Prédiction d'orthologie à une résolution évolutive évolutive par analyse d'arbres phylogénétiques

CONTEXTE : L'orthologie est l'un des piliers de la prévision de la fonction des gènes. Diviser les relations phylogénétiques entre les gènes en orthologues ou en paralogues est cependant une simplification excessive. Déjà dans les phylogénies de gènes à deux espèces, la nature compliquée et non transitive des relations phylogénétiques donne lieu à des inparalogues et des outparalogues. Pour les situations comportant plus de deux espèces, nous manquons de sémantique pour décrire spécifiquement les relations phylogénétiques, sans parler de les exploiter. Les procédures publiées pour extraire des groupes orthologues d'arbres phylogénétiques ne permettent pas d'identifier l'orthologie à différents niveaux de résolution, ni ne documentent les relations entre les groupes orthologues. RÉSULTATS : Nous introduisons "niveaux d'orthologie" pour décrire la nature multi-niveaux des relations entre gènes. Cela est mis en œuvre dans un programme LOFT (Niveaux d'orthologie à partir d'arbres) qui attribue des numéros d'orthologie hiérarchiques aux gènes en fonction d'un arbre phylogénétique. Pour décider des événements de spéciation et de duplication de gènes dans un arbre, LOFT peut être instruit soit de réaliser une réconciliation classique des arbres d'espèces, soit d'utiliser le chevauchement des espèces entre les partitions dans l'arbre. Les numéros d'orthologie hiérarchiques attribués par LOFT résument efficacement les relations phylogénétiques entre les gènes. Les groupes orthologues résultants à haute résolution sont présentés en couleur, facilitant l'inspection visuelle d'arbres (grands). Un banc d'essai pour la prédiction d'orthologie, qui prend en compte les niveaux variés d'orthologie entre les gènes, montre que les assignations d'orthologie à haute résolution basées sur la phylogénie effectuées par LOFT sont fiables. CONCLUSION : Le concept de "niveaux d'orthologie" offre une orthologie à haute résolution et fiable, tout en préservant les relations entre les groupes orthologues. Une version Windows ainsi qu'une version préliminaire Java de LOFT est disponible sur le site web de LOFT http://www.cmbi.ru.nl/LOFT.