Analisi comparativa di procarioti aerobi e anaerobi per identificare la correlazione tra il fabbisogno di ossigeno e i modelli di associazione funzionale gene-gene

Le attività dei procarioti sono fondamentali nella formazione dell’ambiente e sono anche notevolmente influenzate dall’ambiente. Con i progressi sostanziali nel sequenziamento del genoma e del metagenoma e le informazioni sul contesto ecologico, la genomica comparativa ambiente-centrica completerà la genomica comparativa specie-centrica, illuminando come gli ambienti hanno modellato e mantenuto le diversità procariotiche. In questo articolo riportiamo i nostri studi preliminari sull’analisi di associazione di un particolare duo di tratti genomici ed ecologici dei procarioti – modelli di associazione funzionale geni-geni rispetto alle condizioni di richiesta di ossigeno. Per prima cosa stabiliamo un modello stocastico per descrivere la disposizione dei geni sui cromosomi, in base al quale vengono quantificate le associazioni funzionali tra i geni. Le misure di associazione funzionale gene-gene sono convalidate utilizzando l’ontologia dei processi biologici e le annotazioni dei percorsi KEGG. I test t di Student vengono poi eseguiti sugli organismi aerobici e anaerobici per identificare quelle coppie di geni che mostrano diversi modelli di associazione funzionale nelle due diverse condizioni di richiesta di ossigeno. Poiché è difficile progettare e condurre esperimenti biologici per convalidare quelle relazioni di associazione genoma-ambiente che sono risultate da interazioni genoma-ambiente accumulative a lungo termine, infine conduciamo convalide computazionali per determinare se la condizione di requisito di ossigeno di un organismo è prevedibile in base ai modelli di associazione funzionale gene-gene. Lo studio riportato dimostra l’esistenza e il significato delle relazioni di associazione tra alcuni modelli di associazione funzionale gene-gene e le condizioni di richiesta di ossigeno dei procarioti, nonché l’efficacia della metodologia adottata per tale analisi di associazione.