Aerob és anaerob prokarióták összehasonlító elemzése az oxigénigény és a gén-gén funkcionális asszociációs mintázatok közötti korreláció azonosítására

A prokarióták tevékenységei kulcsfontosságúak a környezet alakításában, és a környezet is nagyban befolyásolja őket. A genom- és metagenom-szekvenálásban elért jelentős fejlődéssel és a hamarosan szabványosított ökológiai kontextusra vonatkozó információkkal a környezetközpontú összehasonlító genomika ki fogja egészíteni a fajközpontú összehasonlító genomikát, megvilágítva, hogy a környezet hogyan alakította és tartotta fenn a prokarióta diverzitást. Ebben a tanulmányban beszámolunk a prokarióták genomikai és ökológiai jellemzőinek egy sajátos duójának – gén-gén funkcionális asszociációs mintázatok vs. oxigénigényes körülmények – asszociációs elemzésével kapcsolatos előzetes vizsgálatainkról. Először egy sztochasztikus modellt állítunk fel a kromoszómákon való génelrendeződések leírására, amely alapján a gének közötti funkcionális asszociációt számszerűsítjük. A gén-gén funkcionális asszociációs méréseket a biológiai folyamat ontológia és a KEGG útvonal annotációk segítségével validáljuk. Ezt követően Student’s t-teszteket végzünk az aerob és anaerob szervezeteken, hogy azonosítsuk azokat a génpárokat, amelyek eltérő funkcionális asszociációs mintázatot mutatnak a két különböző oxigénigényű körülmények között. Mivel nehéz biológiai kísérleteket tervezni és végezni azoknak a genom-környezet asszociációs kapcsolatoknak a validálására, amelyek hosszú távú halmozódó genom-környezet kölcsönhatásokból erednek, végül számítógépes validációkat végzünk annak megállapítására, hogy egy szervezet oxigénigényes állapota megjósolható-e a gén-gén funkcionális asszociációs mintázatok alapján. A közölt tanulmány bizonyítja az egyes gén-gén funkcionális asszociációs mintázatok és a prokarióták oxigénszükségleti feltételei közötti asszociációs kapcsolatok meglétét és jelentőségét, valamint az ilyen asszociációelemzésre alkalmazott módszertan hatékonyságát.