التطور الجيني: تحسين التنبؤات الوظيفية للجينات غير المميزة من خلال التحليل التطوري

تُعد القدرة على التنبؤ بدقة بوظيفة الجينات استنادًا إلى تسلسل الجين أداة مهمة في العديد من مجالات البحث البيولوجي. أصبحت مثل هذه التنبؤات مهمة بشكل خاص في عصر الجينوم، حيث يتم توليد العديد من تسلسلات الجينات مع قليل أو بدون معلومات وظيفية محددة تجريبيًا. تعتمد جميع طرق التنبؤ بالوظائف تقريبًا على تحديد وتوصيف وقياس مدى التشابه بين جين الاهتمام والجينات التي تتوفر معلومات وظيفية عنها. نظرًا لأن التسلسل هو العامل الرئيسي المحدد للوظيفة، يُعتبر التشابه في التسلسل دليلاً على تشابه الوظيفة. لا شك أن هذا الافتراض سليم في معظم الحالات. ومع ذلك، فإن التشابه في التسلسل لا يضمن وظائف متطابقة، وغالبًا ما يكون من الشائع أن تحتوي مجموعات الجينات المتشابهة في التسلسل على وظائف متنوعة (على الرغم من كونها عادةً ذات صلة). لذلك، فإن تحديد التشابه في التسلسل غالبًا ما لا يكون كافيًا لتعيين وظيفة متوقعة لجين غير مميز؛ بل يجب أن تكون هناك طريقة لاختيار بين الجينات المتشابهة ذات الوظائف المختلفة. في مثل هذه الحالات، تقوم معظم طرق التنبؤ الوظيفي بتعيين الوظائف المحتملة من خلال قياس مستويات التشابه بين الجينات. أقترح أنه يمكن تحسين التنبؤات الوظيفية بشكل كبير من خلال التركيز على كيفية تشابه الجينات في التسلسل (أي، التطور) بدلاً من التركيز على التشابه في التسلسل نفسه. من الراسخ أن العديد من جوانب البيولوجيا المقارنة يمكن أن تستفيد من الدراسات التطورية (Felsenstein 1985)، وعلم الأحياء الجزيئي المقارن ليس استثناءً.