Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего, под руководством специалистов в области электротехники, представили инновационный инструмент для углубленного сравнительного анализа целых геномов. Новая разработка, получившая название CASTER, открывает беспрецедентные возможности для изучения родственных связей между различными видами, охватывая огромные геологические временные масштабы.
Инструмент CASTER призван пролить свет на фундаментальные вопросы эволюции и организации древа жизни. Он позволит исследователям понять, как эволюционные процессы формировали современные геномы, предоставляя возможность проводить филогенетический анализ полных геномов с невиданной ранее точностью и полнотой.
Главное преимущество CASTER заключается в его масштабируемости. В отличие от существующих передовых методов, которые сталкиваются с ограничениями при сравнении полных геномов, CASTER предлагает более эффективный подход. Это особенно важно в свете экспоненциального роста количества секвенированных геномов как современных, так и вымерших видов.
Интерпретируемость результатов, получаемых с помощью CASTER, также является ключевым аспектом. Инструмент обеспечивает понятные выходные данные, облегчая биологам понимание родственных связей между видами и сложной мозаики эволюционных историй, заложенных в геноме. CASTER позволяет проводить по-настоящему геномный анализ, используя каждую пару оснований, выровненную между различными видами. Примечательно, что CASTER не требует значительных вычислительных ресурсов и может быть запущен с использованием широко доступной инфраструктуры.
Предыдущие исследования, которые заявляли о «полногеномной» реконструкции филогении с начала 2000-х годов, на самом деле ограничивались анализом лишь подвыборок регионов геномов. Эти методы исследовали лишь малую долю от каждого полного генома. Анализ всех геномных позиций с использованием сложных моделей ранее считался практически невозможным из-за вычислительных ограничений.
Новый метод CASTER подробно описан в научной статье, опубликованной в журнале Science 23 января 2025 года. Статья подчеркивает революционный потенциал CASTER в области сравнительной геномики и эволюционной биологии.
Профессор электротехники в Калифорнийском университете в Сан-Диего Сиаваш Мирараб, являющийся соответствующим автором статьи в Science, особо отметил значимость проведения действительно полногеномного анализа с использованием CASTER. Он подчеркнул, что инструмент открывает новую эру в понимании эволюционных процессов.
Первым автором научной статьи выступил Чао Чжан, получивший степень доктора философии в Калифорнийском университете в Сан-Диего по программе «Биоинформатика и системная биология». В настоящее время Чао Чжан является преподавателем в Копенгагенском университете. Он акцентировал внимание на междисциплинарном характере усилий, которые потребовались для создания CASTER, отметив важную роль специалистов в области статистики, компьютерных наук и биологии.
Разработка CASTER знаменует собой значительный прорыв в филогенетическом анализе и сравнительной геномике. Инструмент предоставляет ученым мощный ресурс для разгадки тайн эволюции и понимания сложной истории жизни на Земле. Благодаря своей масштабируемости, интерпретируемости и доступности, CASTER, несомненно, станет незаменимым инструментом для биологов, эволюционных генетиков и исследователей, стремящихся к глубокому пониманию геномного ландшафта и эволюционных связей между видами.
Использование CASTER позволит исследователям более точно реконструировать древо жизни, выявляя тонкие различия и сходства в геномах различных организмов на протяжении геологических эпох. Это откроет новые горизонты для понимания механизмов видообразования, адаптации и сохранения биоразнообразия. В дальнейшем применение CASTER может привести к разработке новых стратегий в медицине, сельском хозяйстве и биотехнологиях, основанных на глубоком понимании эволюционных процессов и геномного разнообразия.
Изображение носит иллюстративный характер
Инструмент CASTER призван пролить свет на фундаментальные вопросы эволюции и организации древа жизни. Он позволит исследователям понять, как эволюционные процессы формировали современные геномы, предоставляя возможность проводить филогенетический анализ полных геномов с невиданной ранее точностью и полнотой.
Главное преимущество CASTER заключается в его масштабируемости. В отличие от существующих передовых методов, которые сталкиваются с ограничениями при сравнении полных геномов, CASTER предлагает более эффективный подход. Это особенно важно в свете экспоненциального роста количества секвенированных геномов как современных, так и вымерших видов.
Интерпретируемость результатов, получаемых с помощью CASTER, также является ключевым аспектом. Инструмент обеспечивает понятные выходные данные, облегчая биологам понимание родственных связей между видами и сложной мозаики эволюционных историй, заложенных в геноме. CASTER позволяет проводить по-настоящему геномный анализ, используя каждую пару оснований, выровненную между различными видами. Примечательно, что CASTER не требует значительных вычислительных ресурсов и может быть запущен с использованием широко доступной инфраструктуры.
Предыдущие исследования, которые заявляли о «полногеномной» реконструкции филогении с начала 2000-х годов, на самом деле ограничивались анализом лишь подвыборок регионов геномов. Эти методы исследовали лишь малую долю от каждого полного генома. Анализ всех геномных позиций с использованием сложных моделей ранее считался практически невозможным из-за вычислительных ограничений.
Новый метод CASTER подробно описан в научной статье, опубликованной в журнале Science 23 января 2025 года. Статья подчеркивает революционный потенциал CASTER в области сравнительной геномики и эволюционной биологии.
Профессор электротехники в Калифорнийском университете в Сан-Диего Сиаваш Мирараб, являющийся соответствующим автором статьи в Science, особо отметил значимость проведения действительно полногеномного анализа с использованием CASTER. Он подчеркнул, что инструмент открывает новую эру в понимании эволюционных процессов.
Первым автором научной статьи выступил Чао Чжан, получивший степень доктора философии в Калифорнийском университете в Сан-Диего по программе «Биоинформатика и системная биология». В настоящее время Чао Чжан является преподавателем в Копенгагенском университете. Он акцентировал внимание на междисциплинарном характере усилий, которые потребовались для создания CASTER, отметив важную роль специалистов в области статистики, компьютерных наук и биологии.
Разработка CASTER знаменует собой значительный прорыв в филогенетическом анализе и сравнительной геномике. Инструмент предоставляет ученым мощный ресурс для разгадки тайн эволюции и понимания сложной истории жизни на Земле. Благодаря своей масштабируемости, интерпретируемости и доступности, CASTER, несомненно, станет незаменимым инструментом для биологов, эволюционных генетиков и исследователей, стремящихся к глубокому пониманию геномного ландшафта и эволюционных связей между видами.
Использование CASTER позволит исследователям более точно реконструировать древо жизни, выявляя тонкие различия и сходства в геномах различных организмов на протяжении геологических эпох. Это откроет новые горизонты для понимания механизмов видообразования, адаптации и сохранения биоразнообразия. В дальнейшем применение CASTER может привести к разработке новых стратегий в медицине, сельском хозяйстве и биотехнологиях, основанных на глубоком понимании эволюционных процессов и геномного разнообразия.
