Eric Tannier, INRIA, University of Lyon joint work with ... · Predicting ancestral syntenies Eric...

Post on 01-Mar-2020

1 views 0 download

transcript

   

Predicting ancestral syntenies

Eric Tannier, INRIA, University of Lyon

joint work with

Cedric Chauve, Simon Fraser University, VancouverFrédéric Boyer, CEA Grenoble, France

Marie­France Sagot, INRIA, University of Lyon

   

Paleogenomics in vertebrates, or the recovery of lost genomes from the mist of times.M. Muffato and H. R. Crollius. BioEssays, 30:122–134, 2008.

Ancestral Animal Genome ReconstructionsV. L. Rascol, P. Pontarotti, and A. Levasseur.Current Opinions in Immunology, 19:542–546, 2008.

Addressing chromosome evolution in the whole­genome sequence era. T. Faraut. Chromosome Research, 16:5–16, 2008.

Paleogenomics

   

Paleogenomics in vertebrates, or the recovery of lost genomes from the mist of times.M. Muffato and H. R. Crollius. BioEssays, 2008

   

Local and global methods

10a

10b

10a

10b

10a10b3c

2a

5b

6c

6c 5b

3c

2a

6c

5b

3c

2a

Explain the difference between extantspecies using a minimum number of

evolutionary events

Dog Chimp Mouse

10a

10b

10a

10b

10a10b3c

2a

5b

6c

6c 5b

3c

2a

6c

5b

2a

Dog Chimp Mouse

If some chromosome segments are cont-iguous in several extant species, then

they are probably contiguous intheir common ancestor

3c

   

Local and global methods

10a

10b

10a

10b

10a10b3c

2a

5b

6c

6c 5b

3c

2a

6c

5b

3c

2a

10a

10b

6c

5b

3c

2a

10a

10b

6c

5b

3c

2a

Explain the difference between extantspecies using a minimum number of

evolutionary events

Dog Chimp Mouse

10a

10b

10a

10b

10a10b3c

2a

5b

6c

6c 5b

3c

2a

6c

5b

2a

Dog Chimp Mouse

If some chromosome segments are cont-iguous in several extant species, then

they are probably contiguous intheir common ancestor

10b

10a 5b

2a

6c

3c

3c

   

Are molecular cytogenetics and bioinformatics suggesting diverging models of ancestral mammalian genomes?Froenicke, Garcia Caldes, Graphodatsky, Muller, Lyons, Robinson, Volleth, Yang, WienbergGenome Research, mars 2006.

The convergence of cytogenetics and rearrangement­based models for ancestral genome reconstructionBourque, Pevzner, TeslerGenome Research, mars 2006.

Ancestral genomes reconstruction: An integrated, multi­disciplinary approachis neededRocchi, Archidiacono, StanyonGenome Research, décembre 2006.

   

Two different reconstructions ofthe same ancestral genome (boreoeutherian)

Bourque et al, Genome Research, 2006.

   

A general framework for local methods

   

Physical mapping technique

Probes

DNA segment

   

probes

segments

1 0

Physical mapping technique

   

probes

segments

Physical mapping technique

A  B  C  D  E  F  G  H  I

1  1  1  0  0  0  1  1  0

1  1  1  1  0  0  0  0  0

0  0  0  1  0  1  0  0  0

0  1  1  0  0  0  0  0  0

0  0  0  0  1  0  0  0  1

   

probes

segments

Physical mapping technique

G  H  A  B  C  D  E  F  I

1  1  1  1  1  0  0  0  0

0  0  1  1  1  1  0  0  0

0  0  0  0  0  1  0  1  0

0  0  0  1  1  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  1  0  1

   

probes

segments

Physical mapping technique

G  H  A  B  C  D  F  E  I

1  1  1  1  1  0  0  0  0

0  0  1  1  1  1  0  0  0

0  0  0  0  0  1  1  0  0

0  0  0  1  1  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  1  1

Linear time Method: McConnell, SODA, 2005

   

All solutions can be represented in a compact way

G H D F

E I

A B C

G  H  A  B  C  D  F  E  I

1  1  1  1  1  0  0  0  0

0  0  1  1  1  1  0  0  0

0  0  0  0  0  1  1  0  0

0  0  0  1  1  0  0  0  0

0  0  0  0  0  0  0  1  1

   

How to obtain ancestral segmentsM. Muffato and H. R. Crollius. BioEssays, 2008

   

How to obtain ancestral segments

computation of syntenies

M. Muffato and H. R. Crollius. BioEssays, 2008

   

How to obtain ancestral segments

computation of double syntenies

M. Muffato and H. R. Crollius. BioEssays, 2008

   

26 segments of the boreoeutherian ancestor

Muffato et al, Bioessays, 2008

   

Segments of the amniote ancestor

   

Segments of the amniote ancestor

Kohn et al, Trends in Genetics, 2006

Nakatani et al, Genome Research, 2007

present method

syntenic associations between chicken chromosome segments

   

Future works

✗ In case of absence of solution to the consecutive one's 

(C1) problem, an optimisation phase is needed (we 

discard a minimum number of putative ancestral 

segments).

✗ A better understanding of the combinatorics of non C1 

matrices would improve this framework.