基于最近公共祖先方法的超气泡枚举

Pangenomics 使用基于图的模型来表示和研究同一物种内部或不同物种之间个体的基因变异。在此变异图中，通过图的路径代表一个个体基因组。编码局部不同路径的子图因此是具有不同基因变异的基因组区域，检测此类子图对于研究基因变异至关重要。Biedged 图是一种变异图类型，使用两种类型的边（黑色边和灰色边）分别表示基因序列和序列之间的相邻关系。Biedged 图中的超气泡是最小子图，代表一组从两个 distinct 序列开始并以两个 distinct 序列结束的序列变体；即，超气泡是无环的，超气泡中所有路径都通过两个 distinct 的黑色边进入并退出。因此，超气泡是 snarls 的特殊情况，而 snarls 是与图的其余部分通过两个黑色边相连的最小子图。本文证明，任何双向图都可以转换为其中可以使用最低公共祖先查询来确定 snarl 是否为超气泡的二分 biedged 图。这导致一种用于查找一组 K 个 snarls 中所有超气泡的 O(Kn)算法，改进了在具有 n 个节点和 m 条边的 biedged 图中先前的 O(K(n + m)) 低效方法。根据我们的基准实验结果在具有较少循环和死端路径的图以及具有大量边的稠密图上显示出改进的运行时间。