Сравнительный анализ программ, восcтанавливающих предковые геномы

Информация об организации генома общего предка группы организмов позволяет предположить его фенотипические характеристики и выделить ключевые эволюционные изменения — транслокации, дупликации и делеции генов, приводящие к появлению разных эволюционных ветвей. Однако узнать структуру предкового генома за счет классических молекулярных методов часто невозможно ввиду отсутствия сохранившихся биологических образцов или их плохого качества. Задача восстановления информации об этой структуре становится решаемой при использовании современных математических методов предсказания предковых геномов на основании данных о геномах потомков и их

филогенетическом родстве. Существующие методы либо опираются на различия в нуклеотидном составе геномов потомков, либо используют набор доступных операций, описывающих изменения геномов на хромосомном уровне. На данный момент большего развития достигла вторая группа методов, позволяющая, в частности, получить представление о ходе эволюционного процесса. Однако разработанные на основе этих методов программы различаются по набору поддерживаемых операций и особенностям работы алгоритмов, что вносит в результат их работы существенные допущения.

Нашей задачей стало проведение полноценного сравнения имеющихся программ по представленным в литературе данным о принципах их работы и путем сравнения получаемых результатов при запуске на наборе симуляционных данных разной сложности, результаты сравнивались с известными предковыми геномами. В результате проведенного сравнения были показаны существенные различия по ряду предложенных метрик, характеризующих степень отличия предсказанных и известных предковых геномов, а также общие параметры, например, время работы. В целом, полученные результаты позволяют понять, какие из программ на данный момент лучше справляются с поставленной задачей и на какие особенности их работы нужно обращать внимание при запуске на реальных данных.