TY - JOUR

T1 - PHYLOTRAVIS: НОВЫЙ ПОДХОД К ВИЗУАЛИЗАЦИИ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОГО ДЕРЕВА

AU - Форгани, Маджид

AU - Васев, П. А.

AU - Болков, Михаил Артемович

AU - Рэмзи, Э. С.

AU - Берсенев, Александр Юрьевич

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Изучение эволюции является необходимой задачей при прогнозирования изменчивости вида, и особенно для таких патогенов, как вирусы. Один из основных этапов эволюционного анализа это построение филогенетического дерева. Данная работа посвящена новому подходу для визуализации филогенеза, который основан на построении эволюционной траектории таксона в трехмерном пространстве. Эволюционной траекторией является путь, который соединяет конкретный таксон и корень эволюционного дерева. Реконструируя предковые последовательности и применяя унитарное кодирование, каждый узел дерева представляется в виде многомерного объекта, которые затем через методы вложения выстраиваются в трехмерном пространстве, за счет чего восстанавливаются эволюционные пути от листов до корня дерева. Данный подход позволяет визуализировать резкие изменения направления эволюции в локальном и глобальном масштабах. Результатом работы являются эксперименты по визуализации эволюционной траектории вируса гриппа H3N2 и создание web-платфоры PhyloTraVis с публичным доступом. Результаты предполагают применения нашего подхода также для раннего обнаружения изменения направления эволюции, изучения динамики эволюции, оценки появлений новых вариантов вируса, а также моделирования возможного антигенного разнообразия, что является актуальной задачей вычислительной вирусологии.

AB - Изучение эволюции является необходимой задачей при прогнозирования изменчивости вида, и особенно для таких патогенов, как вирусы. Один из основных этапов эволюционного анализа это построение филогенетического дерева. Данная работа посвящена новому подходу для визуализации филогенеза, который основан на построении эволюционной траектории таксона в трехмерном пространстве. Эволюционной траекторией является путь, который соединяет конкретный таксон и корень эволюционного дерева. Реконструируя предковые последовательности и применяя унитарное кодирование, каждый узел дерева представляется в виде многомерного объекта, которые затем через методы вложения выстраиваются в трехмерном пространстве, за счет чего восстанавливаются эволюционные пути от листов до корня дерева. Данный подход позволяет визуализировать резкие изменения направления эволюции в локальном и глобальном масштабах. Результатом работы являются эксперименты по визуализации эволюционной траектории вируса гриппа H3N2 и создание web-платфоры PhyloTraVis с публичным доступом. Результаты предполагают применения нашего подхода также для раннего обнаружения изменения направления эволюции, изучения динамики эволюции, оценки появлений новых вариантов вируса, а также моделирования возможного антигенного разнообразия, что является актуальной задачей вычислительной вирусологии.

UR - https://www.elibrary.ru/item.asp?id=48340482

U2 - 10.31857/S0132347422030049

DO - 10.31857/S0132347422030049

M3 - Статья

SP - 78

EP - 91

JO - Программирование

JF - Программирование

SN - 0132-3474

IS - 3

ER -