带权基因邻接的 SCJ 小简约问题（扩展版）
数据结构与算法
2016-09-27 v2 基因组学
摘要
在给定系统发育树中重构祖先基因顺序是比较基因组学中的经典问题。现有大多数方法通过比较系统发育树中现存基因组的保守特征来定义潜在的祖先基因邻接，并要么在全局进化简约准则下尝试重构所有祖先基因组，要么聚焦于单个祖先基因组，使用脚手架方法选择祖先基因邻接的子集，通常旨在减少重构祖先基因组的碎片化。本文描述了一种结合这两种方法的精确小简约问题算法。我们考虑物种系统发育树内部节点上的基因邻接是带权的，并引入一个目标函数，定义为这些权重与在单剪切或连接(SCJ)模型下的进化代价的凸组合。祖先基因邻接的权重可例如通过近期可用的古DNA测序数据获得，其提供了所考虑祖先基因组结构的直接提示，或通过基因邻接进化的概率分析获得。我们展示了该问题变体的 NP 困难性，并提出了一种基于 Sankoff-Rousseau 动态规划算法的固定参数可解(FPT)算法，该算法也允许对协同最优解进行采样。我们将该方法应用于具有不同复杂程度的哺乳动物和细菌数据。结果表明，在目标函数中包含邻接权重对减少重构祖先基因顺序的碎片化有显著影响。
引用
@article{arxiv.1603.08819,
title = {The SCJ small parsimony problem for weighted gene adjacencies (Extended version)},
author = {Nina Luhmann and Manuel Lafond and Annelyse Thévenin and Aïda Ouangraoua and Roland Wittler and Cedric Chauve},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.08819},
year = {2016}
}