Enredo and Pecan: genome-wide mammalian consistency-based multiple alignment with paralogs

doi:10.1101/gr.076554.108

比较研究

.2008年11月；18(11):1814-28.

doi:10.1101/gr.076554.108。 Epub 2008年10月10日。

Enredo和Pecan：基于哺乳动物基因组一致性的与Paralog的多重比对

本尼迪克特·佩顿¹, 哈维尔·埃雷罗, 凯瑟琳·比尔, 斯蒂芬·菲茨杰拉德, 伊万·伯尼

附属公司

PMID： 18849524
预防性维修识别码：项目经理2577869
内政部： 10.1101/gr.076554.108

比较研究

Enredo和Pecan：基于哺乳动物基因组一致性的与Paralog的多重比对

本尼迪克特·佩顿等。基因组研究. 2008年11月.

.2008年11月；18(11):1814-28.

doi:10.1101/gr.076554.108。 Epub 2008年10月10日。

作者

本尼迪克特·佩顿¹, 哈维尔·埃雷罗, 凯瑟琳·比尔, 斯蒂芬·菲茨杰拉德, 伊万·伯尼

附属

¹美国加利福尼亚州圣克鲁斯加利福尼亚大学生物分子科学与工程中心，邮编：95064。benedict@soe.ucsc.edu

PMID： 18849524
预防性维修识别码：项目经理2577869
内政部： 10.1101/gr.076554.108

摘要

成对全基因组比对涉及到同源图谱的创建，能够将一个基因组几乎完全转化为另一个基因组。对于多基因组，这个问题被推广到寻找一组一致的同源图，以将一组对齐基因组中的每个基因组转换为其他任何基因组。这个问题可以分为两个主要阶段。首先，将输入基因组划分为一组共线片段，这一过程本质上处理复杂的重排过程。其次，为每个共线线段生成基对级对齐图。我们开发了一个新的全基因组分割程序Enredo，它从处理重排（包括重复）的现有基因组中产生共线片段。然后，我们应用了新的比对程序Pecan，使一致性比对方法在大规模上实用，以创建一组新的全基因组哺乳动物比对。我们使用新的和现有的评估分析对Enredo和Pecan进行了测试，这些评估分析结合了真实的生物数据和模拟，并表明它们无论是独立的还是组合的性能都优于现有的程序。在Ensembl基因组浏览器中，我们的管道中的比对是公开的。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
Enredo图中显示连接和退火修改的示意图。(A类)初始图形。GPA显示为数字，加号和减号表示其端点。在这个示意图结构中，我们没有显示链接边。相邻边缘由GPA之间的一系列不同的颜色线表示，表示其AESG内的多个物种。(B类，黑圈）图中冗余的GPA，仅与其他两个GPA相连；这些可以在没有效果的情况下删除。平均绩点我（橙色圆圈）不是多余的，因为*H（H）*∗–∗我与AESG中的所有段不连续我∗–∗J型. (C类)移除的结果。黑色箭头显示编辑距离为1时冗余的子图边缘；然后合并这些边，留下如所示的图形D类.

**图2。**
示意图表示Enredo图中的三个二次修改。图形表示反映了图1中的情况。(1)分割小边。(*1.答*)三个基因组上的一组初始GPA，其中绿色序列包含一个与其他基因组明显同源的小区域。(*1.B类*)删除冗余GPA后的图形。平均绩点C类和D类仅因为绿色序列，才在图中表示断点。(*1.C类*)将绿色序列从其他序列中分割并删除新的冗余边的效果。(2)去除与同源基因配对的反转录转座子假基因。(*二点一*)通常，GPA与外显子而不是内含子匹配，因此逆转录转座的假基因可以在GPA水平上与同源基因表现出高度相似性，尽管相邻的边缘会小得多（绿色序列）。(*2.B类*)删除冗余GPA后的图形。AESGB类∗−(C类,D类)−∗E类包含比第三个段长得多的两个段。(*2.C类*)将假定的反转录转座子假基因与其他片段分离的效果。通常，这会导致在删除新的冗余边后创建更长的AESG。(三)移除小的圆形路径。这里的回文圆圈，通常由短串联重复或换位引起，被连接的相邻边所打破A类∗−*（B、C）*−∗D类.

**图3。**
Enredo图中线段长度的密度图。(A类)红线，原始图形中线段长度的分布；绿线，应用连接和退火后的图形，编辑距离为4；蓝线，去除分割小边后的图形；在解析圆段路径、删除逆转录转座子假基因并验证桥接边后，最终图形为品红色线。～10 kb的峰间距离迅速转换为更广泛的节段长度分布，模式稍长（～20 kb）。加权中值（N50）相当长（～230 kb）。(B类)最终Enredo图中人体片段长度的分布，其中人体片段有一个、两个、三个或四个或多个拷贝。因此，该图将人类的单拷贝区域与具有不同程度重复的区域进行了对比。

**图4。**
(A类)显示在没有传递锚点的情况下生成的对齐带的编辑纹理。绘制后验概率在0.01和1.0之间的对齐对，并根据其概率进行着色。(B类)显示与中相同区域的对齐带的编辑纹理A类，但使用传递锚。现在，某些边已从对齐中排除，但大多数可能性已被很好地包围。

**图5。**
50 50k模拟九向比对中不同比对算法的比较（Blanchette等人，2004）。图中显示了具有代表性的对齐对比较。MAVID的数据（Blanchette等人，2004）、TBA（Blanchete等人，2004年）和Mlagan（Brudno等人，2003年a）使用最新公开发布的数据进行计算。Dialign（Morgenstern等人，1998；Morgenstern 1999）、ClustalW（Thompson等人，1994）和Dialign Chaos（Brudno等人，2004）的数据转载自Blanchette等人（2004）。

**图6。**
(A类)显示不同比对对推断的古代重复序列的覆盖范围和准确性的图。覆盖率是指所有古代重复碱基对齐的比例。准确度是指被归类为完全匹配的所有列的比例。(B类)一个条形图，显示不同类型的协议（完全、部分和不匹配）对不同分割和对齐方法组合的重复共识对齐的分布。

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1. Batzoglou S.、Pachter L.、Mesirov J.P.、Berger B.、Lander E.S.《人类和小鼠基因结构：比较分析及其在外显子预测中的应用》。基因组研究2000；10:950–958.-项目管理咨询公司-公共医学
1. Blanchette M.、Kent W.J.、Riemer C.、Elnitski L.、Smit A.F.A.、Roskin K.M.、Baertsch R.、Rosenbloom K.、Clawson H.、Green E.D.等人。用螺纹区块比对仪校准多个基因组序列。基因组研究2004；14:708–715.-项目管理咨询公司-公共医学

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