمر غير معتاد في بكتيريا الإشريكية القولونية ، في إحدى المجموعات السكانية في مرحلة ما بين الجيلين 31000 و31500. [ 9 ] [ 10 ] مع ذلك، تنمو بكتيريا الإشريكية القولونية عادةً على السترات في ظروف لاهوائية، ولديها دورة حمض الستريك نشطة قادرة على استقلاب السترات حتى في الظروف الهوائية. [ 11 ] تتمثل العملية الهوائية بشكل أساسي في قدرة السترات على دخول الخلية. [ 12 ] [ 11 ]

في 4 مايو/أيار 2020، أعلن لينسكي عن تجديد المنحة لمدة خمس سنوات من خلال برنامج الأبحاث طويلة الأمد في علم الأحياء البيئية (LTREB) التابع للمؤسسة الوطنية للعلوم ، والذي يدعم مشروع LTEE. [ 13 ] كما أعلن أن جيفري باريك، الأستاذ المشارك في علوم الأحياء الجزيئية بجامعة تكساس في أوستن ، سيتولى الإشراف على التجربة خلال فترة التمويل الممتدة لخمس سنوات. [ 14 ] انتهت فترة التجربة في جامعة ولاية ميشيغان في مايو/أيار 2022، عندما بلغ عدد الأجيال 75,000 جيل، ولكن تم إحياء التجربة وإعادة تشغيلها في مختبر باريك في 21 يونيو/حزيران 2022. [ 7 ]

في عام 2025، عُيّن باريك أستاذاً متميزاً في قسم علم الأحياء الدقيقة وعلم الوراثة وعلم المناعة بجامعة ولاية ميشيغان. وفي أغسطس من ذلك العام، انتقل مختبره إلى جامعة ولاية ميشيغان، مما أعاد مشروع LTEE إلى ميشيغان. [ 15 ]

النهج التجريبي

صُممت تجربة التطور طويل الأمد كوسيلة مفتوحة لدراسة تجريبية للسمات الأساسية للتطور . وقد بدأت التجربة بثلاثة أهداف رئيسية:

  1. لفحص ديناميكيات التطور، بما في ذلك معدل التغير التطوري؛
  2. لفحص إمكانية تكرار التطور؛
  3. لفهم العلاقة بين التغير على المستويين الظاهري والوراثي بشكل أفضل . [ 16 ]

مع استمرار التجربة، اتسع نطاقها مع ظهور أسئلة جديدة في علم الأحياء التطوري يمكن استخدامها للإجابة عليها، ومع ظهور ظواهر جديدة للدراسة في تطور المجموعات السكانية، ومع تقدم التكنولوجيا والأساليب المنهجية. [ 17 ]

أتاح استخدام بكتيريا الإشريكية القولونية ككائن حي تجريبي دراسة أجيال عديدة ومجموعات كبيرة منها في فترة زمنية قصيرة نسبيًا. علاوة على ذلك، وبفضل استخدامها الطويل ككائن نموذجي رئيسي في البيولوجيا الجزيئية ، توفرت مجموعة واسعة من الأدوات والبروتوكولات والإجراءات لدراسة التغيرات على المستويات الجينية والظاهرية والفسيولوجية. [ 18 ] كما يمكن تجميد البكتيريا وحفظها مع الحفاظ على حيويتها. وقد سمح ذلك بإنشاء ما وصفه لينسكي بـ"سجل أحفوري مجمد" لعينات من مجموعات بكتيرية متطورة، يمكن إحياؤها في أي وقت. يتيح هذا السجل الأحفوري المجمد إعادة تشغيل المجموعات البكتيرية في حالات التلوث أو أي خلل آخر في التجربة، كما يسمح بعزل ومقارنة نماذج حية من السلالات السلفية والمتطورة. وقد اختار لينسكي سلالة من الإشريكية القولونية تتكاثر لا جنسيًا فقط ، وتفتقر إلى أي بلازميدات قد تسمح بالاقتران البكتيري ، ولا تحتوي على طليعة فيروسية قابلة للحياة . ونتيجة لذلك، يحدث التطور في التجربة فقط من خلال العمليات التطورية الأساسية المتمثلة في الطفرة ، والانحراف الوراثي ، والانتخاب الطبيعي . كما أن هذه اللاجنسية الصارمة تعني أن المؤشرات الوراثية تبقى في السلالات والفروع عن طريق النسب المشترك ، ولكنها لا تستطيع الانتشار في التجمعات السكانية بأي طريقة أخرى. [ 16 ]

اختار لينسكي إجراء التجربة باستخدام البكتيريا النامية في وسط غذائي محدود الجلوكوز يُسمى DM25، [ 19 ] وهو وسط غذائي بسيط طوره برنارد ديفيس لعزل الطفرات الغذائية من الإشريكية القولونية باستخدام البنسلين كعامل انتقائي. [ 20 ] [ 21 ] ولتحضير DM25، يُضاف إلى الوسط الغذائي البسيط تركيز منخفض من الجلوكوز (25 ملغم/لتر). [ 19 ] اختار لينسكي هذا التركيز لتبسيط تحليل تطور التجمعات البكتيرية عن طريق تقليل التداخل النسيلي ، حيث تتنافس نسخ متعددة من الأليلات في تجمع بكتيري متطور، مع تقليل احتمالية تطور التفاعلات البيئية. [ 16 ] يدعم هذا التركيز من الجلوكوز المستخدم حدًا أقصى يبلغ 500 مليون خلية من السلالة الأصلية في مزرعة حجمها 10 مل، على الرغم من أن هذا الحد الأقصى يختلف الآن بين التجمعات البكتيرية المتطورة. [ 20 ] يحتوي وسط DM25 أيضًا على كمية كبيرة من السترات (حوالي 11 ضعف تركيز الجلوكوز)، والتي أضافها ديفيس في الأصل لأنها حسّنت من فعالية البنسلين في قتل البكتيريا خلال تجاربه، على الرغم من أنه من المعروف الآن أنها تساعد بكتيريا الإشريكية القولونية على امتصاص الحديد من الوسط. [ 20 ] [ 22 ] 

طُرق

تُحفظ المجموعات البكتيرية الاثنتي عشرة في حاضنة عند درجة حرارة 37 درجة مئوية (99 درجة فهرنهايت) في مختبر باريك بجامعة تكساس في أوستن . يُنقل يوميًا 1% من كل مجموعة إلى قارورة تحتوي على وسط نمو DM25 طازج. يؤدي هذا التخفيف إلى أن كل مجموعة تمر بـ 6.64 جيل، أو انقسام، يوميًا. تُجمد عينات كبيرة وممثلة من كل مجموعة باستخدام الجلسرين كمادة حافظة من التجميد على فترات 500 جيل (75 يومًا). تبقى البكتيريا في هذه العينات حية، ويمكن إحياؤها في أي وقت. تُعرف هذه المجموعة من العينات باسم "السجل الأحفوري المجمد"، وهي توفر تاريخًا لتطور كل مجموعة خلال التجربة بأكملها. كما تُفحص المجموعات بانتظام لرصد أي تغيرات في متوسط ​​اللياقة ، وتُجرى تجارب تكميلية بانتظام لدراسة التطورات المهمة في المجموعات. [ 23 ] اعتبارًا من أبريل 2016   لقد خضعت مجموعات بكتيريا الإشريكية القولونية للدراسة لأكثر من 64500 جيل، ويُعتقد أنها خضعت لعدد كافٍ من الطفرات التلقائية بحيث حدثت كل طفرة نقطية ممكنة في جينوم الإشريكية القولونية عدة مرات. [ 9 ]

السلالة المؤسسة

استُخدمت سلالة الإشريكية القولونية التي اختارها لينسكي في تجربة التطور طويل الأمد، وهي مشتقة من "السلالة B"، كما وُصفت في ورقة بحثية عام 1966 لسيمور ليدربيرغ (الذي حدد السلالة خطأً باسم "Bc251"، على الرغم من أن التحليل الجيني اللاحق أثبت أنها "B" بدلاً من ذلك)، وذلك عن طريق بروس ليفين، الذي استخدمها في تجربة بيئية بكتيرية عام 1972. وكانت السمات الجينية المميزة لهذه السلالة هي: T6 r ، Str r ، r − m − ، Ara − (غير قادرة على النمو على الأرابينوز ). [ 3 ] أطلق لينسكي على السلالة المؤسسة الأصلية اسم REL606. قبل بدء التجربة، عزل لينسكي متغيراً من السلالة يحمل علامة Ara +، حيث أدت طفرة نقطية في أوبيرون ara إلى استعادة قدرتها على النمو على الأرابينوز، وأطلق عليها اسم السلالة REL607. عند بدء تجربة التطور طويل الأمد، أسس لينسكي ست مجموعات من ست مستعمرات فردية من سلالة REL606 تحمل علامة Ara- . وتُعرف هذه المجموعات من Ara-1 إلى Ara-6. كما أسس لينسكي ست مجموعات أخرى من ست مستعمرات فردية من سلالة REL607 تحمل علامة Ara + . وتُعرف هذه المجموعات من Ara+1 إلى Ara+6. تسمح الاختلافات في العلامات الوراثية بتمييز السلالات على أطباق تترازوليوم أرابينوز، حيث تظهر مستعمرات Ara- باللون الأحمر، بينما تظهر مستعمرات Ara + باللون الأبيض إلى الوردي. وعلى مدار التجربة، تراكمت في كل مجموعة عدد كبير من الطفرات المتميزة، مما يتيح وسائل إضافية لتحديد السلالات بناءً على المجموعة الأصلية.

نتائج

التغيرات في اللياقة البدنية

الجدول الزمني لتجربة التطور طويل الأمد لبكتيريا الإشريكية القولونية ، والذي يوضح العلاقة بين سنوات وأجيال التطور، بالإضافة إلى الأحداث والنتائج الهامة. [ 2 ] [ 24 ]

تناولت العديد من الدراسات التحليلية للتجربة كيفية تغير لياقة المجموعات السكانية مقارنةً بسلالتها الأصلية. أظهرت جميع المجموعات السكانية نمطًا من الزيادة السريعة في اللياقة النسبية خلال الأجيال الأولى، مع تباطؤ هذه الزيادة بمرور الوقت. وبحلول الجيل العشرين ألف، نمت المجموعات السكانية أسرع بنحو 70% من السلالة الأصلية. [ 16 ] واستمرت هذه الزيادة والتباطؤ في الأجيال اللاحقة. وأفادت دراسة أجراها وايزر وآخرون عام 2013 بتحسن مستمر عند الجيل الخمسين ألف مقارنةً بالعينات المعزولة عند الجيل الأربعين ألف. ووجدوا أن زيادة اللياقة تتوافق مع نموذج قانون القوة بشكل أفضل بكثير من النماذج القطعية التي استُخدمت سابقًا. ولأن نموذج قانون القوة يصف زيادة متباطئة باستمرار بلا حد أقصى، بينما يشير النموذج القطعي إلى حد أقصى ثابت، فقد أشارت الدراسة إلى أن الزيادة ستستمر بلا حدود مع تثبيت طفرات ذات فائدة أقل تدريجيًا في المجموعات السكانية. [ 25 ] نُشرت دراسة أخرى في عام 2015، عرضت نتائج أكثر من 1100 اختبار جديد للياقة البدنية، فحصت تغيرات اللياقة على مدار 60,000 جيل. وتطابقت البيانات مرة أخرى مع نموذج قانون القوة المقترح، بل وتوافقت مع تنبؤات النموذج المستندة إلى بيانات سابقة. تشير هذه النتائج إلى أنه، خلافًا للاعتقاد السائد، يمكن أن يزداد التكيف والتباعد التكيفي بشكل غير محدود، حتى في بيئة ثابتة. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

تطور الجينوم

من بين 12 مجموعة سكانية، أُبلغ حتى الآن عن إصابة ست منها بعيوب في قدرتها على إصلاح الحمض النووي ، مما زاد بشكل كبير من معدل الطفرات في تلك السلالات. [ 10 ] [ 29 ] [ 30 ] على الرغم من الاعتقاد بأن البكتيريا في كل مجموعة سكانية قد ولّدت مئات الملايين من الطفرات خلال أول 20,000 جيل، فقد قدّر لينسكي أنه خلال هذه الفترة الزمنية، لم يثبت سوى 10 إلى 20 طفرة مفيدة في كل مجموعة سكانية، مع أقل من 100 طفرة نقطية إجمالاً (بما في ذلك الطفرات المحايدة ) وصلت إلى التثبيت في كل مجموعة سكانية. [ 16 ] في عام 2009، نشر باريك وآخرون نتائج تسلسل الجينوم من نقاط زمنية متعددة في المجموعة السكانية Ara-1. ووجدوا أنه على عكس معدل انخفاض تحسين اللياقة، كان تراكم الطفرات خطيًا وثابتًا، على الرغم من أن العديد من الأدلة أشارت إلى أن جزءًا كبيرًا من التراكم كان مفيدًا، وليس محايدًا. [ 31 ]

تطور زيادة حجم الخلايا في جميع المجموعات السكانية الاثنتي عشرة

نمو حجم خلايا البكتيريا في تجربة لينسكي

أظهرت جميع المجموعات التجريبية الاثنتي عشرة زيادة في حجم الخلايا بالتزامن مع انخفاض في الحد الأقصى لكثافة الخلايا، وفي العديد منها، شكلًا خلويًا أكثر استدارة. كان هذا التغيير جزئيًا نتيجة طفرة غيّرت من تعبير جين بروتين رابط للبنسلين ، مما مكّن البكتيريا الطافرة من التفوق على البكتيريا الأصلية في ظل ظروف تجربة التطور طويل الأمد. مع ذلك، ورغم أن هذه الطفرة زادت من كفاءة البكتيريا في ظل هذه الظروف، إلا أنها زادت أيضًا من حساسيتها للإجهاد الأسموزي وقللت من قدرتها على البقاء لفترات طويلة في مزارع الطور الثابت. [ 32 ]

التخصص البيئي

خلال التجربة، تطورت المجموعات البكتيرية لتتخصص في مصدر الجلوكوز الذي تنمو عليه. وُصف هذا لأول مرة عام 2000، عندما أثبت كوبر ولينسكي أن جميع المجموعات قد شهدت تراجعًا في الوظائف الأيضية غير المستخدمة بعد 20,000 جيل، مما حدّ من نطاق المواد التي يمكن للبكتيريا أن تنمو عليها. أشارت تحليلاتهما إلى أن هذا التراجع كان نتيجة لتعدد التأثيرات الجينية المتضادة ، حيث أدت الطفرات التي حسّنت القدرة على النمو على الجلوكوز إلى تقليل أو إزالة القدرة على النمو على مواد أخرى. [ 33 ] أظهرت دراسة لاحقة أجراها ليبي وماركس باستخدام تقنيات أكثر تطورًا أن جزءًا كبيرًا من التراجع الذي حدده كوبر ولينسكي كان ناتجًا عن أخطاء تجريبية، وأن فقدان الوظائف غير المستخدمة لم يكن واسع النطاق كما كان يُعتقد في البداية، وأن بعض الوظائف غير المستخدمة قد تحسنت. علاوة على ذلك، خلصا إلى أن الخسائر الأيضية لم تكن بسبب تعدد التأثيرات الجينية المتضادة، بل بسبب التراكم المحايد للطفرات في أجزاء غير مستخدمة من الجينوم، مما يشير إلى أن التكيف مع بيئة بسيطة قد لا يؤدي بالضرورة إلى التخصص. [ 34 ]

تطور التعدد الشكلي المتوازن والنظم البيئية البسيطة

تم تحديد نوعين متميزين، S وL، في المجموعة السكانية المسماة Ara-2 عند الجيل 18000 بناءً على تكوينهما لمستعمرات صغيرة وكبيرة على التوالي. ويمكن لسلالات النوعين S وL أن تتعايش بثبات في مزارع مشتركة، مما يشير إلى أنهما يشغلان بيئات مختلفة في المجموعة السكانية. وقد تأكد ذلك من خلال ملاحظة أن النوع L يتمتع بميزة أثناء النمو على الجلوكوز، بينما يتمتع النوع S بميزة خلال مرحلة الثبات، بعد نفاد الجلوكوز. وتبين أن النوعين قد تطورا في البداية قبل الجيل 6000، ثم تعايشا بعد ذلك. [ 35 ] وأظهر التحليل التطوري لسلالات النوعين المعزولة من أجيال مختلفة أن النوعين S وL ينتميان إلى سلالات متميزة ومتعايشة في المجموعة السكانية، وقد يكونان في طور التكوين الأولي. [ 36 ]

دليل على ولادة جينات جديدة

نشأة الجينات الجديدة هي العملية التي تنشأ من خلالها جينات جديدة نتيجة طفرات تؤثر على أجزاء من الحمض النووي غير المشفر سابقًا . ومع ذلك، يصعب عمومًا رصد حالات نشأة الجينات. [ 37 ] من خلال تحليل مجموعة كبيرة منالجينوم الكامل لسلالات الإشريكية القولونية المأخوذة من مجموعات LTEE، [ 38 ] اكتشفت دراسة أجريت عام 2024 عدة حالات محتملة لنشأة الجينات تضمنت توليدنسخ mRNA جديدة وبروتينات مرتبطة بطفرات قريبة. [ 39 ] ولا تزال الأدوار الوظيفية لهذه الجينات الأولية الجديدة، إن وجدت، غير معروفة.

تطور استخدام السترات الهوائية في مجتمع واحد

خلفية

إن المجموعة السكانية المصنفة Ara-3 (في الوسط) أكثر عكارة لأن هذه المجموعة تطورت لاستخدام السترات الموجودة في وسط النمو. [ 40 ]

لا تستطيع بكتيريا الإشريكية القولونية عادةً النمو هوائياً على السترات بسبب عدم قدرتها على التعبير عن ناقل السترات في وجود الأكسجين. [ 11 ] ومع ذلك، تمتلك الإشريكية القولونية دورة حمض الستريك كاملة ، وبالتالي تستقلب السترات كوسيط أثناء النمو الهوائي على مواد أخرى، بما في ذلك الجلوكوز. تستطيع معظم أنواع الإشريكية القولونية النمو لا هوائياً على السترات عن طريق التخمر ، إذا توفرت مادة مساعدة مثل الجلوكوز لتوفير القدرة على الاختزال. [ 9 ] [ 11 ] [ 41 ] [ 42 ] يُعزى النمو اللاهوائي إلى التعبير عن جين ناقل السترات-الساكسينات عبر الغشاء، citT ، الذي تم تحديده لأول مرة عام 1998. يُنظم هذا الجين بالتزامن مع جينات أخرى مشاركة في تخمر السترات موجودة على أوبيرون cit ، الذي لا يُفعّل إلا في غياب الأكسجين. [ 11 ] [ 43 ]

يُعتبر عدم قدرة بكتيريا الإشريكية القولونية على النمو الهوائي على السترات، والمعروفة بالنمط الظاهري Cit- ، سمةً مميزةً لها، ووسيلةً قيّمةً لتمييزها عن السالمونيلا الممرضة . على الرغم من عزل سلالات Cit + من الإشريكية القولونية من عينات بيئية وزراعية، فقد وُجد في كل حالة أن هذه السمة ناتجة عن وجود بلازميد يحمل ناقل سترات غريب. [ 12 ] في عام 1982، أبلغ هول عن طفرة Cit + عفوية واحدة في الإشريكية القولونية . وقد عُزلت هذه الطفرة خلال عملية انتقاء مطولة للنمو على مادة جديدة أخرى في مرق نمو يحتوي أيضًا على السترات. أشارت التحليلات الجينية التي أجراها هول إلى أن الطفرة الكامنة معقدة، لكنه لم يتمكن في النهاية من تحديد التغيرات أو الجينات المعنية بدقة، مما دفعه إلى افتراض تنشيط جين ناقل خفي. [ 44 ] لا تتطابق مناطق الجينوم التي تمكن هول من تحديد مواقع التغيرات فيها مع الموقع المعروف لجين citT الذي تم تحديده بعد 16 عامًا، كما أن الخصائص الفيزيولوجية في اختبارات النقل لطفرات هول Cit + لم تتطابق مع تلك المتوقعة للتعبير الهوائي عن ناقل CitT. [ 12 ] [ 45 ]

يتطور Cit + في LTEE

في عام ٢٠٠٨، أفاد فريق لينسكي، بقيادة زاكاري د. بلونت ، أن القدرة على النمو الهوائي على السترات قد تطورت في إحدى المجموعات السكانية. في الجيل ٣٣١٢٧ تقريبًا، لوحظ ارتفاعٌ ملحوظٌ في العكارة في المجموعة السكانية المسماة Ara-3. ووجدوا أن هذه المجموعة تحتوي على مستنسخات قادرة على النمو الهوائي على السترات (Cit + ). سمحت هذه القدرة الأيضية للمجموعة السكانية بالنمو عدة أضعاف حجمها السابق، نظرًا للكمية الكبيرة من السترات الموجودة في الوسط. أظهر فحص عينات أحفورية مجمدة من هذه المجموعات السكانية أنه يمكن عزل مستنسخات Cit + في وقت مبكر يصل إلى ٣١٥٠٠ جيل. وُجد أن متغيرات Cit + في المجموعة السكانية تمتلك عددًا من المؤشرات الجينية الفريدة لمجموعة Ara-3؛ استبعدت هذه الملاحظة احتمال أن تكون المستنسخات ملوثة، بل طفرات عفوية. في سلسلة من التجارب التي أعادت محاكاة تطور جين Ara-3 من مستنسخات Cit- المعزولة من عينات مجمدة في مراحل زمنية مختلفة من تاريخ السلالة، أثبت الباحثون أن القدرة على النمو الهوائي على السترات كانت أكثر عرضة للتطور مجددًا في مجموعة فرعية من المستنسخات النقية وراثيًا والمتطورة. في هذه التجارب، لاحظوا 19 حالة جديدة ومستقلة من التطور المتجدد لصفة Cit + ، ولكن فقط عند البدء من مستنسخات معزولة بعد الجيل 20000. أظهرت اختبارات التذبذب أن المستنسخات من هذا الجيل وما بعده أظهرت معدل طفرة إلى صفة Cit + أعلى بكثير من المعدل الأصلي. حتى في هذه المستنسخات اللاحقة، كان معدل الطفرة إلى Cit + في حدود حدوث واحد لكل تريليون انقسام خلوي. [ 9 ]

خلص لينسكي وزملاؤه إلى أن تطور وظيفة Cit + في هذه المجموعة السكانية نشأ نتيجة طفرة أو أكثر سابقة، ربما غير تكيفية، "معززة" رفعت معدل الطفرات إلى مستوى ممكن. أشارت البيانات إلى أن استخدام السترات تضمن طفرتين على الأقل لاحقتين لهذه الطفرات "المعززة". وبشكل أعم، يرى الباحثون أن هذه النتائج تشير، استنادًا إلى حجة ستيفن جاي غولد ، إلى أن "للظروف التاريخية تأثيرًا عميقًا ودائمًا" على مسار التطور. [ 9 ] وقد أصبحت هذه النتائج تُعتبر مثالًا هامًا على تأثير الظروف التاريخية على التطور . [ 20 ] [ 46 ] [ 47 ]

التحليل الجينومي لصفة Cit + وآثارها على الابتكار التطوري

تحققت سمة Cit + من خلال طفرة تكرارية أدت إلى إنشاء وحدة تنظيمية جديدة، وذلك بوضع نسخة من جين citT ، الذي يشفر ناقلًا مضادًا للسترات-ساكسينات، تحت سيطرة محفز يدعم التعبير الجيني في الظروف الهوائية. وتؤدي هذه الطفرة إلى التعبير عن ناقل CitT عند وجود الأكسجين، مما يسمح بالنمو على السترات. [ 48 ]

في عام 2012، نشر لينسكي وفريقه نتائج تحليل جينومي لصفة Cit + ، والتي ألقت الضوء على الأساس الجيني والتاريخ التطوري لهذه الصفة. قام الباحثون بتسلسل الجينومات الكاملة لتسعة وعشرين مستنسخًا معزولًا من مراحل زمنية مختلفة في تاريخ سلالة Ara-3. واستخدموا هذه التسلسلات لإعادة بناء التاريخ التطوري للسلالة؛ وأظهرت هذه إعادة البناء أن السلالة قد تنوعت إلى ثلاث مجموعات فرعية على مدار 20,000 جيل. وقد تطورت متغيرات Cit + في إحدى هذه المجموعات، والتي أطلقوا عليها اسم المجموعة الفرعية 3. وتوزعت المستنسخات التي وُجد أنها مُعززة في أبحاث سابقة بين المجموعات الفرعية الثلاث، ولكنها كانت ممثلة بشكل زائد في المجموعة الفرعية 3. وقد دفع هذا الباحثين إلى استنتاج وجود طفرتين مُعززتين على الأقل شاركتا في تطور صفة Cit + . [ 10 ]

وجد الباحثون أيضًا أن جميع مستنسخات Cit + تحمل طفراتٍ تضاعفت أو تضخمت فيها قطعة من الحمض النووي بطول 2933 زوجًا قاعديًا. احتوت القطعة المتضاعفة على جين citT المسؤول عن بروتين ناقل السترات المستخدم في النمو اللاهوائي على السترات. كان التضاعف متتاليًا، مما أدى إلى نسختين متقابلتين رأسًا لذيل. وضع هذا التكوين الجديد نسخة من جين citT ، الذي كان صامتًا وغير مُعبر عنه سابقًا، تحت سيطرة مُحفز جين rnk المجاور ، الذي يُوجه التعبير عنه عند وجود الأكسجين. أنتجت وحدة rnk-citT الجديدة هذه نمطًا تنظيميًا جديدًا لجين citT ، مما فعّل التعبير عن ناقل السترات عند وجود الأكسجين، وبالتالي مكّن النمو الهوائي على السترات. [ 10 ]

أظهرت عملية نقل وحدة rnk-citT إلى جينوم مستنسخ Cit- المُعزز أن ذلك كافٍ لإنتاج نمط ظاهري Cit + . مع ذلك، كان النمط الظاهري Cit + الأولي الناتج عن التضاعف ضعيفًا للغاية، ولم يُحقق سوى فائدة لياقة بنسبة 1% تقريبًا. وجد الباحثون أنه يجب زيادة عدد نسخ وحدة rnk-citT لتقوية سمة Cit + بشكل كافٍ لتمكين البكتيريا من النمو جيدًا على السترات. واستمرت الطفرات اللاحقة، بعد أن أصبحت بكتيريا Cit + سائدة في المجموعة، في زيادة النمو المُحسّن على السترات.

خلص الباحثون إلى أن تطور سمة Cit + حدث على ثلاث مراحل متميزة: (1) تراكم الطفرات التي زادت من معدل التحول إلى Cit + ، (2) ظهور السمة نفسها بصورة ضعيفة، (3) تحسين السمة بواسطة طفرات لاحقة. وأشار بلونت وزملاؤه إلى أن هذا النمط قد يكون نموذجياً لكيفية تطور السمات الجديدة بشكل عام، واقترحوا نموذجاً ثلاثي المراحل للابتكار التطوري.

  1. التنشيط : هو تطور خلفية جينية يكون فيها الوصول إلى سمة معينة ممكناً عن طريق الطفرات، مما يجعل تطور هذه السمة ممكناً.
  2. التجسيد : تحدث طفرة تنتج السمة، مما يجعلها ظاهرة، وإن كان ذلك على الأرجح بشكل ضعيف.
  3. التحسين : بمجرد وجود السمة، إذا كانت توفر فائدة انتقائية، ستتراكم الطفرات التي تُحسّن السمة، مما يجعلها فعّالة. هذه المرحلة مفتوحة النهاية، وستستمر طالما ظهرت طفرات مُحسِّنة وظلت السمة مفيدة. [ 10 ] [ 20 ]

حظي هذا النموذج بقبول واسع في علم الأحياء التطوري. في عام 2015، اقترح عالم الحفريات دوغلاس إروين تعديلًا على نموذج من أربع خطوات ليعكس بشكل أفضل التمييز المحتمل بين الحداثة التطورية والابتكار التطوري، ولإبراز أهمية الظروف البيئية: التنشيط، وتوليد أنماط ظاهرية جديدة (التحقق)، والتحسين التكيفي، والاستغلال (تحويل الحداثة إلى ابتكار عندما تصبح مهمة للاستقرار البيئي للكائنات الحية التي تمتلكها). [ 49 ]

دراسة التنشيط

في عام 2014، وصف فريق بحثي بقيادة إريك كواندت في مختبر جيفري باريك بجامعة تكساس في أوستن تطبيق تقنية جديدة تُسمى إعادة التركيب والتسلسل الجينومي المتكرر (REGRES) لتحديد الطفرات المُعززة من بين 70 طفرة موجودة في سلالة Ara-3 التي تطورت إلى Cit + . [ 50 ] استخدمت هذه الطريقة جولات متعددة من عملية اقتران بلازميد F بين مستنسخ Cit + من الجيل 33000 ، CZB154، والمستنسخ المؤسس Cit- لـ LTEE، وذلك لاستبعاد الطفرات غير الضرورية لظهور أي من الشكلين الضعيف أو القوي لصفة Cit + ، ويُشار إلى الأخير باسم Cit ++ . ووجدوا أن وحدة rnk-citT المسؤولة عن التحول النمطي إلى Cit + كانت كافية لإنتاج نمط ظاهري ضعيف لـ Cit + في السلف. كما حددوا طفرة حدثت في السلالة المؤدية إلى CZB154 بعد التطور الأولي لـ Cit + ، والتي منحت النمط الظاهري Cit ++ القوي في السلف الذي لم يطرأ عليه أي طفرة سوى في وحدة rnk-citT . هذه الطفرة، الموجودة في المنطقة التنظيمية لجين يُسمى dctA ، تسببت في زيادة هائلة في التعبير عن ناقل DctA ، الذي يعمل على استيراد ثنائي الكربوكسيلات C4 إلى الخلية. ووجدوا أن هذه الزيادة في التعبير عن DctA سمحت لخلايا Cit + بإعادة امتصاص السكسينات والمالات والفومارات التي يُطلقها ناقل CitT في الوسط أثناء استيراد السترات. وحددوا طفرة مماثلة في مستنسخات Cit ++ في مجموعة Ara-3 ، والتي زادت من التعبير عن DctA عن طريق استعادة وظيفة جين يُنظمه، وهو dcuS ، الذي كان مُعطلاً في المستنسخ السلفي. (Quandt et al.) وخلصوا إلى أن طفرة dctA لم تكن متورطة في تعزيز القدرة، بل في تحسينها. وقد دفعهم هذا إلى اقتراح أن تطور Cit + في مجموعة Ara-3 ربما كان مشروطًا بخلفية جينية وبيئة خاصة بكل مجموعة سمحت لمتغيرات Cit + المبكرة والضعيفة بالبقاء في المجموعة لفترة كافية لظهور طفرات التحسين، مما جعل النمو على السترات قويًا بما يكفي لتوفير فائدة لياقة كبيرة.

نشر كواندت وزملاؤه لاحقًا نتائج تُحدد بشكل قاطع طفرةً عززت تطور صفة Cit + . [ 51 ] كانت هذه الطفرة في جين gltA ، الذي يُشفّر إنزيم سيترات سينثاز ، وهو إنزيم يُشارك في تدفق الكربون إلى دورة حمض الستريك . وقد أدى ذلك إلى زيادة نشاط سيترات سينثاز، وأظهروا أنه سمح بتحسين النمو على الأسيتات . علاوة على ذلك، مع طفرة gltA ، يكون لوحدة rnk-citT ، التي تُسبب صفة Cit +، تأثير محايد إلى مفيد بشكل طفيف على اللياقة، بينما في غيابها، كانت الوحدة ضارة للغاية. لذلك، يبدو أن طفرة gltA قد سمحت لمتغيرات Cit + المبكرة والضعيفة بالبقاء في المجموعة السكانية حتى ظهور طفرات مُحسِّنة لاحقة، بما يتوافق مع استنتاجاتهم السابقة. بعد تطور النمط الظاهري القوي Cit ++ ، أصبح النشاط المتزايد لسيترات سينثاز ضارًا. وجد الباحثون أن الطفرات اللاحقة في جين gltA قد قاومت الطفرة الأولى، مما قلل من نشاط إنزيم سيترات سينثاز، وحسّن النمو على السترات. وخلصوا إلى أن سلسلة الطفرات في جين gltA عززت في البداية النمو على السترات، ثم حسّنته. كما أشاروا إلى أن السلالة التي نشأت فيها Cit + ربما كانت تشغل مكانة في Ara-3 تعتمد على النمو على الأسيتات، وأن الطفرات المعززة التي أدت إلى تطور Cit + في Ara-3 كانت في الأصل تكيفية لاستخدام الأسيتات.

دراسة بيئة ما بعد المدينة والتنوع المستمر

بعد أن سيطرت الخلايا الموجبة للسترات (Cit+)، استمرت مجموعة فرعية صغيرة من الخلايا السالبة للسترات (Cit-)، غير القادرة على النمو على السترات، والمنتمية إلى سلالة منفصلة، ​​في الوجود ضمن المجموعة. أظهرت نتائج مبكرة أن هذا التنوع يعود جزئيًا إلى قدرة الخلايا السالبة للسترات على النمو بشكل أفضل على الجلوكوز الموجود في الوسط. [ 9 ] لاحقًا، وجد تيرنر وزملاؤه أن عاملًا آخر وراء هذا التعايش هو أن الخلايا السالبة للسترات طورت القدرة على التغذية المتبادلة على غالبية الخلايا الموجبة للسترات . أظهروا أن الخلايا الموجبة للسترات تطلق السكسينات والمالات والفومارات أثناء نموها على السترات ، حيث يقوم ناقل السترات (CitT) بضخ هذه المواد خارج الخلية بينما يضخ السترات داخلها. وقد طورت الخلايا السالبة للسترات بسرعة القدرة على النمو على هذه المواد نتيجة طفرة أعادت التعبير عن بروتين ناقل مناسب كان غير نشط في السلف. [ 52 ]

انقرضت المجموعة الفرعية Cit− في نهاية المطاف ضمن المجموعة السكانية بين الجيلين 43,500 و44,000. وقد تبين أن هذا الانقراض لم يكن نتيجة لتطور أغلبية Cit + لتتمكن من غزو البيئة التي تشغلها أقلية Cit− . في الواقع، استطاعت سلالات Cit− غزو مجموعات Cit + بعد حدث الانقراض. علاوة على ذلك، في تجربة أعاد فيها تورنر وزملاؤه بناء عشرين نسخة متماثلة من مجموعة Ara-3 من عينة مجمدة قبل 500 جيل من الانقراض، وجدوا أن المجموعة الفرعية Cit− لم تنقرض في أي من النسخ المتماثلة بعد 500 جيل من التطور. استمرت إحدى هذه النسخ المتماثلة لمدة 2,500 جيل، استمرت خلالها Cit− بالتعايش . وخلص الباحثون إلى أن انقراض Cit− كان بسبب "اضطراب بيئي نادر" غير معروف، مشابه لما يمكن أن يؤثر على المجموعات السكانية الطبيعية. [ 53 ] تم دمج النسخة النهائية في تجربة LTEE الرئيسية، لتصبح المجموعة الثالثة عشرة، Ara-7. [ 54 ]

تفسيرات مختلفة للنتائج

كان باري هول قد عزل سلالة متحولة من بكتيريا الإشريكية القولونية الهوائية المستهلكة للسترات عام 1982، وعزا ذلك إلى طفرتين في الجينين citA وcitB، المرتبطين بمجموعة جينات gal. [ 55 ] وقد قارن البعض نتائج هول باعتبارها "انتقاءً مباشرًا" غير مقصود للطفرات Cit+، بينما اعتبروا نتائج لينسكي بمثابة "فحص" جيني غير مقصود لهذه الطفرات. [ 56 ] وقد أجرى باحثون آخرون تجارب على تطوير بكتيريا الإشريكية القولونية الهوائية المستهلكة للسترات . تمكن داستن فان هوفويجن وزملاؤه من عزل 46 طفرة مستقلة من بكتيريا الإشريكية القولونية المستهلكة للسترات في غضون 12 إلى 100 جيل فقط، باستخدام انتقاء مطول للغاية في ظل ظروف المجاعة، حيث كانت البكتيريا تكتسب المزيد من الطفرات بوتيرة أسرع. [ 56 ] في بحثهم، كشف تسلسل الحمض النووي الجينومي عن تضخيم لموقعَي citT و dctA ، وإعادة ترتيب الحمض النووي، وهي نفس فئة الطفرات التي حددها ريتشارد لينسكي وفريقه في تجربتهم. وخلصوا إلى أن ندرة الطفرة المُستخدِمة للسترات في بحث لينسكي كانت على الأرجح نتيجةً للظروف التجريبية الانتقائية التي استخدمها فريقه، وليست حدثًا فريدًا من نوعه في التطور النوعي. [ 56 ]

استعرض جون روث وصوفي مايسنييه-باتين المنهجيات المتبعة في كلٍ من الطفرات المتأخرة لفريق لينسكي والطفرات السريعة لفريق فان هوفويجن على بكتيريا الإشريكية القولونية . ويجادلان بأن كلا الفريقين لاحظا التسلسل نفسه من التنشيط والتفعيل والتحسين، وصولًا إلى ظهور متغيرات Cit + متشابهة. [ 57 ] ووفقًا لهما، فإن فترة لينسكي التي تقل عن يوم واحد، والتي يخضع خلالها استخدام السترات للانتقاء، تليها فترة تخفيف بمقدار 100 ضعف، ثم فترة نمو على الجلوكوز لا تُحفز استخدام السترات، قللت في نهاية المطاف من احتمالية تراكم الطفرات التكيفية المبكرة في بكتيريا الإشريكية القولونية من فترة انتقاء إلى أخرى. [ 57 ] في المقابل، سمح فريق فان هوفويجن بفترة انتقاء مستمرة لمدة 7 أيام، مما أدى إلى تطور أسرع لبكتيريا الإشريكية القولونية المُستخدمة للسترات . يشير روث ومايسنييه-باتين إلى أن التخفيف المتسلسل لبكتيريا الإشريكية القولونية وفترة الانتقاء القصيرة لاستخدام السترات في ظل ظروف LTEE قد أعاقا بشكل دائم كل جيل من بكتيريا الإشريكية القولونية من الوصول إلى المراحل التالية من استخدام السترات الهوائي. [ 57 ]

يجادل لينسكي بأن المشكلة لا تكمن في التجارب أو البيانات، بل في تفسيرات فان هوفويجن وآخرون، ومايسنييه-باتين وروث. [ 58 ] ووفقًا له، لم يكن التطور السريع لـ Cit + غير متوقع بالضرورة، إذ تمكن فريقه أيضًا من إنتاج طفرات Cit + متعددة في غضون أسابيع قليلة خلال تجارب إعادة التشغيل. [ 59 ] ويجادل بأن تجربة LTEE لم تُصمم لعزل الطفرات المستخدمة للسترات أو للتعامل مع التنوع البيولوجي، الذي يُعد عمليةً وليس حدثًا. علاوة على ذلك، جادل بأن تطور Cit + في تجربة LTEE كان مشروطًا بطفرات تراكمت سابقًا. [ 59 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ بينيسي، إليزابيث (14 نوفمبر 2013). "الرجل الذي حبس التطور". مجلة ساينس . 342 (6160): 790-793 . Bibcode : 2013Sci...342..790P . doi : 10.1126/science.342.6160.790 . PMID 24233702 . 
  2. 1 2 "صور" . مختبر بلونت . تم الاسترجاع في 28-05-2016 .
  3. لينسكي ، ريتشارد إي. (2000). "مصدر السلالة المؤسسة" . صفحة ريتشارد إي. لينسكي الرئيسية . جامعة ولاية ميشيغان. مؤرشف من الأصل في 31 مايو 2018. تم الاسترجاع في 18 يونيو 2008 .
  4. ↑ "بعض التجاعيد في الزمن" . Telliamed Revisited . 2017-03-13 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2017-03-13 .
  5. ↑ لينسكي، ريتشارد إي. (2020-03-09). "نقاطع هذه التجربة" . تيلياميد ريفيزيتد . تم الاسترجاع في 2025-07-26 .
  6. ↑ "لقد عادوا!" . Telliamed Revisited . 2020-09-22 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2021-06-17 .
  7. 1 2 باريك، جيفري (21-06-2022). "انطلاق تجربة التطور طويل الأمد في جامعة تكساس في أوستن" . تجربة التطور طويل الأمد . تم الاسترجاع في 22-06-2022 .
  8. ↑ "80,000 جيل: رقم قياسي أولمبي جديد - تجربة التطور طويل الأمد" .
  9. 1 2 3 4 5 6 بلونت، زاكاري د.؛ بورلاند، كريستينا ز.؛ لينسكي، ريتشارد إي. (2008). "الظروف التاريخية الطارئة وتطور ابتكار رئيسي في مجموعة تجريبية من بكتيريا الإشريكية القولونية " . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 105 (23 ) : 7899-906 . Bibcode : 2008PNAS..105.7899B . doi : 10.1073 / pnas.0803151105 . JSTOR 25462703. PMC 2430337. PMID 18524956 .   
  10. 1 2 3 4 5 بلونت، زد دي، باريك، جيه إي، ديفيدسون، سي جيه، لينسكي، آر إي (27 سبتمبر 2012). "التحليل الجينومي لابتكار رئيسي في مجموعة تجريبية من بكتيريا الإشريكية القولونية " . مجلة نيتشر . 489 (7417): 513-518 . Bibcode : 2012Natur.489..513B . doi : 10.1038/nature11514 . PMC 3461117. PMID 22992527 .  
  11. 1 2 3 4 5 "علم الأحياء الخلوي: استخدام السترات" . EVO-ED . جامعة ميشيغان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 2019-06-06.
  12. 1 2 3 رينولدز، سي إتش؛ سيلفر، إس (ديسمبر 1983). "استخدام السترات بواسطة الإشريكية القولونية: أنظمة مشفرة بالبلازميد والكروموسوم" . مجلة علم البكتيريا . 156 (3): 1019-1024 . doi : 10.1128/JB.156.3.1019-1024.1983 . PMC 217945. PMID 6358185 .  
  13. ↑ "البحث طويل الأمد في علم الأحياء البيئي (LTREB)" . المؤسسة الوطنية للعلوم. 9 ديسمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 10 يونيو 2024 .
  14. ↑ "خمس سنوات أخرى" . Telliamed Revisited . 2020-05-04 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2020-05-09 .
  15. ↑ "عودة الاكتشاف" . natsci.msu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 أغسطس 2025 .
  16. 1 2 3 4 5 لينسكي، ريتشارد إي. (2010). "التطور الظاهري والجيني خلال تجربة استمرت 20000 جيل مع بكتيريا الإشريكية القولونية " . مراجعات تربية النبات . ص 225-265 . doi : 10.1002/9780470650288.ch8 . ISBN  978-0-471-46892-9. S2CID 82586203 . 
  17. ↑ فوكس، جيريمي دبليو؛ لينسكي، ريتشارد إي. (23 يونيو 2015). "من هنا إلى الأبدية - نظرية وممارسة تجربة طويلة حقًا" . مجلة PLOS Biology . 13 (6) e1002185. doi : 10.1371/journal.pbio.1002185 . PMC 4477892. PMID 26102073 .  
  18. ↑ بلونت، زاكاري د . (25 مارس 2015). "الإمكانات غير المستنفدة لبكتيريا الإشريكية القولونية" . eLife . 4 e05826. Bibcode : 2015eLife...405826B . doi : 10.7554/eLife.05826 . PMC 4373459. PMID 25807083 .  
  19. 1 2 "DM25 وسط سائل" . lenski.mmg.msu.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2022-05-06 .
  20. 1 2 3 4 5 بلونت، زاكاري د. (أغسطس 2016). "دراسة حالة في الطوارئ التطورية" . دراسات في تاريخ وفلسفة العلوم، الجزء ج: دراسات في تاريخ وفلسفة العلوم البيولوجية والطبية الحيوية . 58 : 82-92 . doi : 10.1016/j.shpsc.2015.12.007 . PMID 26787098 . 
  21. ↑ فيتزجيرالد، جورج؛ ويليامز، لوثر س. (أبريل 1975). "إجراء مُعدّل لإثراء البنسلين لاختيار الطفرات البكتيرية" . مجلة علم البكتيريا . 122 (1): 345-346 . doi : 10.1128/JB.122.1.345-346.1975 . PMC 235679. PMID 1091629 .  
  22. ↑ واجيج، دبليو؛ براون، في (يناير 1981). "نقل سترات الحديديك في الإشريكية القولونية يتطلب بروتين مستقبل الغشاء الخارجي fecA" . مجلة علم البكتيريا . 145 (1): 156-163 . doi : 10.1128/JB.145.1.156-163.1981 . PMC 217256. PMID 7007312 .  
  23. ↑ لينسكي، ريتشارد إي. (2000). "نظرة عامة على تجربة التطور طويل الأمد لبكتيريا الإشريكية القولونية " . صفحة ريتشارد إي. لينسكي الرئيسية . جامعة ولاية ميشيغان. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 أغسطس 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 يونيو 2008 .
  24. ↑ لينسكي، ريتشارد (2010). "نظرة عامة على تجربة التطور طويل الأمد لبكتيريا الإشريكية القولونية " . myxo.css.msu.edu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 29 يونيو 2023 .
  25. ↑ وايزر، إم جيه؛ ريبك، إن؛ لينسكي، آر إي (14 نوفمبر 2013). "ديناميكيات التكيف طويلة الأمد في التجمعات اللاجنسية" . مجلة ساينس . 342 (6164): 1364-1367 . رمز Bibcode : 2013Sci...342.1364W . doi : 10.1126/science.1243357 . PMID 24231808. S2CID 15341707 .  
  26. ↑ شاربينغ، ناثانيال (16 ديسمبر 2015). "هل يمكن للتطور أن يُنتج كائنًا حيًا "مثاليًا"؟" . مجلة ديسكفر . مؤرشف من الأصل في 20 ديسمبر 2015. تم الاطلاع عليه في 18 ديسمبر 2015 .
  27. ↑ لينسكي، ريتشارد إي؛ وآخرون (2015). "مكاسب اللياقة المستدامة والتباين في مسارات اللياقة في تجربة التطور طويل الأمد مع الإشريكية القولونية " . وقائع الجمعية الملكية ب: العلوم البيولوجية . 282 (1821). 20152292. doi : 10.1098 / rspb.2015.2292 . PMC 4707762. PMID 26674951 .   
  28. ↑ كازناتشيف، أرتيم (مايو 2019). "التعقيد الحسابي كقيد نهائي على التطور" . علم الوراثة . 212 (1): 245-265 . doi : 10.1534/genetics.119.302000 . PMC 6499524. PMID 30833289 .  
  29. ↑ سنيغوفسكي، بول د.؛ جيريش، فيليب ج.؛ لينسكي، ريتشارد إي. (يونيو 1997). "تطور معدلات الطفرات العالية في مجموعات تجريبية من الإشريكية القولونية" . مجلة نيتشر . 387 (6634): 703-705 . Bibcode : 1997Natur.387..703S . doi : 10.1038/42701 . PMID: 9192894. S2CID : 4351382 .  
  30. ↑ باريك، جيه إي؛ لينسكي، آر إي (23 سبتمبر 2009). "التنوع الطفري على مستوى الجينوم في مجموعة متطورة من الإشريكية القولونية" . ندوة كولد سبرينغ هاربور حول البيولوجيا الكمية . 74 : 119-129 . doi : 10.1101/sqb.2009.74.018 . PMC 2890043. PMID 19776167 .  
  31. ↑ باريك، جيفري إي.؛ يو، دونغ سو؛ يون، سونغ هو؛ جيونغ، هايونغ؛ أوه، تاي كوانغ؛ شنايدر، دومينيك؛ لينسكي، ريتشارد إي.؛ كيم، جيهيون إف. (18 أكتوبر 2009). "تطور الجينوم والتكيف في تجربة طويلة الأمد مع الإشريكية القولونية". مجلة نيتشر . 461 (7268): 1243-1247 . Bibcode : 2009Natur.461.1243B . doi : 10.1038/nature08480 . PMID: 19838166. S2CID : 4330305 .  
  32. ↑ فيليب، نادج؛ بيلوسي، لودوفيك؛ لينسكي، ريتشارد إي؛ شنايدر، دومينيك (2008). "تطور تركيز البروتين الرابط للبنسلين 2 وشكل الخلية خلال تجربة طويلة الأمد على الإشريكية القولونية " . مجلة علم البكتيريا . 191 (3): 909-21 . doi : 10.1128/JB.01419-08 . PMC 2632098. PMID 19047356 .  
  33. ↑ كوبر، فون س.؛ لينسكي، ريتشارد إي. (أكتوبر 2000). "علم الوراثة السكانية للتخصص البيئي في تجمعات الإشريكية القولونية المتطورة". مجلة نيتشر . 407 (6805): 736-739 . Bibcode : 2000Natur.407..736C . doi : 10.1038/35037572 . PMID 11048718. S2CID 205009743 .  
  34. ↑ ليبي، نيكولاس؛ ماركس، كريستوفر جيه؛ موران، نانسي أ. (18 فبراير 2014). "التآكل الأيضي الناتج أساسًا عن تراكم الطفرات، وليس عن المقايضات، هو ما يدفع التطور المحدود لتخصص الركيزة في الإشريكية القولونية" . مجلة PLOS Biology . 12 (2) e1001789. doi : 10.1371/journal.pbio.1001789 . PMC 3928024. PMID 24558347 .  
  35. ↑ روزن، دانيال إي.؛ لينسكي، ريتشارد إي. (يناير 2000). "التطور التجريبي طويل الأمد في الإشريكية القولونية . 8. ديناميكيات تعدد الأشكال المتوازن". المجلة الأمريكية لعلم الطبيعة . 155 (1): 24-35 . Bibcode : 2000ANat..155...24R . doi : 10.1086/303299 . PMID 10657174. S2CID 4440384 .  
  36. ↑ روزن، دانيال إي.؛ شنايدر، دومينيك؛ لينسكي، ريتشارد إي. (27 يونيو 2005). "التطور التجريبي طويل الأمد في الإشريكية القولونية. الثالث عشر. التاريخ التطوري لتعدد الأشكال المتوازن". مجلة التطور الجزيئي . 61 (2): 171-180 . Bibcode : 2005JMolE..61..171R . doi : 10.1007/ s00239-004-0322-2 . PMID 15999245. S2CID 6970967 .  
  37. ↑ فان أوس، إس بي؛ كارفونيس، إيه آر (23 مايو 2019). "ولادة جين جديد" . مجلة PLOS Genetics . 15 (5) e1008160. doi : 10.1371/journal.pgen.1008160 . PMC 6542195. PMID 31120894 .  
  38. ↑ تينايلون، أو؛ باريك، جيه إي؛ ريبك، إن؛ ديثريج، دي إي؛ بلانشارد، جيه إل؛ داسغوبتا، إيه؛ وو، جي سي؛ ويلغوس، إس؛ كروفيليه، إس؛ ميديغ، سي؛ شنايدر، دي؛ لينسكي، آر إي (11 أغسطس 2016). " وتيرة ونمط تطور الجينوم في تجربة استمرت 50000 جيل" . مجلة نيتشر . 536 (7615): 165-170 . Bibcode : 2016Natur.536..165T . doi : 10.1038/nature18959 . PMC 4988878. PMID 27479321 .  
  39. ↑ أوز-زمان، م.ح؛ دالتون، س؛ باريك، ج.إ؛ أوشمان، هـ (7 مايو 2024). "تجنيد المحفز يقود ظهور الجينات الأولية في تجربة تطورية طويلة الأمد مع الإشريكية القولونية" . مجلة PLOS Biology . 22 (5) e3002418. doi : 10.1371/journal.pbio.3002418 . PMC 11101190. PMID 38713714 .  
  40. ↑ "حول تطور استخدام السترات" . Telliamed Revisited . 2016-02-20 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2016-05-26 .
  41. ↑ لارا، إف جيه إس ؛ ستوكس، جيه إل (1952). "أكسدة السترات بواسطة الإشريكية القولونية " . مجلة علم البكتيريا . 63 (3): 415-420 . doi : 10.1128/JB.63.3.415-420.1952 . PMC 169284. PMID 14927574 .  
  42. ↑ لوتجينز، م.؛ جوتشالك، ج. (1 يوليو 1980). "لماذا يُعدّ وجود ركيزة مساعدة ضروريًا لنمو الإشريكية القولونية اللاهوائي على السترات؟" . علم الأحياء الدقيقة . 119 (1): 63-70 . doi : 10.1099/00221287-119-1-63 . PMID 6997437 . 
  43. ↑ بوس، كلاس مارتينوس؛ ديمروث، بيتر؛ بوت، مايكل (أغسطس 1998). " ناقل السترات CitT في الإشريكية القولونية : عضو في عائلة ناقلات بكتيرية جديدة مرتبطة بناقل 2-أوكسوغلوتارات/مالات من بلاستيدات السبانخ الخضراء" . مجلة علم البكتيريا . 180 (16): 4160-4165 . Bibcode : 1998JBact.180.4160P . doi : 10.1128/JB.180.16.4160-4165.1998 . PMC 107412. PMID 9696764 .  
  44. ↑ هول، بي جي (يوليو 1982). " طفرة كروموسومية لاستخدام السترات بواسطة الإشريكية القولونية K-12" . مجلة علم البكتيريا . 151 (1): 269-273 . doi : 10.1128/JB.151.1.269-273.1982 . PMC 220237. PMID 7045076 .  
  45. ↑ " Escherichia coli K-12 substr. MG1655 citT" . ecocyc.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23-05-2016 .
  46. ↑ ديجاردان، إريك (2011-01-01). "التاريخية والتطور التجريبي" . علم الأحياء والفلسفة . 26 (3): 339-364 . doi : 10.1007/s10539-011-9256-4 . S2CID 83908986 . 
  47. ↑ بيتي، جون؛ كاريرا، إيزابيل (1 يناير 2011). "عندما لم يكن ما كان مقدراً له أن يحدث حتمياً: التاريخ، الصدفة، السرد، التطور" . مجلة فلسفة التاريخ . 5 (3): 471-495 . doi : 10.1163/187226311x599916 .
  48. ↑ "صور" . مختبر بلونت . تم الاسترجاع في 2017-10-06 .
  49. ↑ إروين، دوغلاس هـ. (أكتوبر 2015). "الجدة والابتكار في تاريخ الحياة" . علم الأحياء الحالي . 25 (19): R930 –R940. Bibcode : 2015CBio...25.R930E . doi : 10.1016/j.cub.2015.08.019 . PMID 26439356 . 
  50. ↑ كواندت، إريك م.؛ ديثريج، دانيال إي.؛ إلينغتون، أندرو د.؛ جورجيو، جورج؛ باريك، جيفري إي. (11 فبراير 2014). "إعادة التركيب والتسلسل الجينومي المتكرر يكشفان عن خطوة تحسين رئيسية في تطور ابتكار أيضي في الإشريكية القولونية " . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 111 (6): 2217-2222 . Bibcode : 2014PNAS..111.2217Q . doi : 10.1073 / pnas.1314561111 . PMC 3926077. PMID 24379390 .  
  51. ↑ كواندت، إريك م؛ غوليهار، جيمي؛ بلونت، زاكاري د؛ إلينغتون، أندرو د؛ جورجيو، جورج؛ باريك، جيفري إي (14 أكتوبر 2015). " ضبط تدفق سيترات سينثاز بدقة يعزز ويحسن الابتكار الأيضي في تجربة لينسكي للتطور" . eLife . 4. doi : 10.7554 /eLife.09696 . PMC 4718724. PMID 26465114 .  
  52. ↑ تيرنر، كارولين ب.؛ بلونت، زاكاري د.؛ ميتشل، دانيال هـ.؛ لينسكي، ريتشارد إي. (2023). "تطور تفاعل التغذية المتبادلة في أعقاب ابتكار رئيسي في تجربة تطور طويلة الأمد مع الإشريكية القولونية" . علم الأحياء الدقيقة . 169 (8). bioRxiv 10.1101/020958 . doi : 10.1099/mic.0.001390 . 
  53. ↑ ساي، تينا هيسمان (9 سبتمبر 2015). "انقراض الكائنات الحية في زجاجة المختبر كان محض صدفة، وفقًا لتجربة" . أخبار العلوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يونيو 2016 .
  54. ↑ تيرنر، كارولين ب.؛ بلونت، زاكاري د.؛ لينسكي، ريتشارد إي.؛ كوهان، فريدريك م. (18 نوفمبر 2015). " إعادة تشغيل التطور لاختبار سبب انقراض نمط بيئي واحد في مجموعة سكانية متطورة تجريبياً" . PLOS ONE . 10 (11) e0142050. Bibcode : 2015PLoSO..1042050T . doi : 10.1371/journal.pone.0142050 . PMC 4651540. PMID 26581098 .  
  55. ↑ هول، باري (يوليو 1982). " طفرة كروموسومية لاستخدام السترات بواسطة الإشريكية القولونية K-12" . مجلة علم البكتيريا . 151 (1): 269-273 . doi : 10.1128/jb.151.1.269-273.1982 . PMC 220237. PMID 7045076 .  
  56. 1 2 3 فان هوفويجن، داستن جيه؛ هوفد، كارولين جيه؛ مينيتش، سكوت إيه؛ سيلهافي، تي جيه (1 أبريل 2016). " التطور السريع لاستخدام السترات بواسطة الإشريكية القولونية عن طريق الانتقاء المباشر يتطلب citT وdctA" . مجلة علم البكتيريا . 198 (7): 1022-1034 . doi : 10.1128/JB.00831-15 . PMC 4800869. PMID 26833416 .  
  57. روث ، جون ر .؛ مايسنييه-باتين، صوفي؛ سيلهافي، ت. ج. (1 أبريل 2016). "إعادة تفسير تجارب التطور طويل الأمد: هل التكيف المتأخر مثال على الظروف التاريخية الطارئة أم نتيجة للاختيار المتقطع؟" . مجلة علم البكتيريا . 198 (7): 1009-1012 . doi : 10.1128/JB.00110-16 . PMC 4800865. PMID 26883821 .  
  58. ↑ "بيانات متشابهة، استنتاجات مختلفة | مجلة ساينتست®" . ساينتست . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21-05-2016 .
  59. 1 2 لينسكي، ريتشارد (2016-02-20). "حول تطور استخدام السترات" . إعادة النظر في تيلياميد .

للمزيد من القراءة