Понимание эволюции является одним из краеугольных камней биологии - фактически эволюция является единственным объяснением разнообразия жизни на нашей планете.
Основываясь на эволюции белков, исследователи могут объяснить появление новых видов и функций через генетические изменения, как могут быть созданы ферменты с новыми функциями или, например, как люди связаны со своими ближайшими родственниками, такими как гориллы или бонобо.
Одним из популярных подходов к изучению эволюции является сравнение данных генома с использованием инструментов биоинформатики (компьютерных технологий). Ученые, использующие эти подходы, могут сравнивать определенные белки, состоящие из комбинаций 20 универсальных строительных блоков, называемых аминокислотами.
До сих пор инструменты биоинформатики, используемые для изучения эволюции отдельных белков, предполагали, что скорость, с которой развиваются различные области белков, может быть смоделирована с помощью статистического распределения, форма которого определяется одной переменной.
«Это предположение, однако, не отражает реальности, и оно могло привести к тому, что большая часть необъективных филогенетических результатов была опубликована за последние два десятилетия или около того», - объясняет Минь Куанг Буй из Центра интегративных исследований. Биоинформатика (CIBIV) и соавтор исследования.
Новый алгоритм позволяет получить представление об эволюции белка
Арндт фон Хазелер, руководитель группы в Лаборатории Макса Ф. Перуца (MFPL), и Ларс Джермиин из Австралийского национального университета нашли революционный способ реализации различных скоростей эволюции в моделях биоинформатики.
Экспертам было хорошо известно, что популярный подход может не охватывать сложности эволюции белков. Однако вычислительная стоимость использования более реалистичных моделей была неприемлемо высокой. «Теперь мы разработали быстрый алгоритм, который дает нам ранее недоступную информацию об эволюции белков - новый инструмент, вероятно, окажет огромное влияние на самые разные области исследований, в том числе на эволюцию патогенов и распространение сельскохозяйственных вредителей». добавляет Ларс Джермиин.
Новая программа «ModelFinder» позволит получить более точные научные оценки эволюционных процессов. Это расширенное понимание эволюции поможет нам приблизиться на один шаг к разгадке тайн, ответственных за огромное разнообразие на нашей планете.