Новый инструмент CASTER позволяет проводить филогеномный анализ целых геномов

Инженеры-электрики из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали улучшенный метод сравнительного анализа целых геномов. Этот подход можно использовать для изучения родства между различными видами в геологических масштабах времени.

Новый метод, названный CASTER, может привести к открытиям в понимании того, как эволюция сформировала современные геномы и как устроено древо жизни. Работа опубликована в журнале Science 23 января 2025 года.

CASTER предлагает биологам гораздо более масштабируемый подход для сравнения полных геномов по сравнению с современными методами. Это особенно актуально в условиях взрывного роста числа секвенированных геномов как ныне живущих, так и вымерших видов.

Все эти геномы доступны для сравнительного изучения с помощью филогеномного анализа. CASTER предоставляет интерпретируемые результаты, которые помогут биологам понять не только родственные связи видов, но и мозаику эволюционных историй по всему геному.

«С начала 2000-х годов бесчисленные исследования заявляли о реконструкции филогении "в масштабе всего генома"; однако все они основывались на выборке регионов, разбросанных по геномам, что в сумме составляло лишь небольшую долю каждого полного генома, участвующего в исследовании. Анализ всех геномных позиций с использованием сложных моделей казался недостижимым», — отметил Сиаваш Мирараб, профессор электротехники и автор-корреспондент статьи в Science.

«Меня воодушевляет то, что теперь мы можем проводить по-настоящему общегеномные анализы, используя каждую пару оснований, выровненную по видам, и широкодоступные вычислительные ресурсы».

«Достижение этой вехи потребовало совместных усилий многих дисциплин, включая статистику, информатику и биологию», — сказал Чао Чжан, первый автор статьи.

Чжан защитил докторскую диссертацию в UC San Diego по программе «Биоинформатика и системная биология» и теперь работает на факультете Копенгагенского университета.