Молекулярная филогения, весна 2014

Курс: Филогения.

Преподаватель: Михаил Райко.

Даты: Feb 2014 — Mar 2014.


Курс посвящен основным понятиям и концепциям молекулярной эволюции и филогенетики. Рассматриваются основные типы алгоритмов построения и анализа филогенетических деревьев - метод максимальной парсимонии, методы расстояний, метод максимального правдоподобия и байесовские методы. Студенты получат навыки обработки реальных данных, проведения филогенетического анализа, построения деревьев и интерпретации полученных результатов.

Программа курса:

1. Введение в филогенетику.

Филогенетические деревья. Листы, узлы, ветви. Поли/пара/монофилетические группы. Внешняя группа. Гомология и гомоплазия. Формат Newick. Выравнивание - глобальное, локальное, множественное. ClustalW, MUSCLE, MAFFT. Форматы (FASTA, NEXUS). Выбор маркеров. Филогенетический сигнал, насыщение. DNA barcoding.

2. Метод максимальной парсимонии.

Поиск дерева минимальной длины. Метод Фитча. Branch-and-bound. Эвристики - NNI, SPR, TBR.

3. Методы расстояний

Метод наименьших квадратов, Фитча-Марголиаша, минимальной эволюции. Neighbour-joining. Тестирование филогении. Bootstrap.

4. Модели нуклеотидных замен.

Матрица замен. Модель как марковская цепь 1-го порядка. Неравномерность скоростей замен, гамма-распределение. Выбор моделей. Goodnes of fit. Информационный критерий Akaike, BIC. ModelTest. Indel treatment. GapCoder.

5. Метод максимального правдоподобия.

Понятие функции правдоподобия. RAxML, PhyML. Выбор модели. ModelTest. Использование нескольких моделей (partitioning). Partition Finder.

6. Байесовские методы.

Теорема Байеса. Использование апостериорных данных, пересчет вероятностей. MrBayes. MCMC/MCMCMC. Априорные распределения.

7. Отдельные задачи филогении.

Реконструкция предковых последовательностей. Примеры (цветовое зрение у млекопитающих и т.п.). Анализ митохондриальной ДНК. Влияние вторичных и третичных структур.

Источники:

По итогам курса предусмотрен зачет.


Материалы курса