果蝇谱系中二核苷酸偏好驱动密码子偏好逆转的进化动力学解析

来自多所机构的研究人员通过精细群体遗传学分析，揭示了黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)谱系中同义密码子偏好逆转的分子机制。该研究整合基因组多态性数据与祖先序列重建，发现NAC→NAT密码子的适应性逆转现象，证实二核苷酸偏好(ApT>ApC)在编码区和非编码区的普遍作用，揭示了翻译选择与二核苷酸拮抗作用平衡的动态演化规律，为近中性进化理论提供了新见解。

　　

这项突破性研究揭开了果蝇进化史中令人费解的同义密码子偏好逆转之谜。通过比较黑腹果蝇(D. melanogaster)和拟果蝇(D. simulans)谱系的基因组多态性模式，研究者捕捉到NAT密码子取代NAC密码子的反常进化轨迹。精妙的群体遗传学分析显示，X染色体位点比常染色体表现出更显著的等位基因频率差异和固定速率加速，暗示着自然选择效力的动态变化。

有趣的是，这种偏好逆转特异性地发生在能被queuosine修饰tRNA识别的NAY密码子家族。但真正的幕后推手其实是基因组普遍存在的二核苷酸偏好——ApT组合始终压制着ApC组合，这种效应在编码区和非编码区均持续存在。当翻译选择对GC结尾密码子的偏好与二核苷酸偏好(ApT>ApC)产生冲突时，二者博弈的动态平衡最终导致了表观密码子偏好逆转现象。

研究还发现，虽然果蝇模拟种(D. simulans)谱系仍保持典型的GC-ending密码子固定偏好，但不同同义密码子家族的选择强度存在显著异质性。这些发现不仅重新定义了我们对近中性进化过程的理解，更揭示了二核苷酸组成在基因组进化中的基础性调控作用。