Biologen konnten ein tieferes Verständnis darüber, wie Spezies entwickelt haben, zu gewinnen - und sogar Möglichkeiten, Adresse zu finden Antibiotikum Widerstand - mit Werkzeugen, die vor kurzem in Stockholm KTH Royal Institute of Technology entwickelt wurden.
Eine bessere Methode zur Identifizierung , wie Gene evolve wurde von einem internationalen Team, das Jens Lagergren , Professor der Informatik und Bioinformatik an der KTH umfasst entwickelt.
Das neue Modell und Methode bietet eine Möglichkeit, ein Gen, Geschichte zu verstehen , sagt Lagergren . Aber auf lange Sicht der Forschung könnte möglicherweise ein besseres Verständnis dafür, wie Arten entwickeln und eine Grundlage für den Umgang mit Antibiotika-Resistenz führen .
Die Entwicklung einer Art kann in vielen Fällen mit einem Baum dargestellt werden. Das gleiche gilt für die Entwicklung von Genfamilien beschreiben , das heißt, nah verwandte Gene , die ähnliche Funktionen in Bezug auf die Arten der sie sich befinden müssen gesagt werden.
Informationen, die von Genen in einer Gen-Familie durchgeführt durch Mutationen einzelner DNA -Positionen sowie durch Großveranstaltungen wie Verluste oder Vervielfältigungen ganzer Gene verändert werden .
Letztere führen zu völlig neuen Gene in einer Genfamilie . In Bakterien -Gene sind oft zwischen Individuen innerhalb der gleichen Art übertragen werden. Sie springen auch von einer Art zur anderen , das ist, wie Antibiotikaresistenz Abstände zwischen verschiedenen Bakterienstämmen .
" Exploring , wie verschiedene Genfamilien im Laufe der Evolution entstanden ist wichtig für das Verständnis, wie verschiedene Gene sind miteinander verwandt ", sagt Lagergren .
" Wo ein Zweig auf Gen- Baum hat das Gen eine neue Funktion ", sagt er .
Lagregren arbeitete mit Kollegen von der KTH und Wissenschaft für das Leben Laboratory ( SciLifeLab ) auf Wahrscheinlichkeitsmodellen , die ein genaueres Bild davon, wie die Gen- Baum durch Evolution gewachsen geboten werde, und wenn Gene schließlich sprang von einer Art zur anderen in der Art Baum.
Indem sie ihre Methoden auf mathematische Modelle und Bayes- Analyse gelang es den Forschern in der Herstellung von Werkzeugen für Biologen , die sich für die springenden Gene und die Züge sie mit sich zu führen sind .
" Bayes- Analyse ermöglicht es, aus einer Beobachtung, dass in Wirklichkeit gemacht worden ist starten und sehen , welches Modell gegeben diese Beobachtung am wahrscheinlichsten ist ", sagt Lagregren . "Dies ist zu zeitraubend von Hand zu tun, sondern es mit Hilfe von Computern möglich. "
Er bewarb sich das Modell auf zwei Sätze von Bakterienarten , und festgestellt, dass die neue Methode funktioniert viel besser als herkömmliche , nicht- statistischen Verfahren .
" Im Moment ist es rein, die Grundlagenforschung Geschichte der Gene zu verstehen", sagt er. " Auf lange Sicht sind jedoch die Modelle können verwendet werden, um ein besseres Verständnis dafür, wie verschiedene Arten entwickelt haben und untereinander , nicht nur durch direkte Vererbung , sondern auch durch Gentransfer in Verbindung stehen . "
Das Verfahren und das Modell könnte , um die Verwandtschaft zwischen den Arten deutlicher als bisher sehen, verwendet werden.
Und Lagregren addiert , wobei das Verfahren eines Tages eine Grundlage für die Behandlung von Antibiotika-Resistenz .
" Das Verfahren beschreibt einen Algorithmus und zugehöriger Software , die ein wichtiges Instrument für Forscher, die mit Bakterien und Gene sie seitlich zu übertragen , wie zum Beispiel für Antibiotikaresistenz sein wird ", sagt er .
Die Arbeit ist so wichtig, dass Jens Lagergren hatte einen wissenschaftlichen Artikel in Systematic Biology akzeptiert.