Nowe algorytmy tworzenia sieci ewolucyjnych

Rekonstrukcja historii poprzez tworzenie drzew ewolucyjnych z wzorcami pokrewieństwa organizmów jest ugruntowaną praktyką naukową. W ostatnich latach tym modelem objęto też sieci filogenetyczne, które pozwalają dokładniej uchwycić przesunięcia genetyczne zachodzące pomiędzy pokoleniami.

Projekt "New algorithmic and mathematical tools to construct a net of life" (LIFENET) ma na celu udoskonalenie narzędzi matematycznych i komputerowych wykorzystywanych do tworzenia tych sieci. Byłoby to pomocne w analizowaniu danych w celu uzyskiwania wartościowej wiedzy biologicznej.

Projekt LIFENET pozwolił opracować pierwszy algorytm, który dokładnie ilustruje krzyżowanie międzygatunkowe poprzez scalenie wielu drzew ewolucyjnych w jedną sieć. Udało się też zdefiniować największą i najmniejszą liczbę drzew potrzebnych do zrekonstruowania sieci w przypadku gatunku, który rozmnaża się bezpłciowo, poprzez transfer genów.

Członkowie zespołu analizowali również złożoność sieci, rozkładając je na pojedyncze drzewa, co ułatwia wyjaśnianie skomplikowanych zagadnień. Ponadto naukowcy zaproponowali nową definicję terminu "parsymonia" do stosowania wśród naukowców zajmujących się filogenetyką (ten termin dotyczy głównie wybierania najłatwiejszego wyjaśnienia, które odpowiada faktom) i algorytm badania sieci metodami parsymonii.

Projekt pozwolił nawiązać współpracę pomiędzy naukowcami z Niemiec, Holandii, Nowej Zelandii i USA. Badanie LIFENET daje wgląd w ewolucję wirusów, takich jak HIV, co jest niezbędne do prac nad lekami.