Новый генетический инструмент помогает отвечать на эволюционные вопросы

В эпоху больших данных инновации в технологии генетического секвенирования позволяют ученым создавать огромные наборы данных, описывающие геномы разнообразных видов Земли. Чтобы раскрыть секреты этих данных, необходимы современные статистические инструменты.

Исследователи из Университета штата Мичиган разработали новый метод для анализа сложных паттернов генетической изменчивости в больших наборах данных с широким географическим охватом. Метод под названием conStruct, представленный в журнале Genetics, преодолевает основные недостатки предыдущих подходов и находится в свободном доступе.

Как работает метод

Одна из первых задач анализа геномных данных — описать и категоризировать изменчивость на дискретные популяции. Часто на генетическое родство влияет география: чем больше расстояние между организмами, тем дальше в истории их родословных нужно искать общего предка. Это создает эффект изоляции расстоянием, который создает статистические сложности для описания изменчивости внутри и между группами.

Метод conStruct решает эти проблемы, позволяя ученым точнее определять общие черты и различия между популяциями.

Практическое применение

В статье исследователи проиллюстрировали полезность своего подхода, применив его к геномным данным:

  • Тополя, распространенные в Северном полушарии. Разные виды тополя часто растут рядом и там, где их ареалы перекрываются, происходит гибридизация.
  • Медведи Северной Америки.

Анализ данных по тополям с помощью conStruct позволил команде:

  1. Оценить степень гибридизации между двумя видами тополя.
  2. Определить, проходит ли значимая популяционная граница строго по видовой границе.
  3. Выявить наличие внутренней субструктуры внутри видов.

Значение для науки

Понимание генетического родства особей критически важно для многих областей:

Точный анализ популяционной структуры может оказаться бесценным, особенно для природоохранных усилий. Эти геномные паттерны также дадут новые insights в эволюцию человека.

Будущее развитие

Следующий этап исследования — попытка добавить в conStruct четвертое измерение (время). Команда Гидеона Брэдберда надеется научить метод работать с историческими или древними образцами ДНК, чтобы понять, как и почему популяции изменяются — или замещаются соседними — с течением времени.

2018-09-13