SATCHMO : alignement de séquences et construction d'arbres à l'aide de modèles de Markov cachés

MOTIVATION : L'alignement de multiples protéines uniquement basé sur des informations de séquence est difficile si l'identité des séquences est faible ou s'il existe un degré significatif de divergence structurale. Nous présentons un nouvel algorithme (SATCHMO) conçu pour relever ce défi. SATCHMO construit simultanément un arbre et un ensemble de multiples alignements de séquences, un pour chaque nœud interne de l'arbre. L'alignement à un nœud donné contient toutes les séquences de son sous-arbre et prédit quelles positions dans ces séquences sont alignables et lesquelles ne le sont pas. Les régions alignées tendent donc à devenir plus courtes sur un chemin allant d'une feuille à la racine à mesure que les séquences divergent en structure. Les méthodes actuelles considèrent soit toutes les positions comme alignables (par exemple, ClustalW), soit alignent uniquement les positions considérées comme homologues entre toutes les séquences (par exemple, méthodes HMM de profil) ; en revanche, SATCHMO fait des prédictions différentes des régions alignables dans différents sous-groupes. SATCHMO génère des modèles de Markov cachés de profil à chaque nœud ; ceux-ci sont utilisés pour déterminer l'ordre de branchement, pour aligner les séquences et pour prédire les régions alignables structurellement. RÉSULTATS : Dans des expériences sur la base de données d'alignement de référence BAliBASE, SATCHMO montre des performances comparables à celles de ClustalW et du logiciel UCSC SAM HMM. Les résultats utilisant SATCHMO pour identifier les domaines protéiques sont démontrés sur les canaux potassiques, avec des implications pour le mécanisme par lequel le facteur de nécrose tumorale alpha affecte le courant potassique. DISPONIBILITÉ : Le logiciel est disponible en téléchargement sur http://www.drive5.com/lobster/index.htm