Наступил век больших данных. Благодаря инновациям в технологии генетического секвенирования ученые теперь могут создавать массивные наборы данных, описывающие геномы самых разнообразных видов Земли. Эта постоянно растущая геномная энциклопедия способна раскрыть силы, формирующие сложные закономерности генетической изменчивости между особями, популяциями и видами, если только ученые смогут раскрыть ее секреты.
Разработка передовых статистических инструментов, которые могут обрабатывать эти массивные новые наборы данных, является частью исследовательской головоломки, и новое исследование Университета штата Мичиган только что добавило новый инструмент в набор инструментов современного генома.
Метод, названный "conStruct" и описанный в текущем выпуске Genetics, позволяет исследователям анализировать сложные закономерности генетической изменчивости в больших наборах данных с широкой географической выборкой. Он устраняет основные недостатки предыдущих методов и является бесплатным и общедоступным по всему миру.
«Одним из первых шагов в анализе этих геномных наборов данных является описание и классификация вариаций по дискретным популяциям, как вы можете найти на картах ареалов в полевом справочнике», - сказал Гидеон Брэдбурд, популяционный генетик МГУ и ведущий специалист по генетике. автор. «Что часто определяет родство, так это география. Если вы исследуете два организма, разделенных большим расстоянием, вам часто приходится углубляться в историю их родословных, чтобы найти общего предка».
Это приводит к изоляции из-за расстояния, паттерну, который создает статистические проблемы для всех, кто заинтересован в четком описании различий внутри и между группами в своей собственной системе обучения, добавил он.
В статье Брэдберд и его коллеги иллюстрируют полезность своего нового подхода, применяя его к геномным данным, собранным на североамериканских медведях и тополях. Для лучшего понимания давайте посмотрим на тополя, которые распространены по всему северному полушарию. Различные виды тополей можно найти рядом друг с другом, а там, где они пересекаются, они часто скрещиваются..
Используя conStruct, исследовательская группа смогла оценить степень гибридизации между двумя видами тополей. Они также смогли определить, проходила ли единственная значимая граница популяции по границе вида и имело ли место субструктурирование внутри вида.
«Понимание генетического родства людей занимает центральное место во многих важных областях исследований, включая биологию сохранения, медицину человека, эволюцию и экологию, а также сельское хозяйство», - сказал Брэдбурд. «С помощью conStruct ученые могут с большей точностью выявлять сходства и различия между популяциями. Это может оказаться бесценным, особенно в усилиях по сохранению».
И, конечно же, эти геномные паттерны предложат дополнительные сведения об эволюции человека.
На следующем этапе этого исследования команда Брэдберда попытается перенести конструкцию в четвертое измерение. Они надеются добавить возможность моделирования исторических или древних образцов ДНК, чтобы узнать, как и почему популяции меняются - или заменяются их соседями - с течением времени.