Cataloguing the shape and strength of positive selection on 1000 Genomes Project data
Des que els humans i els ximpanzés es van separar evolutivament, i posteriorment a través de les migracions, la nostra espècie s'ha enfrontat a nombrosos canvis ambientals i socials. Aquestes pressions han modelat els patrons de variació dels nostres genomes, deixant característiques empremtes...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:265910 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/265910 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Selecció positiva Selección positiva Positive selection Bioinformatica Bioinformática Bioinformátics Variació nucleotidica Variación nucleotídica Nucleotide variation Ciències Experimentals |
| Sumario: | Des que els humans i els ximpanzés es van separar evolutivament, i posteriorment a través de les migracions, la nostra espècie s'ha enfrontat a nombrosos canvis ambientals i socials. Aquestes pressions han modelat els patrons de variació dels nostres genomes, deixant característiques empremtes moleculars al llarg del genoma que es poden identificar mitjançant nombrosos mètodes estadístics. Aquests mètodes han permès detectar i quantificar l'adaptació molecular a diferents escales temporals, proporcionant informació essencial sobre la història evolutiva passada i recent de la nostra espècie. La disponibilitat del conjunt de dades de variació nucleotídica més complet fins ara, el Projecte 1000 Genomes, permet provar hipòtesis de la genètica de poblacions sobre la base dels patrons de variació i finalment identificar caràcters subjectes a selecció positiva. Aquesta tesi té com a objectiu inferir la forma i la força de la selecció positiva en les dades de 1000GP. Per fer-ho ens centrem en mètodes estadístics i bioinformàtics que detecten la selecció adaptativa que contribueix a la diversificació entre espècies i entre poblacions. Amb aquesta finalitat, hem realitzat un cribratge de selecció al llarg de tot el genoma, per totes les poblacions de 1000GP mitjançant l'anàlisi d'impromptus distintives de variació genòmica causades per diferents tipus d'esdeveniments selectius. El mètode emprat detecta arrossegaments selectius per diferents escales temporals i evidències de selecció recurrent al llinatge humà des de la separació evolutiva respecte als ximpanzés. A partir dels resultats, s'ha creat un catàleg que incorpora totes les regions genòmiques candidates a haver estat subjectes a l'acció de la selecció natural, per facilitar així, la seva validació i anàlisi en profunditat. Proporcionem nous candidats i reunim estudis que localitzen repetidament els mateixos gens independentment de les dades i les metodologies. Els resultats s'han posat a disposició en una base de dades col·laboratives en línia, amb l'objectiu de compilar i anotar esdeveniments d'adaptació d'estudis futurs. Per altra banda, fem una revisió del test de McDonald i Kreitman (MKT), un dels mètodes històrics més potents i robusts per detectar l'acció de la selecció natural recurrent, tant en l'àmbit genètic com genòmic. En primer lloc, tot i la gran quantitat de modificacions proposades que corregeixen els potencials biaixos del test original, la majoria d'aquestes extensions principalment tracten la presència de mutacions lleument perjudicials (SDM). Si bé cada vegada tenim més i més anàlisis a escala genòmica, el simple G-test proposat pel MKT original està en desús. Per tot això, presentem imputed MKT (impMKT), una extensió del MKT que millora l'anàlisi i maximitza la informació que permet quantificar la selecció positiva a nivell genètic. En segon lloc, a més de la presencia de SDM, la recombinació, la demografia, la selecció positiva dèbil o la selecció lligada s'han postulats com a possible causa de la baixa proporció de mutacions adaptatives detectat en humans i primats. Aprofitant la informació de tot el genoma, desenvolupem una extensió del mètode ABC-MK. La nostra proposta és un procediment d'inferència basat en ABC més simple i eficient que l'anterior, modelant la DFE d'al·lels perjudicials i beneficiosos i la recombinació incompleta entre elements genòmics. Descrivim el procediment de la inferència, avaluem el seu rendiment i robustesa, demostrant que és raonablement robust per a esdeveniments demogràfics diversos i en diferents escenaris adaptatius. A més, presentem l'evidència d'un efecte substancial dels virus d'ARN en les taxes d'adaptació humana, proporcionant una nova perspectiva sobre la importància del virus d'ARN com a promotors d'adaptació molecular en humans. Finalment, a part de la nostra base de dades col·laborativa i mètodes computacionalment eficients, implementem un servidor web que facilita l'anàlisi MKT al llinatge humà i anàlisis personalitzades. |
|---|