Inligting

Hoe om gewas filogenetiese boom te bou?

Hoe om gewas filogenetiese boom te bou?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ek wil graag weet of iemand enige sagteware probeer het wat tumor-evolusiebome konstrueer waar die stamme die algemene mutasies verteenwoordig en die private veranderings op elke tak aangeteken word. Ek kan dit met die hand doen, maar die steekproefgrootte is te groot (byna 100 pasiënte). Hier is 'n goeie voorbeeld van waarna ek soek hier op Figuur 4 http://www.nature.com/nm/journal/v21/n7/full/nm.3886.html

Enige bykomende berekeningsmodelvoorstelle is welkom.


FiloOnkologie: Verstaan ​​​​kanker deur filogenetiese analise ☆

Ondanks dekades se navorsing en 'n enorme hoeveelheid data wat daaruit voortvloei, bly kanker 'n beduidende openbare gesondheidsprobleem. Nuwe instrumente en vars perspektiewe is nodig om fundamentele insigte te verkry, om beter prognostiese en voorspellende instrumente te ontwikkel, en om verbeterde terapeutiese intervensies te identifiseer. Met toenemend algemene genoomskaal data, is een reeks algoritmes en konsepte met potensiaal om lig op kankerbiologie te werp, filogenetika, 'n wetenskaplike dissipline wat in verskillende velde gebruik word. Van die groepering van subgroepe van kankermonsters tot die opsporing van subklonale evolusie tydens kankerprogressie en metastase, die gebruik van filogenetika is 'n kragtige sisteembiologie-benadering. Goed-ontwikkelde filogenetiese toepassings bied vinnige, robuuste benaderings om hoë-dimensionele, heterogene kankerdatastelle te ontleed. Hierdie artikel is deel van 'n spesiale uitgawe getiteld: Evolusionêre beginsels - heterogeniteit in kanker?, geredigeer deur dr. Robert A. Gatenby.


Horisontale geenoordrag

Horisontale geenoordrag (HGT) is die oordrag van genetiese materiaal tussen spesies deur ander meganismes as van ouer na nageslag.

Leerdoelwitte

Verduidelik hoe horisontale geenoordrag oplossing van filogenieë moeilik kan maak

Sleutel wegneemetes

Kern punte

  • Daar word gemeen dat HGT meer algemeen in prokariote as eukariote voorkom, maar dat slegs sowat 2% van die prokariotiese genoom deur hierdie proses oorgedra kan word.
  • Baie wetenskaplikes glo dat HGT en mutasie blykbaar (veral in prokariote) 'n beduidende bron van genetiese variasie is, wat die grondstof vir die proses van natuurlike seleksie is.
  • HGT in prokariote vind plaas deur vier verskillende meganismes: transformasie, transduksie, konjugasie en via geenoordragmiddels.
  • HGT kom in plante voor deur transposons (springgene), wat tussen verskillende plantspesies oordra.
  • 'n Voorbeeld van HGT in diere is die oordrag (deur verbruik) van swamgene na insekte wat plantluise genoem word, wat die plantluise die vermoë gee om karotenoïede op hul eie te maak.

Sleutel terme

  • transformasie: die verandering van 'n bakteriese sel wat veroorsaak word deur die oordrag van DNS vanaf 'n ander, veral as dit patogenies is
  • transduksie: horisontale geenoordragmeganisme in prokariote waar gene met behulp van 'n virus oorgedra word
  • vervoeging: die tydelike samesmelting van organismes, veral as deel van seksuele voortplanting

Horisontale geenoordrag

Horisontale geenoordrag (HGT) is die inbring van genetiese materiaal van een spesie na 'n ander spesie deur ander meganismes as die vertikale oordrag van ouer(s) na nageslag. Hierdie oordragte laat selfs ver-verwante spesies (met standaard filogenie) gene deel, wat hul fenotipes beïnvloed. Daar word gemeen dat HGT meer algemeen in prokariote voorkom, maar dat slegs sowat 2% van die prokariotiese genoom deur hierdie proses oorgedra kan word. Sommige navorsers glo dat hierdie skattings voortydig is, die werklike belangrikheid van HGT vir evolusionêre prosesse moet beskou word as 'n werk wat aan die gang is. Soos die verskynsel meer deeglik ondersoek word, kan dit aan die lig kom dat dit meer algemeen voorkom. Baie evolusioniste postuleer 'n groot rol vir hierdie proses in evolusie, en bemoeilik dus die eenvoudige boommodel. ’n Aantal wetenskaplikes glo dat HGT en mutasie blykbaar (veral in prokariote) ’n beduidende bron van genetiese variasie is, wat die grondstof vir die proses van natuurlike seleksie is. Hierdie oordragte kan plaasvind tussen enige twee spesies wat 'n intieme verhouding deel, wat dus 'n laag van kompleksiteit byvoeg tot die begrip of oplossing van filogenetiese verwantskappe.

Meganismes van prokariotiese en eukariotiese horisontale geenoordrag: Horisontale geenoordrag is die inbring van genetiese materiaal van een spesie na 'n ander spesie deur ander meganismes as die vertikale oordrag van ouer(s) na nageslag. Hierdie oordragte laat selfs ver-verwante spesies (met standaard filogenie) gene deel, wat hul fenotipes beïnvloed. Voorbeelde van meganismes van horisontale geenoordrag word vir beide prokariotiese en eukariotiese organismes gelys.

HGT in Prokariote

Daar is getoon dat die meganisme van HGT redelik algemeen is in die prokariotiese domeine van Bacteria en Archaea, wat die manier waarop hul evolusie beskou word, aansienlik verander. Hierdie geenoordragte tussen spesies is die belangrikste meganisme waardeur bakterieë weerstand teen antibiotika verkry. Klassiek is gedink dat hierdie tipe oordrag deur drie verskillende meganismes plaasvind:

  • Transformasie: naakte DNA word deur 'n bakterie opgeneem.
  • Transduksie: gene word oorgedra met behulp van 'n virus.
  • Vervoeging: die gebruik van 'n hol buis wat 'n pilus genoem word om gene tussen organismes oor te dra.

Meer onlangs is 'n vierde meganisme van geenoordrag tussen prokariote ontdek. Klein, virusagtige deeltjies genoem geenoordragmiddels (GTA's) dra ewekansige genomiese segmente van een spesie prokariote na 'n ander oor. Daar is getoon dat GTA's verantwoordelik is vir genetiese veranderinge, soms teen 'n baie hoë frekwensie in vergelyking met ander evolusionêre prosesse. Die eerste GTA is in 1974 gekenmerk deur pers, nie-swael bakterieë te gebruik. Hierdie GTA's, wat vermoedelik bakteriofage is wat die vermoë verloor het om op hul eie voort te plant, dra willekeurige stukke DNA van een organisme na 'n ander. Die vermoë van GTA's om met hoë frekwensie op te tree, is gedemonstreer in gekontroleerde studies wat mariene bakterieë gebruik. Geenoordraggebeurtenisse in mariene prokariote, hetsy deur GTA's of deur virusse, is na raming so hoog as 10 13 per jaar in die Middellandse See alleen. GTA's en virusse word beskou as doeltreffende HGT-voertuie met 'n groot impak op prokariotiese evolusie.

HGT in eukariote

Alhoewel dit maklik is om te sien hoe prokariote genetiese materiaal deur HGT uitruil, is aanvanklik gedink dat hierdie proses afwesig was in eukariote. Prokariote is immers net enkelselle wat direk aan hul omgewing blootgestel word, terwyl die geslagselle van meersellige organismes gewoonlik in beskermde dele van die liggaam gesekwestreer word. Dit volg uit hierdie idee dat die geenoordragte tussen meersellige eukariote moeiliker behoort te wees. Daar word inderdaad gedink dat hierdie proses skaarser is in eukariote en 'n baie kleiner evolusionêre impak het as in prokariote. Ten spyte van hierdie feit, is HGT tussen ver-verwante organismes in verskeie eukariotiese spesies gedemonstreer. Dit is moontlik dat meer voorbeelde in die toekoms ontdek sal word.

By plante is geenoordrag waargeneem by spesies wat nie op normale wyse kan kruisbestuif nie. Daar is getoon dat transposons of “springgene” tussen rys- en gierplantspesies oorgedra word. Verder het swamspesies wat op taxusbome vreet, waarvan die anti-kankermiddel TAXOL® van die bas afgelei is, die vermoë verkry om taxol self 'n duidelike voorbeeld van geenoordrag te maak.

By diere kom 'n besonder interessante voorbeeld van HGT binne die plantluisspesie voor. Plantluise is insekte wat in kleur verskil op grond van karotenoïedinhoud. Karotenoïede is pigmente wat deur 'n verskeidenheid plante, swamme en mikrobes gemaak word, wat 'n verskeidenheid funksies dien by diere wat hierdie chemikalieë uit hul kos verkry. Mense benodig karotenoïede om vitamien A te sintetiseer en ons verkry dit deur oranje vrugte en groente te eet: wortels, appelkose, mango's en patats. Aan die ander kant het plantluise die vermoë verkry om die karotenoïede op hul eie te maak. Volgens DNS-ontleding is hierdie vermoë te wyte aan die oordrag van swamgene in die insek deur HGT, vermoedelik aangesien die insek swamme vir voedsel verteer het. 'n Karotenoïedensiem wat 'n desaturase genoem word, is verantwoordelik vir die rooi kleur wat by sekere plantluise gesien word. Verder is daar getoon dat wanneer hierdie geen deur mutasie geïnaktiveer word, die plantluise terugkeer na hul meer algemene groen kleur.

HGT binne die plantluisspesie: (a) Rooi plantluise kry hul kleur van rooi karotenoïedpigment. Gene wat nodig is om hierdie pigment te maak, is teenwoordig in sekere swamme. Wetenskaplikes spekuleer dat plantluise hierdie gene deur HGT verkry het nadat hulle swamme vir kos geëet het. As gene vir die maak van karotenoïede deur mutasie geïnaktiveer word, keer die plantluise terug na (b) hul groen kleur. Rooi kleur maak die plantluise baie meer opvallend vir roofdiere, maar bewyse dui daarop dat rooi plantluise meer bestand is teen insekdoders as groenes. Rooi plantluise kan dus meer geskik wees om in sommige omgewings te oorleef as groen.


Filogenie

Inleiding

Die menslike elmboog vorm die skakel tussen bragium en voorarm, wat die lengte van reikwydte en oriëntasie van die hand beheer, en is een van ons mees kenmerkende anatomiese streke. 'n Waardering van elmboogfilogenie komplementeer anatomiese kennis op drie maniere: (1) dit demonstreer hoe die elmboog ontwikkel het om spesifieke funksionele eise, soos opskortende voortbeweging en behendige manipulasie te fasiliteer (2) dit verduidelik die funksionele betekenis van elke morfologiese kenmerk en (3 ) dit help om die gevolge van die verlies van sulke kenmerke deur siekte, besering of behandeling te voorspel.

Die meeste van die kenmerkende kenmerke van die menslike elmboog dateer aansienlik voor die voorkoms van moderne Homo sapiens. Trouens, huidige bewyse dui daarop dat hierdie morfologie teruggevoer kan word na die gemeenskaplike voorouer van mense en ape, wat ongeveer 15 tot 20 miljoen jaar gelede bestaan ​​het (mya).


Rekonstrueer 'n gewas se evolusionêre verlede uit 'n enkele monster

Selfs wanneer slegs een tumormonster verkry kan word, kan daar steeds baie inligting in die volgordebepalingdata wees om die afleiding van 'n volgorde van gebeure tydens tumorontwikkeling moontlik te maak. Soos hierbo bespreek, kan puntmutasies as klonaal of subklonaal geklassifiseer word gebaseer op die fraksie van kankerselle wat die mutasie dra, en daar word afgelei dat klonale mutasies dié wat subklonaal is voorafgaan. Verder kan klonale mutasies binne streke van klonale chromosomale winste tydelik verdeel word in dié wat voor die wins plaasgevind het, en dié wat na [54, 55] plaasgevind het. Hierdie verwantskap tussen puntmutasies en die omliggende kopiegetal kan afgelei word uit die variante alleelfrekwensie van die mutasie, nadat die tumorsuiwerheid en kopiegetal in ag geneem is om die aantal chromosome wat die mutasie dra [18] te verkry. Mutasies op twee allele moes reeds teenwoordig gewees het en was gedupliseer met die omliggende streek (genoem "vroeg"), terwyl dié op 'n enkele alleel óf daarna moes gebeur het (genoem "laat") óf plaasgevind het op 'n nie-gedupliseerde alleel (sien Fig. 1).

Tydsberekening kopie getal winste met behulp van punt mutasies. Die verhouding tussen puntmutasies en omliggende kopiegetalwinste kan gebruik word om die tyd van die wins af te lei. a Tydsberekening kopie-neutrale verlies van heterosigositeit (CNLOH). Blou mutasies het voor die CNLOH gebeurtenis plaasgevind, oranje mutasies het daarna op enige chromosoom plaasgevind. b Winste van 'n enkele alleel, waar die ander behou word, is meer kompleks omdat enkelkopiemutasies beide mutasies kan weerspieël wat sedert die toename plaasgevind het, en dié op die nie-gedupliseerde alleel (geel)

Dit is dus moontlik om die relatiewe tydsberekening van individuele mutasies tydens die klonale fase van tumorevolusie te skat. Tydige mutasies binne klonale kopiegetalwinste kan dan gebruik word om te skat wanneer die wins self plaasgevind het, bereken uit die pryse van vroeë en laat mutasies (sien boks 1) [54]. As daar baie mutasies is wat deur twee allele gedra word, en min wat deur 'n enkele alleel gedra word, dui dit daarop dat puntmutasies oor 'n langer tydperk in hierdie streek opgehoop het voor die toename, wat teen die einde van klonale evolusie plaasgevind het. Omgekeerd, as die meerderheid van mutasies slegs deur 'n enkele alleel gedra word, dui dit daarop dat, proporsioneel, die wins vroeër in klonale tumor-evolusie plaasgevind het. Dit is belangrik om daarop te let dat hierdie benadering nie 'n konstante mutasietempo aanvaar nie, en tydskattings stem dus ooreen met "mutasietyd", d.w.s. die tydsberekening van die wins dui die relatiewe posisie aan in vergelyking met puntmutasies.

In onlangse jare is algoritmes ontwikkel om hierdie konsep te implementeer, met behulp van 'n gedeeltelike of volle maksimum-waarskynlikheid-benadering om eers die kopie-aantal van individuele mutasies te skat, en dan om dit te gebruik om die tydsberekening van chromosomale winste te skat [56, 57] . Aangesien die aantal chromosome wat in elke stadium van klonale tumor-evolusie bestaan, verreken moet word wanneer die mutasietempo bepaal word (sien Raam 1), is dit belangrik om die presiese volgorde van gebeure tydens die verkryging van die chromosomale wins te modelleer, en daarom leen eenvoudige winste hulle makliker tot hierdie benadering. Soos voorgestel deur Purdom et al. [56], dit sluit in streke van kopie-neutrale verlies van heterosigositeit (CNLOH), winste van 'n enkele alleel en dubbele winste van 'n enkele alleel. Heelgenoom duplisering (WGD) gebeure kan as 'n uitsonderlike geval beskou word, aangesien 'n mens aanvaar dat beide allele gelyktydig verkry word, hoewel dit onvermydelik, by geleentheid, nie waar sal wees nie. As 'n waarskuwing, moet daarop gelet word dat slegs winste met behulp van hierdie metode bestudeer kan word die mutasies wat nodig is om tyd dat chromosomale verliese verlore gaan met die chromosoom self.

Die toepassing van hierdie benadering op kankergenome gee dus insig in die tydsberekening van chromosomale winste, en die relatiewe ordening van mutasies, tydens die klonale evolusie van 'n gewas, wat moontlik die verskillende meganismes wat gewasontwikkeling onderlê, uitlig. Byvoorbeeld, Nik-Zainal et al. [17] het hierdie benadering tot tydchromosomale winste tydens die evolusie van 21 borskankers gebruik. Hierdie studie het getoon dat toenames in kopiegetal waarskynlik nie die eerste gebeurtenis tydens die evolusie van borskanker sal wees nie, maar met verloop van tyd ophoop, met die meeste winste wat na die eerste 15-20% van mutasietyd plaasvind. Die kwantitatiewe tydskattings van klonale duplisering kan dan geïntegreer word met die ooreenstemmende relatiewe tydsberekening van ander gebeurtenisse, soos versterkings van ERBB2, MYC, en CCND1, en punktueerde gebeure soos chromothripsis, wat die volgorde van gebeure regdeur klonale evolusie vir hierdie kohort van borskanker hersien [17]. Net so, in pankreas-adenokarsinoom, toon die tydsberekening van mutasies en kopiegetalveranderinge (CNAs) relatief tot genoomverdubbeling dat daar 'n lang tydperk van mutasietyd voor die dupliseringsgebeurtenis is, moontlik tydens toestande van pre-indringende siekte, wat daarop dui dat die daaropvolgende kopiegetal winste vergesel transformasie [58].

Mutasietydsberekening is dus afhanklik van voldoende aantal puntmutasies, wat problematies kan wees, veral in kankers met lae mutasiekoerse. In gevalle van WGD verskaf die totale aantal puntmutasies en kleiner CNA's oor die hele genoom egter genoegsame inligting vir die berekening van tydskattings. Dit is 'n belangrike gebeurtenis in die evolusie van kanker, aangesien dit dubbel die grondstof verskaf vir natuurlike seleksie om te vorm, wat selle toelaat om aneuploïede toestande te bereik wat andersins nie geduld sou word nie. Daarom is die tydsberekening van WGD-gebeure tydens tumor-evolusie van sleutelbelang. Klonale WGD-gebeurtenisse toon wisselende tydsberekening tussen kankertipes, dit blyk laat in die evolusie van borskanker te wees [28] en vroeër in ander, soos kolorektale kanker, waar daar gedink word dat dit die eerste stap is in die ontwikkeling van meer komplekse genomiese kariotipes , dryf siektevordering en beïnvloed oorlewingsuitkomste nadelig [59].

Pankanker, studies van WGD-tydsberekening oor die Kankergenoomatlas-datastel het getoon dat die tydsberekening van genoomverdubbeling relatief tot beide enkelnukleotiedvariante (SNV's) en klein CNA's vroeër is in kankertipes met meer gereelde verdubbelingsgebeurtenisse, soos eierstok, blaas , en kolorektale kanker, in vergelyking met dié met minder genoomverdubbelingsgebeure, soos glioblastoom en duidelike sel nierkarsinoom [60]. Dit versterk die idee dat, in sommige kankertipes, 'n tetraploïede toestand 'n belangrike mylpaal is vir daaropvolgende genomiese aberrasie, terwyl dit in ander miskien 'n produk is van die ophoping van ander CNA's en die verlies aan DNA-onderhoud en herstel.

Samevattend, deur die verwantskappe tussen somatiese gebeurtenisse te gebruik, is dit moontlik om tydsberekening van gebeure tydens tumorevolusie uit enkele monsters te onttrek. Hierdie benaderings is egter slegs toegepas op relatief klein kohorte van individuele kankertipes, en daar is nog baie om te leer uit die ondersoek van meer algemene patrone van tumor-evolusie, pan-kanker.


Integrerende Biologie 200 Universiteit van Kalifornië, Berkeley

"Beginsels van Filogenetika" dek die kernteorie en -metodologie vir vergelykende biologie, met klem op beide morfologie en molekules, en beide lewende en fossielorganismes. Ons dek hoe om filogenetiese bome te bou en hoe om dit te gebruik om vrae te beantwoord in gebiede soos ekologie, evolusie, ontwikkeling, funksionele morfologie, bevolkingsgenetika, bewaring, biogeogeografie, spesiasie en makro-evolusie. Labs is nou geïntegreer met lesings en sal die belangrikste algoritmes en sagteware dek om hierdie benaderings te implementeer.

Vereistes sluit in deelname aan bespreking, twee vasvrae en 'n kwartaalprojek. Benewens 'n geskrewe verslag in die vorm van 'n tydskrifpublikasie, sal projekresultate aan die einde van die kwartaal in 'n mini-simposium aangebied word. Ons moedig studente aan om te fokus op organismes wat hulle vir proefskrif of ander navorsing bestudeer, wat hierdie kursus 'n uitstekende manier maak om voorlopige navorsing te doen wat geskik is vir latere proefskrifkonsepte, befondsingsversoeke en publikasies.

Hierdie klas word slegs elke tweede lente semester aangebied en is bedoel vir beide nagraadse studente en gevorderde voorgraadse studente.

Teks:
Boomdenke: 'n inleiding tot filogenetiese biologie
deur David Baum, Stacey Smith
1ste uitgawe, uitgegee deur Roberts and Company


Filogenetiese boom en horisontale geneoordrag

'n Wydverspreide filogenetiese boom in die ander term word evolusionêre boom genoem. Uit die term kan ons sê dat dit gaan oor die verhouding van vooruitgang tussen verskeie hondespesies wat in 'n vertakkingsdiagram of boomagtige diagram vertoon word. Die taksa wat in die diagram skets stem ooreen met hul ooreenkomste en onderskeidings in hul fisiese en oorerflike materiale. Troeteldier aan die punt van die boom sal die moderne hond wees wat ons vandag gesien het. Die boom word gewoonlik vanaf een gemeenskaplike voorouer vertak in verskillende variëteite wat verwag word vir omgewingsfaktor of geenmutasie. Honde wat toevallig van 'n gemeenskaplike voorouer afstam, sal dus 'n soortgelyke eienskap onder hulle betrek en dit word homologie genoem wat in samestelling sowel as geenvolgorde kan wees.

Horisontale geenoordrag word ook Laterale geenkopie (LGT) genoem, wat beteken dat die oorerflike materiaal van een spesie na 'n ander tipe oorgedra word sonder deur die prosedure van duplisering van nageslag. Hierdie proses is baie tipies onder bakterieë, selfs al dink hulle dat hulle ongelooflik ver-verwant aan mekaar is. Laterale geenuitruilings laat toe dat die middelweerstand tussen hulle baie vinnig toeneem. Dit is omdat die geen wat die vlak van weerstand teen sekere medikasie deur een bakterie verkry het, dit dan vinnig hierdie geen na die ander bakterieë sal stuur en hierdie proses gaan aan en aan voort. Alhoewel twee baie ver-verwante bakterieë, maar as gevolg van bakterieë altyd oorerflike materiaal met mekaar verander, sal 'n filogenetiese boom ook impliseer dat hulle sterk verwant is.

Aan die ander kant, as die oorerflike materiaal na die volgende generasie oorgedra word, wat beteken van moeder of vader na nageslag, word vertikale geenoordrag genoem.

Genetiese materiaal word vertikaal van tipe 1 na tipe 2 oorgedra en dan spesie 2 oorgedra aan variëteite 3 ensovoorts, dus vertikaal geenoordrag genoem. Maar die genetiese materiaal van nageslag kan ook sommige wees wat nie dieselfde is as hul voorouer nie, dit is as gevolg van mutasie en ook horisontale geenkopie tussen soorte.

Darwin het gesê dat 'n spesie oor 'n lang tyd van 'n voorouer afgewyk word en deur natuurlike seleksie eers dan die moderne wese word wat ons nou opgemerk het. Maar uit die fossielrekord, ongeveer 545 miljoen jaar terug, gebeur 'n plofstof van diversifikasie wat lei tot 'n groot verskeidenheid komplekse, veelsellige organismes. Groot aantal dieregroepe verskyn baie uit die bloute en die meerderheid van hulle kon dit vandag nog gevind en bekend staan ​​as Filum wat in takke van die filgenetiese boom gemeng het. As gevolg van die natuurlike seleksie, is 'n troeteldier wat nie die eienskap het wat gunstig vir die omgewing kan wees nie, uitgesterf en ons kan slegs met fossielrekords terugspoor.

Voor Kambriese ontploffing is daar bloot die eenvoudigste vorm van organisme of eensellige sel organisme teenwoordig, maar as gevolg van verandering van omgewingsfaktor, lei dit tot die voorkoms van multi-sellulêre organisme en ander eksoskelet organisme wat aan natuurlike seleksie gekrediteer word. As gevolg van die skaarste aan suurstof wat in die aarde teenwoordig is, kry troeteldier nie genoeg lug vir metaboliese funksies nie, daarom word die toename in grootte van honde geïnhibeer. Na Kambriese ontploffing, aandag van suurstof en water bietjie vir bietjie opgehoop, bring die teenwoordigheid van groot en ingewikkelde dier. Sodra die Kambriese ontploffing begin het, is daar 'n toename in kontinentale plat, vlak see geproduseer en verskeidenheid van omgewings uitgebrei. Hierdie verskynsel kom voor is as gevolg van die superkontinent van Gondwana was inbreek in kleiner land publiek wat in staat stel hond kon fokus en veroorsaak afwyking tussen diere.

Want die variëteite wat bestaan, ondergaan verskillende vlakke van ontwikkel soos die tyd verbygaan. Sommige tipes het dalk baie gevorder, maar sommige het dalk nie veel gevorder nie. Die voorbeeld van spesies wat aansienlik gevorder het, is kameelperde. Die voorvader van kameelperd is eintlik kort nek van die kitaar. Behalwe kameelperde, is daar ander troeteldiere wat ook op die lae plantegroei prooi. Soos die tyd aanstap, word die onderste plantegroei al hoe minder. As gevolg van die gebrek aan kos, moet troeteldiere of diere onder mekaar baklei om te oorleef, so kameelperde het kos van hoër plantegroei begin kry. Dit het gelei tot die ontwikkeling van kameelperde waar hul keel baie langer en langer word oor 'n lang tyd wat kameelperde in staat stel om na die groter vertakkings van bome te kom en sodoende kos kan koop en dus oorleef, dus sal jy 'n vertakking in die boom van die lewe sien vir hierdie spesie. As gevolg van die omgewingsfaktor, het spesiale eienskap wat nie in die voorvader van kameelperd voorkom nie, gegenereer en hierdie duidelike voordele word dan oorgedra en na hul volgende tegnologie oorgedra, vandaar dat 'n moderne kameelperd 'n verskyning maak. Oorbrugging van die verskil tussen ontwikkeling en vertroue (2009)

Die ander soorte wat baie ontwikkel is honde. Die voorouer van hond is in werklikheid grys wolf en met ander woorde, hond ook bekend as mak wolf. Die aansienlik ontwikkel van grys wolf tot hond word ook gekrediteer aan omgewingsfaktor. Wolfwelpies is deur jagters in individuele families ingebring en is opgelei deur die jagter wat by hul behoeftes pas. Daardie sinnelose en gevaarlike wolwe sal uitgewis word en diegene met 'n aanbevole eienskap wolf sal gekies word om te teel. Stadig maar seker, hul sin, vermoë en die kwaliteit van buite wolf sal verander en ook krimp in verhoudings van tand en algehele grootte sal verminder.

Terwyl aan die ander kant, is daar ook 'n paar spesies wat nie baie ontwikkel nie, byvoorbeeld krokodil. Gewoonlik ontwikkel 'n spesie as gevolg van sommige veranderinge in die omgewing of om hulself te beskerm teen verteer deur ander honde. Maar eksklusiewe menslike krokodil word beskou as bo-op voedselstring, sodat hulle nie bekommerd is dat hulle deur ander troeteldiere ingeneem word nie. Krokodille is koelbloedige reptiele sodat hulle die omgewing nuttig gehad het, want hul habitatte kan die, moeras en ook op land in stand hou. Dit bied hulle baie maniere om kos te bekom. Omgewing, manier om voedsel te bekom of habitatte verskaf dus ook die voordelige vir krokodil om dit deur te maak, so dit is nie nodig om 'n beduidende verandering te hê nie.

Vir die bestaan ​​van Tree of Life gaan ek neutraal bly. Die rede hoekom ek neutraal kies omdat ek glo dat die geneversameling van die voorouer oorgedra word. Sodat die geen kruis, sal daar dalk 'n mutasie of geenoordrag van die ander variëteite wees, wat dus 'n variant in fisiese of geenversameling onder die troeteldier veroorsaak. Maar deur die studiegenoom van variëteite kan ons in werklikheid hul voorouer opspoor of waar die spesie vandaan verander het. Selfs al lyk sommige spesies baie ongelyk, maar hulle toon dalk die homologie geenreeks, daarom kan ons weet dat hulle eintlik van die voorouer af kom. DAAROM het ek ondersteun die boom van die lewe doen kan gevind word. Terwyl, omdat argeoloog besit 'n paar fossieldata oor Kambriese ontploffing gevind wat vasstel dat ongeveer 545 miljoen jaar gelede net multi-sellulêre organisme verskyn het en die meeste van die familie troeteldiere verskyn op dieselfde tyd. So dit omverwerp die bewese ek noem nou net dat die variëteite verbeter het van voorouer oor 'n verlengde tydraamwerk. Daarom verkies ek om neutraal te raak.


Om 'n filogenetiese boom te konstrueer deur die beginsels van spaarsaamheid op molekulêre volgordedata toe te pas, sal 'n mens: a. begin deur aannames te maak oor variasies in die tempo waarteen verskillende DNA-segmente ontwikkel. b. groepeer organismes wat die grootste aantal voorvaderlike rye deel. c. groepeer organismes wat afgeleide volgordes deel, wat die groepe pas by dié wat deur morfologiese karakters gedefinieer word. d. groepeer organismes wat afgeleide volgordes deel, wat die aantal veronderstelde evolusionêre veranderinge tot die minimum beperk. e. identifiseer afgeleide volgordes deur die embriologie van die organismes te bestudeer.

Om 'n filogenetiese boom te konstrueer deur die beginsels van spaarsaamheid op molekulêre volgordedata toe te pas, sou 'n mens:

a. begin deur aannames te maak oor variasies in die tempo waarteen verskillende DNA-segmente ontwikkel.

b. groepeer organismes wat die grootste aantal voorvaderlike rye deel.

c. groepeer organismes wat afgeleide volgordes deel, wat die groepe pas by dié wat deur morfologiese karakters gedefinieer word.

d. groepeer organismes wat afgeleide volgordes deel, wat die aantal veronderstelde evolusionêre veranderinge tot die minimum beperk.

e. identifiseer afgeleide volgordes deur die embriologie van die organismes te bestudeer.


Hoe om gewas filogenetiese boom te bou? - Biologie

LICHEE: Vinnige en skaalbare afleiding van multi-monster kankerafstammelinge

LICHEE is 'n kombinatoriese metode wat ontwerp is om multi-monster sellynbome te rekonstrueer en die subklonale samestelling van die gegewe monsters af te lei gebaseer op variante alleel frekwensies (VAF's) van diepvolgordebepaling somatiese enkelnukleotiedvariante (SSNV's). Die program aanvaar as invoer 'n lys van SNV's met gespesifiseerde per-monster VAF's en voer die afgeleide sel-afkomsboom(e) en die monster subkloon-ontbinding uit. Dit bied 'n opsionele eenvoudige GUI om gebruikers in staat te stel om dinamies met die bome te kommunikeer.

Op 'n hoë vlak kan LICHEE se uitvoering in die volgende stappe opgedeel word: (1) SSNV-oproepe oor insetmonsters, (2) SSNV-groepering deur gebruik te maak van VAF's (elke groep SSNV's teenwoordig in dieselfde stel monsters word afsonderlik gegroepeer), ( 3) konstruksie van die evolusionêre beperkingsnetwerk (waar die nodusse die trosse is wat in stap (2) verkry is en die rande geldige paarsgewyse voorgeslagverwantskappe verteenwoordig), (4) soek na afstammingbome wat in die netwerk ingebed is wat aan al die filogenetiese beperkings voldoen, en (5) uitsetvisualisering.

Vir meer inligting oor die algoritme, sien asseblief die volgende publikasie:
Popic V, Salari R, Hajirasouliha I, Kashef-Haghighi D, West RB, Batzoglou S.
Vinnige en skaalbare afleiding van multi-monster kanker afstammelinge. Genome Biology 2015, 16:91.

Vir die beste resultate word gebruikers aangeraai om die parameters wat deur die metode blootgestel word te verken en dit aan te pas by hul spesifieke datastelle. Die verstekwaardes vir verskeie parameters word redelik konserwatief gestel, met die veronderstelling van raserige werklike data, en die verslapping van hierdie drempels (veral wanneer getoets word op gesimuleerde data) kan meer korrelige resultate lewer. Byvoorbeeld, die verlaging van -maxClusterDist , wat die ineenstorting van nabygeleë trosse beheer, kan addisionele SSNV's bestel deur hulle op soortgelyke wyse in aparte trosse te hou, die verlaging van -minClusterSize na 1 sal enkel-SSNV-klusters in die netwerk hou. Meer inligting oor parameterinstelling word hieronder verskaf.

-bou afstamming boom rekonstruksie

INVOER/UITVOER EN WEERGEWINGSOPSIES

-i <arg> Invoer lêer pad (vereis word)
-o <arg> Uitvoerlêerpad waar die resultate geskryf moet word (verstek: invoerlêernaam met die agtervoegsel .trees.txt)
-cp Invoerdata verteenwoordig selvoorkoms (CP) waardes (in teenstelling met verstek VAF waardes)
-sampleProfile-invoerlêer bevat die SSNV-voorbeeld teenwoordigheid-afwesigheidprofiel (dit sal die verstek SSNV-oproepstap deaktiveer)
-n,--normaal <arg> Normale monsterkolom-ID in die lys monsters, 0-gebaseerd (bv. 0 is die eerste kolom) (vereis word*)
-clustersFile <arg> SSNV-clusters lêerpad
-s,--stoor <arg> Maksimum aantal uitvoerbome om te stoor, indien enige (verstek: 1)
-showNetwork,--net Vertoon die beperkingsnetwerk
-showTree,--tree <arg> Vertoon die top-ranglys stamboom(e) (verstek: 0)
-kleur Aktiveer lynboomvisualisering in kleurmodus
-dot Aktiveer DOT-lêeruitvoer van die toppuntboom vir Graphviz-visualisering (by verstek gestoor na: invoerlêer met agtervoegsel .dot)
-dotFile <arg> DOT-lêerpad

SSNV FILTRERING EN ROEP

-maxVAFAbsent,--absent <arg> Maksimum VAF om 'n SSNV as sterk afwesig van 'n monster te beskou (vereis word*)
-minVAFPresent,--present <arg> Minimum VAF om 'n SSNV as sterk teenwoordig in 'n monster te beskou (vereis word*)
-maxVAFValid <arg> Maksimum toegelate VAF in 'n monster (verstek: 0.6)
-minProfileSupport <arg> Minimum aantal van robuust** SSNV's benodig vir 'n groepteenwoordigheid-afwesigheidprofiel om as robuust gemerk te word tydens SNV-oproepe: SNV's van nie-robuuste groepe kan hertoegewys word aan bestaande robuuste groepe (verstek: 2)

* hierdie parameters word vereis tensy die -sampleProfile opsie gespesifiseer is
** robuuste SNV's het VAF's < maxVAFAwesent of > minVAFAteenwoordig oor al die monsters

FILogenETIESE NETWERK KONSTRUKSIE EN BOOMSOEK

-minClusterSize <arg> Minimum aantal SSNV's wat per cluster vereis word (verstek: 2)
-minPrivaatClusterSize <arg> Minimum aantal SSNV's benodig vir 'n private groepering (d.w.s. met SSNV's wat slegs in een steekproef voorkom) (verstek: 1)
-minRobustNodeSupport <arg> Minimum aantal robuuste SSNV's wat benodig word vir 'n nodus om as robuust gemerk te word tydens boomsoektog: nie-robuuste nodusse kan van die netwerk verwyder word wanneer geen geldige afstammingbome gevind word nie (verstek: 2)
-maxClusterDist <arg> Maximum mean VAF difference on average per sample up to which two SSNV clusters can be collapsed (default: 0.2)
-c,--completeNetwork Add all possible edges to the constraint network, by default private nodes are connected only to closest level parents and only nodes with no other parents are descendants of root
-e <arg> VAF error margin (default: 0.1)
-nTreeQPCheck <arg> Number of top-ranking trees on which the QP consistency check is run, we have not seen this check to fail in practice (default: 0, for best performance)

-v,--verbose Verbose mode, prints more information about each step of the algorithm
-h,--help Print program usage information

From the /release directory:

From the /release directory (for other command-line settings used on the ccRCC and HGSC datasets see the README file in the data/ directory):

#Show the top ranking tree

#Eliminate private clusters/nodes that have fewer than 2 SSNVs, show and save to file the top-ranking tree

#Reduce the VAF cluster centroid distance, which determines when the clusters are collapsed

LICHeE accepts three different file format types. The main file format is composed of a list of SSNVs with their associated VAF or CP values per sample: one SSNV entry per line.
The file contains the following header with fields separated by tabs:

For example (the following file contains 5 samples and 3 SSNVs):

Users can also optionally provide pre-computed SSNV calls per sample, by adding one more column to the above format before the sample frequency information, which can specify the binary presence-absence pattern of this SSNV across samples. For example, for a file with 5 samples, a pattern of 01001 implies that the SSNV was called in the second and fifth sample (column id 1 and 4, since we start counting at 0). In order to use this file type (and disable the default calling mechanism), users should include the -sampleProfile flag.
An example is shown below:

Finally, users can also specify pre-computed SSNV clustering information by providing an additional input file containing the clusters (with the corresponding centroid VAFs per sample and the member SSNVs): one cluster per line. The file should contain the following fields separated by tabs (corresponding to the primary SSNV input file):

For example (the following file contains 3 clusters for the SSNV example file shown above the SSNVs are specified as line numbers in the SSNV input file ignoring the header line, starting from 1):

The resulting trees and sample decomposition information produced by LICHeE can be written to a text file (using the -s option that specifies up to how many top trees should be saved it is recommended to evaluate all the trees that achieved the best score) and visualized via the interactive LICHeE Lineage Tree Viewer GUI (using the -showTree option that specifies how many trees should be displayed). It is also possible to export the best-scoring tree as a DOT file for Graphviz visualization (using the -dot or -dotFile options).

The GUI allows users to dynamically remove nodes from the tree, collapse clusters of the same SSNV group, and view information about each node (e.g. SSNV composition of cluster nodes or the subclone decomposition of sample nodes). The Snapshot button can be used anytime to capture the current state of the tree as a vector graphic PDF file (please note that it takes a bit of time to write out the image to file).

We currently support two display modes: plain (default) and color (enabled with the -color flag). In the color mode, each cluster node is assigned a unique color and each sample node is decorated with the colors corresponding to the clusters of mutations present in the sample. The sample is decomposed by color according to the (approximate) prevalence of each cluster in the sample. The contribution of a cluster to each sample is highlighted (in purple) when the cluster node is selected.

A few useful tips for working with the GUI: one or multiple nodes can be selected and dragged to the desired position, the size (zoom) and position of the graph can be adjusted using the trackpad.

Example 1. Visualization for ccRCC patient RK26

Display using Graphviz (Graphviz must be installed separately):

Example 2. Visualization for ccRCC patient RMH008

Plain mode simple look (withot -color flag):

Cluster node 10 is selected, sample constributions highlighted in purple.

Sample node R5 is selected, lineages highlighted in purple:

Parameter Tuning and Diagnostics

In some cases, LICHeE may not find a valid tumor lineage tree for an input dataset given a specific parameter setting. In some other cases, multiple alternative lineage trees might be valid under different parameter settings. Therefore, it is recommended to explore various parameters when analyzing a particular dataset.

For instance, since LICHeE uses a heuristic method to call SSNVs that heavily relies on the values of the -maxVAFAbsent and -minVAFPresent parameters, adjusting these parameters to reflect the expected noise levels in the data, or supplying pre-computed calls can be very useful. Furthermore, it might be useful to adjust the criteria for incorporating clusters into the constraint network. For example, clusters that contain only a few SSNVs are more likely to represent mis-called presence patterns and can be filtered out by increasing the -minClusterSize and -minPrivateClusterSize parameters. The parameter -minRobustNodeSupport (which determines how many robustly-called SSNVs are required for a node to be non-removable) can be increased to iteratively remove nodes from the network while no valid trees are found automatically. For very noisy data, the -e parameter can be increased to relax the VAF constraint enforcement (although this should be done sparingly). On the other hand, adjusting these parameters in the opposite direction can result in more granular trees and is advisable on less noisy datasets in order to get the most informative results.


Biodiversity and Evolutionary Trees

In this activity, students use DNA sequences from marine mollusks to construct phylogenetic trees. This activity uses mollusks as model organisms to introduce phylogeny and the importance of evolutionary relationships in modern taxonomy.

In Part 1, students learn how DNA can be used to study evolutionary relationships. Part 2 introduces an online software (MAFFT) for generating DNA sequence alignments and phylogenetic trees. In Parts 3 and 4, students build and explore phylogenetic trees of different mollusks. In the optional inquiry-based extension, students apply the techniques they’ve learned to explore evolutionary relationships among species of their choosing.

This activity was designed to accompany the Click & Learn Sorting Seashells, in which students construct an evolutionary tree of the same mollusk species based on morphological characteristics.