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在广泛水平基因转移下恢复树状进化趋势:一个概率分析

概率论 2012-06-18 v1 计算工程、金融与科学 数据结构与算法 统计理论 种群与进化 统计理论

摘要

水平基因转移(LGT)是一种非垂直进化的常见机制,其中遗传物质在两个亲缘关系较远或较近的生物体之间转移。它在细菌中尤其常见,有助于适应性进化,具有重要的医学意义。在进化研究中,LGT已被证明会在基因树之间造成广泛的不一致,因为基因组变成了基因历史的马赛克。特别是,生命之树作为细菌进化历史的适当表示受到了质疑。然而,一个常见的假设是原核生物进化主要是树状的,但潜在的树状趋势被LGT所掩盖。大量的实证工作试图从冲突的基因树中提取共同的树状信号。在这里,我们从概率角度探讨在存在LGT的情况下恢复树状趋势的问题。在随机分布LGT的模型下,我们表明即使每个基因树中存在惊人多的(几乎线性数量的)LGT事件,物种系统发育也可以被重建。我们的结果在对数因子意义下是最优的,基于对一种鲁棒、计算高效的重建方法的分析,并为这类方法的设计提供了见解。最后,我们表明我们的结果对发现基因共享的高速公路具有意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1206.3520,
  title  = {Recovering the tree-like trend of evolution despite extensive lateral genetic transfer: A probabilistic analysis},
  author = {Sebastien Roch and Sagi Snir},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1206.3520},
  year   = {2012}
}