PhyloNet: программное обеспечение для моделирования сложных эволюционных сетей
Исследователи из Университета Райса разработали PhyloNet — открытое программное обеспечение, которое строит модели эволюции в виде сетей, а не традиционных деревьев. Метод максимального правдоподобия, описанный в Proceedings of the National Academy of Sciences, позволяет PhyloNet учитывать как вертикальное (от родителей к потомкам), так и горизонтальное наследование генетического материала.
Ключевые особенности и преимущества:
- Учет горизонтального переноса генов и гибридизации: Древовидные модели скрывают эти процессы, в то время как сетевые модели PhyloNet становятся более подходящим инструментом для их описания.
- Учет неполной сортировки линий: Программа учитывает, что генетические данные могут содержать эволюционные сигналы, не соответствующие установленной линии вида.
- Повышенная точность: Существующие методы, игнорирующие эти сложности, часто переоценивают количество гибридизаций. PhyloNet отличает сигналы гибридизации от других случайных эволюционных процессов.
Тестирование и результаты:
Программу протестировали на двух наборах данных:
- Сгенерированных компьютером, что подтвердило её точность.
- Реальных геномах мышей из Европы и Азии. Анализ выявил гибридизацию, в частности, генетический сигнал от мышей из Казахстана у мышей во Франции и Германии.
Перспективы:
PhyloNet позволит биологам систематически анализировать огромные массивы геномных данных, накопленные за последние десятилетия, для поиска свидетельств гибридизации. Исследователь Луай Нахле и его коллега Кристофер Джермейн также получили грант NSF в $1.1 млн на анализ эволюционных паттернов с помощью байесовского вывода.