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Méthodes de comparaison entre séquences multi-échelles végétales Sylvain DEMEY.

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1 Méthodes de comparaison entre séquences multi-échelles végétales Sylvain DEMEY

2 Introduction Séquençage haut débit forte augmentation des données Besoin doutils danalyses de comparaison Même besoin en biologie végétale au niveau de larchitecture des plantes Objectifs: implémentation dun nouvel algorithme de comparaison entre séquences multi-échelles dans le cadre du logiciel AMAPmod comparaison de 2 méthodes

3 1.Le contexte et le travail demandé

4 Architecture des plantes Description dun individu avec au moins 1 des informations suivantes: Information géométrique Information topologique décrivant les connections entre les entités Information de décomposition entre-noeud

5 Unité de croissance Modélisation de larchitecture des plantes Description arborescente (plus complexe) Description sous la forme de séquences Exemple de séquence ( )( )( ) Multi-échelles

6 Pourquoi la notion de séquence multi-échelles? (0101)( ) ( )(1010)

7 Les ordres de ramification ORDRE 1 (Tronc) ORDRE 2 ORDRE 3 ORDRE 4

8 Travail demandé Doit pouvoir sintégrer dans AMAPmod (dans la librairie Treematching) Implémentation dune méthode de comparaison globale De comparaison locale Algorithme pour la comparaison darborescences appliqué à la comparaison de séquences Analyses

9 2. Algorithmes de comparaison de séquences et implémentation

10 Algorithmes utilisés et développés Wagner-Fisher (74): alignement global Smith-Waterman (81): alignement local Selkow (77): méthode de comparaison entre arborescences (utilisé pour la comparaison de séquences multi-échelles)

11 Construction des chaînes parenthésées T1 T2 T3 T= ((001) (0001) (1010)) ( ) )() ( ) )

12 La comparaison darborescences T1T2 insertion de e substitution de a substitution de b délétion de d substitution de a

13 Les contraintes de lalgorithme de Selkow

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16 Selkow Algorithme récursif Utilise Wagner-Fisher pour la comparaison entre sous-arbres Insertion dun sous-arbre Délétion dun sous-arbre

17 Implémentation Langage C++ Qt pour linterface R pour les analyses Coût des opérations dédition: 0 ou 1

18 Présentation du logiciel

19 Les résultats pour lalignement global

20 Les résultats pour lalignement de séquences multi-échelles

21 Exemple de gestion des load/save

22 Exemple de gestion des erreurs

23 3. Analyses

24 Modèle théorique Modèle " simple " : 0 1 0,5 Modèle "multi-échelle" ,4 0 1 Modèle " multi-échelle " ,4 0, ,2 0,5 0,2 0,3 0,150,3 0,15 0,5 0,3 0,4 0,5

25 Les méthodes Wagner-Fisher Selkow

26 Les exemples choisis Braeburn Fuji Sur les 5 premiers ordres Chaque ordre 3 types (uc, axil, uc1 axil) Alignement global/Alignement de séquences multi-échelles

27 Format des données

28 Exemple sur lordre 1 Wagner-FisherSelkow

29 Interprétations sur ordre1 Lordre 1 le plus représentatif Bonne séparation mais généralement meilleure avec Selkow Tjrs à peu près les mêmes intrus sur les 3 types Groupe vaste/groupe compact

30 Conclusion et perspectives

31 Conclusion Implémentation dune nouvelle méthode de comparaison de séquences multi-échelles Validation de la méthode par des analyses Séparation suivant les espèces Apprentissage du C/C++, de Qt et du clustering avec R

32 perspectives Nouvelles matrices dédition Intégration dans AMAPmod Analyses des résultats des alignements Autre application botanique: validation de modèles Application dans dautres domaines: Exemple structure secondaire de lARN

33 Exemple Epingle à cheveux (élément de structure secondaire) On peut représenter cet élément de structure sous la forme de la séquence : (AAUCC) [AUUGCACUCC] (GGAUU)


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