Comparing genomic architectures to reconstruct ancestral genomes Géraldine JEAN Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique.

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1 Comparing genomic architectures to reconstruct ancestral genomes Géraldine JEAN Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique

2 Plan de la présentation ● Construction des permutations signées ● Résultats obtenus ● Questions

3 Algorithme de construction des permutations signées Décomposition des génomes en segments ordonnés distincts et communs Numérotation signée des segments en fonction d'un génome de référence Suppression des doublons Concaténation des séquences communes Renumérotation de 1 à n Synténies niveau 2 ou niveau 5 Permutations signées des génomes

4 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 ● Décomposition par construction des synténies de niveau 5:

5 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 ● Décomposition par construction des synténies de niveau 5:

6 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 ● Décomposition par construction des synténies de niveau 5:

7 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 ● Décomposition par construction des synténies de niveau 5:

8 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 ● Décomposition par construction des synténies de niveau 5:

9 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { 1 1 1 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5

10 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { 1 1 1 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5

11 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { 1 1 1 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 2 -2 2 2 2

12 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { 1 1 1 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 2 -2 2 2 2 3 -3 23 3 3

13 Klla Ergo Klt h Zyro Klwa { 1 1 1 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Construction de permutations à partir des synténies de niveau 5 2 -2 2 2 2 3 -3 23 3 3 Klla 1 $ 2 3 Klla 1 $ 2 Ergo 1 $ -3 -2 Ergo 1 $ -2 Klth -1 2 3 Concaténation Klth -1 2 Zyro -1 $ 2 3 Zyro -1 $ 2 Klwa 1 $ 2 3 Klwa 1 $ 2

14 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Décomposition par combinaison des synténies de niveau 2:

15 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Décomposition par combinaison des synténies de niveau 2: Klth

16 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Décomposition par combinaison des synténies de niveau 2: Klth Zyro

17 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Décomposition par combinaison des synténies de niveau 2: Klth Zyro Klwa

18 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Décomposition par combinaison des synténies de niveau 2: Klth Zyro Klwa

19 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Klth Zyro Klwa 1 1

20 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Klth Zyro Klwa 1 1 2 2 2 -2

21 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Klth Zyro Klwa 1 1 2 2 2 -2 3 3 3 3 -3

22 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Klth Zyro Klwa 1 1 2 2 2 -2 3 3 3 3 -3 4 4 4

23 Klla Ergo Construction de permutations à partir des synténies de niveau 2 ● Numérotation signée en fonction de Klla : Klth Zyro Klwa 1 1 2 2 2 -2 3 3 3 3 -3 4 4 4 Klla 1 2 3 Klla 2 3 Klla 1 2 Ergo 1 2 3 4 Ergo 2 3 Suppression des doublons Ergo 1 2 Klth -2 2 3 4 Conservation Klth -2 2 3 Klth -1 2 Zyro -2 $ 3 4 éléments communs Zyro -2 $ 3 Renumérotation Zyro -1 $ 2 Klwa -2 $ -3 Klwa -2 $ -3 Klwa -1 $ -2

24 Visualisation des permutations signées ● Permutations signées obtenues à partir des synténies de niveau 5:

25 Visualisation des permutations signées ● Permutations signées obtenues à partir des synténies de niveau 2:

26 Confrontation des résultats Permutation de Zyro à partir des synténies de niveau 5: Permutation de Zyro à partir des synténies de niveau 2: ● Beaucoup de similitudes mais pourquoi diffèrent-ils ? ● Quel est le meilleur représentant ?

27 Matrice des distances en réarrangements ● Calcul de la distance en réarrangements pour chaque paire de génomes G1, G2: Permutation de G1 Permutation de G2 GRIMM Distance en réarrangements entre G1 et G2 ● Résultats obtenus: Synténies niveau 5:Synténies niveau 2: Quelle matrice est la plus représentative ?

28 Construction d'un ancêtre commun ● Construction d'un ancêtre possible pour chaque triplet de génomes: ● Comment ? ● Sélection selon un critère de taille sur les segments ● Pourquoi ? ● Prise en compte de 25 éléments communs significatifs ● Limitation par le logiciel MGR utilisé ● Pourquoi ? ● On cherche à déterminer l'ancêtre commun à toutes les espèces ● Limitation par le logiciel MGR utilisé ● Permutations sur 25 éléments majeurs:

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31 Questions ● Quel est le bon nombre d'éléments significatifs ? 25 ou plus ? ● Construction de l'ancêtre père en comparant les ancêtres des triplets ? ● Doit-on utiliser l'hypothèse de phylogénie supposée ?