ペアワイズ種の比較からのオルソログとパラログの自動クラスタリング

オルソログは、これらの種の最後の共通の祖先の単一遺伝子に由来する異なる種の遺伝子です。このような遺伝子は、現在の生物において同一の生物学的役割をしばしば保持しています。したがって、高度な信頼性を持つ異なる生物の遺伝子間で機能的な情報を伝達するためのオーソログを特定することが重要です。たとえば、ヒトタンパク質のオーソログは、多くの場合、モデル生物で機能的に特徴付けられます。残念ながら、人間と例えば。タンパク質ファミリー内の多数のパラログのため、無脊椎動物はしばしば複雑です。私たちがパラログと呼んでいる種の分裂よりも前のパラログは、真のオーソログと簡単に混同することができます。しかし、種が分裂した後に生じたパラログは、私たちがパラログと呼ぶが、定義上、真正なオーソログです。オルソログとパラログは通常、系統発生法で検出されますが、これらはゆっくりと自動化が困難です。一方、双方向のベストゲノム全体の一致に基づく自動クラスタリング方法は、これまでのところ、パラログ内のパラログから効果的に分離されていません。2つの種からオルソログとパラログを見つけるための完全に自動的な方法を提示します。オーソログクラスターには、双方向のベストペアワイズマッチが播種され、その後、パラログを追加するためのアルゴリズムが適用されます。この方法は、複数のアラインメントと系統樹をバイパスします。これは、古典的なオーソログ検出のゆっくりとエラーが発生しやすいステップになる可能性があります。それでも、複雑なオーソロガス関係を堅牢に検出し、オルソログとパラログの両方の信頼値を割り当てます。Inparanoidと呼ばれるプログラムは、完全に配列決定されたすべての真核生物ゲノムでテストされました。インラライドの結果の品質を評価するために、オーソログクラスターはワームと哺乳類膜貫通タンパク質のデータセットから生成され、手動ツリーベースのオーソログ検出方法によって導出されたクラスターと比較されました。この研究は、系統発生法の欠点のために以前は検出されなかった12を超える新しいワームママのオーソログ割り当ての高度な信頼を伴う同一性につながりました。http://www.cgb.ki.se/inparanoid/で。これは、完全に配列決定されたすべての真核生物ゲノムのオルソログを備えた最初の包括的なリソースです。オルソロジーの割り当てのプログラムと表は、同じ場所から入手できます。

Orthologs are genes in different species that originate from a single gene in the last common ancestor of these species. Such genes have often retained identical biological roles in the present-day organisms. It is hence important to identify orthologs for transferring functional information between genes in different organisms with a high degree of reliability. For example, orthologs of human proteins are often functionally characterized in model organisms. Unfortunately, orthology analysis between human and e.g. invertebrates is often complex because of large numbers of paralogs within protein families. Paralogs that predate the species split, which we call out-paralogs, can easily be confused with true orthologs. Paralogs that arose after the species split, which we call in-paralogs, however, are bona fide orthologs by definition. Orthologs and in-paralogs are typically detected with phylogenetic methods, but these are slow and difficult to automate. Automatic clustering methods based on two-way best genome-wide matches on the other hand, have so far not separated in-paralogs from out-paralogs effectively. We present a fully automatic method for finding orthologs and in-paralogs from two species. Ortholog clusters are seeded with a two-way best pairwise match, after which an algorithm for adding in-paralogs is applied. The method bypasses multiple alignments and phylogenetic trees, which can be slow and error-prone steps in classical ortholog detection. Still, it robustly detects complex orthologous relationships and assigns confidence values for both orthologs and in-paralogs. The program, called INPARANOID, was tested on all completely sequenced eukaryotic genomes. To assess the quality of INPARANOID results, ortholog clusters were generated from a dataset of worm and mammalian transmembrane proteins, and were compared to clusters derived by manual tree-based ortholog detection methods. This study led to the identification with a high degree of confidence of over a dozen novel worm-mammalian ortholog assignments that were previously undetected because of shortcomings of phylogenetic methods.A WWW server that allows searching for orthologs between human and several fully sequenced genomes is installed at http://www.cgb.ki.se/inparanoid/. This is the first comprehensive resource with orthologs of all fully sequenced eukaryotic genomes. Programs and tables of orthology assignments are available from the same location.