L’Université d’Aston a travaillé avec des partenaires internationaux pour développer un progiciel pour aider les scientifiques à répondre aux issues clés sur les facteurs génétiques associés aux caractéristiques partagées entre différentes espèces.
Appelée CALANGO (analyse comparative avec des composants génomiques basés sur des annotations), elle a le potentiel d’aider les généticiens à étudier des questions vitales telles que la résistance antibactérienne et l’amélioration des cultures agricoles.
Ce travail, « CALANGO : un outil de génomique comparative practical à la phylogénie pour découvrir des associations quantitatives génotype-phénotype à travers les espèces », a été publié dans la revue Styles. Il est le résultat d’une collaboration de quatre ans entre l’Université Aston, l’Université fédérale de Minas Gerais au Brésil et d’autres partenaires au Brésil, en Norvège et aux États-Unis.
Les similitudes entre les espèces peuvent provenir soit d’une ascendance partagée (homologie), soit de pressions évolutives partagées (évolution convergente). Par exemple, les corbeaux, les pigeons et les chauves-souris peuvent tous voler, mais les deux premiers sont des oiseaux alors que les chauves-souris sont des mammifères.
Cela signifie que la biologie du vol chez les corbeaux et les pigeons est susceptible de partager des areas génétiques en raison de leur ascendance commune. Les deux espèces sont capables de voler de nos jours parce que leur dernier ancêtre commun – un oiseau ancêtre – était aussi un organisme volant.
En revanche, les chauves-souris ont la capacité de voler by way of des gènes potentiellement différents de ceux des oiseaux, puisque le dernier ancêtre commun des oiseaux et des mammifères n’était pas un animal volant.
Démêler les composants génétiques partagés en raison d’une ascendance commune de ceux partagés en raison de pressions évolutives communes nécessite des modèles statistiques sophistiqués qui prennent en compte l’ascendance commune.
Jusqu’à présent, cela a été un obstacle pour les scientifiques qui veulent comprendre l’émergence de features complexes à travers différentes espèces, principalement en raison du manque de cadres appropriés pour étudier ces associations.
Le nouveau logiciel a été conçu pour incorporer efficacement de grandes quantités de données d’annotation génomiques, évolutives et fonctionnelles afin d’explorer les mécanismes génétiques qui sous-tendent les caractéristiques similaires entre différentes espèces partageant des ancêtres communs.
Bien que les modèles statistiques utilisés dans l’outil ne soient pas nouveaux, c’est la première fois qu’ils sont combinés pour extraire de nouvelles connaissances biologiques à partir de données génomiques.
La method a le potentiel d’être appliquée à de nombreux domaines de recherche différents, permettant aux scientifiques d’analyser moreover en profondeur des quantités massives de données génétiques open up resource appartenant à des milliers d’organismes.
Le Dr Felipe Campelo du Département d’informatique du Collège d’ingénierie et de sciences physiques de l’Université d’Aston, a déclaré : “Il existe de nombreux exemples passionnants de la manière dont cet outil peut être appliqué pour résoudre les problèmes majeurs auxquels nous sommes confrontés aujourd’hui. Il s’agit notamment d’explorer la co- évolution des bactéries et des bactériophages et dévoilement des facteurs associés à la taille des plantes, avec des implications directes pour l’agriculture et l’écologie.
“D’autres applications potentielles incluent le soutien à l’étude de la résistance bactérienne aux antibiotiques et du rendement des espèces végétales et animales d’importance économique.”
L’auteur correspondant de l’étude, le Dr Francisco Pereira Lobo du Département de génétique, d’écologie et d’évolution de l’Université fédérale de Minas Gerais au Brésil, a déclaré : « La plupart des variations génétiques et phénotypiques se produisent entre différentes espèces, plutôt qu’en leur sein. L’outil développé permet la génération d’hypothèses testables sur les associations génotype-phénotype à travers plusieurs espèces qui permettent la hiérarchisation des cibles pour une caractérisation expérimentale ultérieure.
As well as d’informations : https://labpackages.github.io/CALANGO/