Michael Lynch：随机遗传漂变，突变，生物能量和细胞生物特性的起源

        2023年11月29日，Arizona State University生命科学学院Michael Lynch教授在生科院245报告厅进行了一场精彩的演化生物学讲座。生命演化研究中心周琦教授主持了本次报告，生科院、医学院等学院多名师生参与其中并展开深入讨论。

        Michael Lynch是美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士，Arizona State University生命科学学院教授、演化生物中心主任。他曾担任美国遗传学会、分子生物学与演化学会、演化研究学会和美国遗传学会的主席。研究重点是基因、基因组、细胞和表型水平的演化机制，特别关注突变、随机遗传漂变和染色体重组的作用。Lynch教授提出了解释不同物种突变率差异的遗传漂变障碍假说(drift barrier hypothesis)，确认了生物的突变率下限主要取决于自然选择和遗传漂变的相互拮抗，进一步由物种的有效种群大小决定，同时创立了演化细胞生物学这一分支学科。在Nature、Science等重要刊物上发表了300多篇同行评议论文，出版专著3部。2021年获得分子生物学与演化学会颁发的终身研究成就奖(SMBE Lifetime Research Achievements Award)。

        Michael Lynch教授本次报告的题目为“Drift, Mutation, Bioenergetics, and the Origin of Cell-biological Features”（随机遗传漂变，突变，生物能量和细胞生物特性的起源）。大多数动物学家认为自然选择在演化中扮演着重要角色——认为在有机生物之间，美丽和复杂的相互适应的能力没有限制。但是Lynch教授认为自然界中生物性状的演化不是没有限制，例如生物的身体大小，突变率和重组率等，和有效种群大小或基因组大小呈负相关。因此他提出来漂变屏障假说（Drift-Barrier Hypothesis）：选择可以提升性状的适应性能力，但并不是无限制的，漂变决定了其最大值。随后Lynch教授从数学的角度展示了漂变在种群演化过程中扮演的重要角色，且强度是不可忽略的，并展示了其近15年的研究结果：（1）突变率随着有效种群大小的增加而降低；（2）最大生长速率随着真核生物的细胞/身体大小的增加而降低；（3）较小有效种群的生物游泳效率降低。这些研究均显示，从原核到真核生物，不同性状的展现程度（trait performance）与有效种群大小呈负相关，支持漂变屏障假说。最后，Lynch教授从能量和分子机制层面解释了漂变屏障假说，并指出在有效种群较小的种群中，轻微有害的突变有更多的可能性保留下来，最终造成复杂但效率低下的表型。

        在Michael Lynch教授精彩的讲座结束后，会场中热烈讨论起来。听众中不乏对漂变屏障假说充满兴趣的年轻研究者，他们提出了一些关于遗传漂变与自然选择的问题。Lynch教授对每个问题都耐心且详细地回答，他的回答既有深度又有广度，不时引发听众间的点头和赞叹。有在座教授评论说“This is the most dense talk that I have listened to for the past several years. ”讨论氛围热烈而友好，学术的火花在这些交流中不断碰撞和闪耀。