Análisis comparativo de procariotas aeróbicos y anaeróbicos para identificar la correlación entre el requerimiento de oxígeno y los patrones de asociación funcional de genes

Las actividades de los procariotas son fundamentales en la formación del medio ambiente, y también están muy influenciadas por el medio ambiente. Con los avances sustanciales en la secuenciación de genomas y metagenomas y la información del contexto ecológico que está a punto de estandarizarse, la genómica comparativa centrada en el entorno complementará la genómica comparativa centrada en las especies, iluminando cómo los entornos han moldeado y mantenido las diversidades procariotas. En este trabajo informamos de nuestros estudios preliminares sobre el análisis de asociación de un dúo particular de rasgos genómicos y ecológicos de procariotas: los patrones de asociación funcional gen-gen frente a las condiciones de requerimiento de oxígeno. En primer lugar, establecemos un modelo estocástico para describir la disposición de los genes en los cromosomas, a partir del cual se cuantifica la asociación funcional entre genes. Las medidas de asociación funcional gen-gen se validan utilizando la ontología de procesos biológicos y las anotaciones de vías KEGG. A continuación, se realizan pruebas t de Student en los organismos aeróbicos y anaeróbicos para identificar aquellos pares de genes que presentan diferentes patrones de asociación funcional en las dos condiciones diferentes de requerimiento de oxígeno. Como es difícil diseñar y llevar a cabo experimentos biológicos para validar esas relaciones de asociación genoma-ambiente que han resultado de interacciones genoma-ambiente acumulativas a largo plazo, finalmente realizamos validaciones computacionales para determinar si la condición de requerimiento de oxígeno de un organismo es predecible en base a los patrones de asociación funcional gen-gen. El estudio reportado demuestra la existencia y la importancia de las relaciones de asociación entre ciertos patrones de asociación funcional gen-gen y las condiciones de requerimiento de oxígeno de los procariotas, así como la eficacia de la metodología adoptada para dicho análisis de asociación.