Srovnávací analýza aerobních a anaerobních prokaryot s cílem zjistit korelaci mezi potřebou kyslíku a funkčními asociačními vzorci genů

Činnost prokaryot má klíčový význam pro utváření životního prostředí a je jím také výrazně ovlivňována. Se značným pokrokem v sekvenování genomů a metagenomů a s informacemi o ekologickém kontextu, které budou brzy standardizovány, bude srovnávací genomika zaměřená na prostředí doplňovat srovnávací genomiku zaměřenou na druhy a osvětlí, jak prostředí formovalo a udržovalo diverzitu prokaryot. V tomto článku uvádíme naše předběžné studie asociační analýzy konkrétního dua genomických a ekologických znaků prokaryot – funkční asociační vzorce genů a genů v závislosti na podmínkách potřeby kyslíku. Nejprve jsme vytvořili stochastický model popisující uspořádání genů na chromozomech, na jehož základě jsme kvantifikovali funkční asociace mezi geny. Míry funkční asociace gen-gén jsou ověřeny pomocí ontologie biologických procesů a anotací drah KEGG. Studentovy t-testy jsou poté provedeny na aerobních a anaerobních organismech s cílem identifikovat ty páry genů, které vykazují odlišné vzorce funkční asociace ve dvou různých podmínkách potřeby kyslíku. Protože je obtížné navrhnout a provést biologické experimenty k ověření těch asociačních vztahů mezi genomem a prostředím, které vznikly v důsledku dlouhodobých kumulativních interakcí mezi genomem a prostředím, provádíme nakonec výpočetní ověření, abychom zjistili, zda je stav požadavku organismu na kyslík předvídatelný na základě funkčních asociačních vzorců mezi geny. Předkládaná studie prokazuje existenci a význam asociačních vztahů mezi určitými funkčními asociačními vzorci gen-gén a podmínkami potřeby kyslíku u prokaryot, jakož i účinnost přijaté metodiky pro takovou asociační analýzu.