最短公共超串与基因组组装计算复杂性中的相变
统计力学
2024-03-12 v2 计算复杂性
生物物理
基因组学
摘要
基因组组装是通过比对和合并短片段(或读段)来重建长基因序列的过程,已知其为 NP 难问题,无论是作为最短公共超串问题的一个版本,还是以哈密顿回路形式表述。也就是说,在最坏情况下,计算时间被认为随问题规模呈指数增长。尽管有此事实,高通量技术与现代算法目前已使生物信息学家能够处理数十亿读段的数据集。我们利用统计物理的方法,通过证明该问题计算复杂性中存在相变,并表明实际实例总是落在“易解”相(可由多项式时间算法求解),来解决这一难题。此外,我们提出了一种马尔可夫链蒙特卡洛方法,在困难区制下优于常见的确定性算法。
引用
@article{arxiv.2210.09986,
title = {Phase transition in the computational complexity of the shortest common superstring and genome assembly},
author = {L. A. Fernandez and V. Martin-Mayor and D. Yllanes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.09986},
year = {2024}
}
备注
9 pages, 5 figures. Version accepted for publication in Phys. Rev. E