Получивший название CALANGO (сравнительный анализ с использованием геномных компонентов на основе аннотаций), он потенциально может помочь генетикам исследовать жизненно важные вопросы, такие как устойчивость к антибактериальным препаратам и улучшение качества сельскохозяйственных культур.

Эта работа, "CALANGO: инструмент сравнительной геномики с учетом филогении для выявления количественных ассоциаций генотип-фенотип у разных видов", была опубликована в журнале Узоры. Это результат четырехлетнего сотрудничества между Университетом Астон, Федеральным университетом Минас-Жерайс в Бразилии и другими партнерами в Бразилии, Норвегии и США.

Сходство между видами может проистекать либо из общего происхождения (гомология), либо из общего эволюционного давления (конвергентная эволюция). Например, вороны, голуби и летучие мыши - все они могут летать, но первые двое - птицы, тогда как летучие мыши - млекопитающие.

Это означает, что биология полета у воронов и голубей, вероятно, имеет общие генетические аспекты из-за их общего происхождения. Оба вида способны летать в наши дни, потому что их последний общий предок - птица-предок - тоже был летающим организмом.

Напротив, летучие мыши обладают способностью летать благодаря потенциально иным генам, чем у птиц, поскольку последний общий предок птиц и млекопитающих не был летающим животным.

Для того, чтобы отделить генетические компоненты, общие благодаря общему происхождению, от тех, которые являются общими из-за общего эволюционного давления, требуются сложные статистические модели, учитывающие общее происхождение.

До сих пор это было препятствием для ученых, которые хотят понять возникновение сложных признаков у разных видов, главным образом из-за отсутствия надлежащих рамок для исследования этих ассоциаций.

Новое программное обеспечение было разработано для эффективного использования огромного количества геномных, эволюционных и функциональных аннотационных данных для изучения генетических механизмов, лежащих в основе сходных характеристик между различными видами, имеющими общих предков.

Хотя статистические модели, используемые в этом инструменте, не новы, это первый случай, когда они были объединены для извлечения новой биологической информации из геномных данных.

Этот метод потенциально может быть применен во многих различных областях исследований, позволяя ученым более глубоко анализировать огромные объемы генетических данных из открытых источников, принадлежащих тысячам организмов.

Доктор Фелипе Кампело (Felipe Campelo) с кафедры компьютерных наук Колледжа инженерных и физических наук Астонского университета сказал: "Есть много интересных примеров того, как этот инструмент может быть применен для решения основных проблем, стоящих перед нами сегодня. Они включают изучение коэволюции бактерий и бактериофагов и выявление факторов, связанных с размером растений, что имеет прямые последствия как для сельского хозяйства, так и для экологии".

"Другие потенциальные области применения включают поддержку исследований устойчивости бактерий к антибиотикам и урожайности видов растений и животных, имеющих экономическое значение".

Автор исследования, доктор Франсиско Перейра Лобо из департамента генетики, экологии и эволюции Федерального университета Минас-Жерайс в Бразилии, сказал: "Большинство генетических и фенотипических вариаций происходит между различными видами, а не внутри них. Наш недавно разработанный инструмент позволяет генерировать проверяемые гипотезы об ассоциациях генотип-фенотип у нескольких видов, что позволяет расставлять приоритеты в отношении целей для последующей экспериментальной характеристики ".

Дополнительная информация: https://labpackages.github.io/CALANGO/