T-REX (webový server) - T-REX (webserver)

T REX(webová stránka ) (Rekonstrukce stromu a retikulogramu)[1][2] je volně dostupný webový server, vyvinutý na katedře výpočetní techniky Université du Québec à Montréal, věnovaný odvození, ověření a vizualizaci fylogenetické stromy a fylogenetické sítě. Webový server T-REX[1][2] umožňuje uživatelům provádět několik populárních metod fylogenetické analýzy i některé nové fylogenetické aplikace pro odvozování, kreslení a ověřování fylogenetických stromů a sítí.

Fylogenetická inference

K dispozici jsou následující metody pro odvození a ověření fylogenetických stromů pomocí vzdáleností: Soused se připojil (NJ), NINJA ve velkém sousedním připojení, BioNJ, UNJ, ADDTREE, MW, FITCH a rekonstrukce kruhových objednávek. Pro maximální šetrnost: DNAPARS, PROTPARS, PARS a DOLLOP, všechny z PHYLIP balíček a pro maximální pravděpodobnost: PhyML,[3] RAxML,[4] DNAML, DNAMLK, PROML a PROMLK, poslední čtyři metody jsou z PHYLIP balíček, jsou k dispozici.

Kresba stromu

K dispozici jsou hierarchické vertikální, horizontální, radiální a axiální typy stromových výkresů.

Vstupní data mohou být ve třech následujících formátech: Newick formát, PHYLIP a Formát FASTA. Všechny grafické výsledky poskytované serverem T-REX lze uložit ve formátu SVG (Scalable Vector Graphics) a poté je otevřít a upravit (např. Připravit pro publikaci nebo prezentaci) v preferovaném grafickém editoru uživatele.

Budova stromu

Vyvinutá aplikace pro kreslení fylogenetických stromů, která umožňuje jejich uložení v Newick formát.

Odvození stromu z neúplných matic

K dispozici jsou následující metody rekonstrukce fylogenetických stromů z matice vzdálenosti obsahující chybějící hodnoty, tj. Neúplné matice: Metoda trojúhelníků od Guénocheho a Leclerca (2001), Ultrametrický postup pro odhad chybějících hodnot Landryho, Lapointa a Kirsche (1996) NJ, Aditivní postup pro odhad chybějících hodnot Landry, Lapointe a Kirsch (1996), následovaný NJ, a metoda Modified Weighted najmenších čtverců (MW *) Makarenkov a Lapointe (2004). Metoda MW * přiřadí váhu 1 stávajícím položkám, váhu 0,5 odhadovaným položkám a váhu 0, když odhad vstupu nebyl možný. Simulace popsané v (Makarenkov a Lapointe 2004) ukázaly, že metoda MW * jasně překonává postupy Triangles, Ultrametric a Additive.

Detekce horizontálního přenosu genů

Úplné a částečné Horizontální přenos genů detekční a ověřovací metody jsou součástí serveru T-REX. Program detekce HGT[5] si klade za cíl určit optimální, tj. minimální náklady, scénář horizontálních genových přenosů, přičemž postupuje postupným sladěním daného druhu a genových stromů.

Závěr retikulogramu

Program retikulogramu, tj. Síťový rekonstrukční program, nejprve vytvoří podpůrný fylogenetický strom pomocí jedné ze stávajících metod odvozování stromu. V návaznosti na to je do stromu (nebo sítě počínaje krokem 2) v každém kroku algoritmu přidána větev síťování, která minimalizuje funkci nejmenších čtverců nebo váženého cíle nejméně čtverců.[6] Byla navržena dvě statistická kritéria, Q1 a Q2, aby bylo možné měřit zisk fit poskytnutý každou větvenou větví.

Verze webového serveru T-REX také poskytuje možnost odvodit podpůrný strom z jedné matice vzdálenosti a poté přidat větve mřížky pomocí jiné matice vzdálenosti. Takový algoritmus může být užitečný pro zobrazení morfologických nebo genetických podobností mezi danými druhy nebo pro identifikaci událostí HGT pomocí první matice vzdálenosti k odvození stromu druhů a druhé matice (obsahující vzdálenosti související s geny) k odvození větví síťování představujících domnělou horizontální genové transfery [6].[7]

Sekvenční zarovnání

MAFFT, MUSCLE (vyrovnávací software) a ClustalW, které patří mezi nejpoužívanější vícenásobné zarovnání sekvence nástroje, jsou k dispozici s možností pomalého a rychlého párového zarovnání.

Substituční modely (transformace sekvence na vzdálenost)

Do T-REX byly zahrnuty následující populární substituční modely evoluce DNA a aminokyselin, které umožňují odhadnout evoluční vzdálenosti ze sekvenčních dat: Neopravená vzdálenost, Jukes-Cantor (Jukes a Cantor 1969), K80 - 2 parametry (Kimura 1980) , T92 (Tamura 1992), Tajima-Nei (Tajima a Nei 1984), Jin-Nei gama (Jin a Nei 1990), protein Kimura (Kimura 1983), LogDet (Lockhart et al. 1994), F84 (Felsenstein 1981), WAG (Whelan a Goldman 2001), JTT (Jones et al. 1992) a LG (Le a Gascuel 2008).

Robinson a Foulds topologická vzdálenost

Tento program počítá Robinson – Fouldsova metrika (RF) topologická vzdálenost (Robinson and Foulds 1981), což je populární měřítko podobnosti stromů, mezi prvním stromem a všemi následujícími stromy specifikovanými uživatelem. Stromy lze dodávat ve formátech newick nebo distanční matice. Pro výpočet RF metriky se provádí optimální algoritmus popsaný v (Makarenkov a Leclerc 2000).

Převod Newick na Matrix

Převod formátu Newick na vzdálenost a matice vzdálenosti na Newick. Interní aplikace umožňuje uživateli převést a fylogenetický strom z Newick formát do Distanční matice formát a naopak.

Generátor náhodných stromů

Tato aplikace generuje k náhodné fylogenetické stromy s n listy, tj. druhy nebo taxony, a průměrnou délkou větve l pomocí postupu generování náhodných stromů popsaného Kuhnerem a Felsensteinem (1994),[8] kde proměnné k, n a l jsou definovány uživatelem. Délky větví stromů sledují exponenciální rozdělení. Délky větví se vynásobí 1+sekera, kde proměnná X se získá z exponenciálního rozdělení (P (X>k) = exp (-k)) a konstanta a je ladicí faktor, který zohledňuje intenzitu odchylky (jak je popsáno v Guindon a Gascuel (2002),[9] hodnota a byla nastavena na 0,8). Náhodné stromy generované tímto postupem mají hloubku O (log (n)).

Reference

  1. ^ A b Boc A, Diallo Alpha B, Makarenkov V (červen 2012). „T-REX: webový server pro odvozování, ověřování a vizualizaci fylogenetických stromů a sítí“. Nucleic Acids Res. 40 (Problém s webovým serverem): W573 – W579. doi:10.1093 / nar / gks485. PMC  3394261. PMID  22675075.
  2. ^ A b Makarenkov V (červenec 2001). „T-REX: Rekonstrukce a vizualizace fylogenetických stromů a síťových sítí“. Bioinformatika. 17 (7): 664–668. doi:10.1093 / bioinformatika / 17.7.664. PMID  11448889.
  3. ^ Guindon S, Delsuc F, Dufayard JF, Gascuel O (2009). Odhad maximální pravděpodobnosti fylogeneze pomocí PhyML. Methods Mol. Biol. Metody v molekulární biologii. 537. Humana Press. 113–137. CiteSeerX  10.1.1.464.7907. doi:10.1007/978-1-59745-251-9_6. ISBN  978-1-58829-910-9. PMID  19378142.
  4. ^ Stamatakis A. (srpen 2006). „RAxML-VI-HPC: fylogenetické analýzy založené na maximální věrohodnosti s tisíci taxonů a smíšenými modely“. Bioinformatika. 22 (21): 2688–2690. doi:10.1093 / bioinformatika / btl446. PMID  16928733.
  5. ^ Boc A, Philippe H, Makarenkov V (leden 2010). „Odvození a ověření horizontálních událostí přenosu genů pomocí bipartiční odlišnosti“. Syst. Biol. 59 (2): 195–211. doi:10.1093 / sysbio / syp103. PMID  20525630.
  6. ^ A b Legendre P, Makarenkov V (duben 2002). „Rekonstrukce biogeografických a evolučních sítí pomocí retikulogramů“. Syst. Biol. 51 (2): 199–216. doi:10.1080/10635150252899725. PMID  12028728.
  7. ^ Makarenkov V, Legendre P (2004). "Od fylogenetického stromu k síťové síti". J. Comput. Biol. 11 (1): 195–212. doi:10.1089/106652704773416966. PMID  15072696.
  8. ^ Kuhner MK, Felsenstein J (květen 1994). „Simulační srovnání fylogenetických algoritmů za stejných a nerovných evolučních rychlostí“. Mol Biol Evol. 11 (3): 459–468. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a040126. PMID  8015439.
  9. ^ Guindon S, Gascuel O (duben 2002). „Efektivní zkreslený odhad evolučních vzdáleností, když se míra substituce na různých webech liší“. Mol Biol Evol. 19 (4): 534–43. doi:10.1093 / oxfordjournals.molbev.a004109. PMID  11919295.

zemřít

externí odkazy