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离散合并树。 (英语) Zbl 1475.92116号

摘要:在许多系统发育应用中,如癌症和病毒进化,时间树,物种形成事件计时的进化历史,都可以被推断出来。特别有趣的是钟形树,所有的叶子都是在同一时间采样的,并且与根部的距离相等。一种流行的钟状树建模方法是合并理论,该理论用于各种树推理软件包。从方法论上讲,系统发育推理方法需要一个树空间来进行推理,而这个空间的几何形状在树推理算法的统计和计算方面起着重要作用。最近有研究表明,合并树空间具有独特的几何结构,不同于经典的系统发育树空间。在这里,我们引入并研究了一个离散并合树空间。他们假设时间是离散的,这在许多计算应用中是自然的。该树空间是先前研究的排名最近邻交换空间的推广,并建立在树重排操作的基础上。我们推广了关于排名树的现有结果,包括一种在多项式时间内计算距离的算法,特别是为离散合并树空间和排名树空间提供了新的结果。我们建立了这些空间的几个几何特性,并展示了这些特性如何影响用于系统发育分析的各种算法。我们的树空间是之前引入的时间树空间的离散化,称为“(t)-空间”,因此我们的结果可以用来近似求解(t)空间中的各种开放问题。

MSC公司:

92D15型 与进化有关的问题
05立方厘米85 图形算法(图形理论方面)
第68季度25 算法和问题复杂性分析
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 巴罗尼,M。;Semple,C。;Steel,M.,《实时杂交》,《系统生物》,55,1,46-56(2006)·网址:10.1080/10635150500431197
[2] 比莱拉,LJ;霍姆斯,SP;Vogtmann,K.,系统发育树空间的几何,高级应用数学,27,4,733-767(2001)·Zbl 0995.92035号 ·doi:10.1006/aama.2001.0759
[3] 博德威奇,M。;Semple,C.,《关于有根子树剪枝和重组距离的计算复杂性》,Ann Comb,8,4,409-423(2005)·Zbl 1059.05035号 ·doi:10.1007/s00026-004-0229-z
[4] Bouckaert,R.,BEAST 2:贝叶斯进化分析的软件平台,《公共科学图书馆·计算生物学》,10,4,e1003537(2014)·doi:10.1371/journal.pcbi.1003537
[5] Chan TM,Pétrašcu M(2010)《计数反演、离线正交范围计数及相关问题》,第161-173页·Zbl 1288.68105号
[6] 科利恩,L。;Gavryushkin,A.,计算排名系统发育树之间的最近邻交换距离,《数学生物学杂志》,82,1,8(2021)·Zbl 1511.92043号 ·doi:10.1007/s00285-021-01567-5
[7] 马萨诸塞州库托;Matsen,FA,系统发育流氓分类群的多面体几何,公牛数学生物学,73,6,1202-1226(2011)·Zbl 1215.92047号 ·doi:10.1007/s11538-010-9556-x
[8] Dasgupta B等人(2000)关于计算最近邻互通式立交距离。收录于:《医学应用中的离散数学问题:DIMACS研讨会医学应用中离散数学问题》,1999年12月8日至10日,第55卷。美国数学学会DIMACS中心,第19页·Zbl 1133.92347号
[9] Drummond,AJ,从分子序列对过去种群动态的贝叶斯合并推断,分子生物学进化,22,5,1185-1192(2005)·doi:10.1093/molbev/msi103
[10] 加夫柳什金,A。;Drummond,AJ,《超微系统发育树的空间》,《Theor生物学杂志》,403197-208(2016)·Zbl 1343.92343号 ·doi:10.1016/j.jtbi.2016.05.001
[11] Gavryushkin,A。;惠登,C。;Matsen,FA,离散时间树的组合学:理论与开放问题,数学生物学杂志,76,51111-1121(2018)·Zbl 1391.92030号 ·doi:10.1007/s00285-017-1167-9
[12] Hudson,RR,《基因系谱和结合过程》,牛津大学研究生院进化生物学,7,1,44(1990)
[13] Kawahara,J。;Saitoh,T。;Yoshinaka,R.,令牌交换问题及其并行变体的时间复杂性。算法与计算,448-459(2017),柏林:施普林格,柏林·Zbl 1485.68108号
[14] 金曼,JFC,《合并,随机过程应用》,13,3,235-248(1982)·Zbl 0491.60076号 ·doi:10.1016/0304-4149(82)90011-4
[15] Kozlov,AM,RAxML NG:一种快速、可扩展和用户友好的最大可能性系统发育推断工具,生物信息学,35,21,4453-44455(2019)·doi:10.1093/bioinformatics/btz305
[16] MK库纳;大和,J。;Felsenstein,J.,基于合并的人口增长率的最大似然估计,遗传学,149,1429-434(1998)·doi:10.1093/genetics/149.1.429
[17] 库纳,MK,《联合系谱采样器:人口历史的窗口》,《生态进化趋势》,24,2,86-93(2009)·doi:10.1016/j.tree.2008.09.007
[18] 库马尔,S。;Hedges,SB,分子数据时间估计方法的进展,分子生物学进化,33,4,863-869(2016)·doi:10.1093/molbev/msw026
[19] 李,M。;Tromp,J。;张,L.,关于最近邻互通式立交距离的一些注释。计算与组合,343-351(1996),柏林:施普林格出版社,柏林
[20] 米勒,E。;M.欧文。;Provan,JS,用于平均度量系统发育树的多面体计算几何,Adv Appl Math,68,51-91(2015)·Zbl 1329.68266号 ·doi:10.1016/j.aam.2015.04.002
[21] Nguyen,LT,IQ-TREE:估计最大似然系统发育的快速有效随机算法,分子生物学进化,32,1,268-274(2015)·doi:10.1093/molbev/msu300
[22] Ohtsuki H,Innan H(2017)癌细胞群体中的正向和反向进化过程和等位基因频谱。Theor Popul生物·Zbl 1393.92035号
[23] Posada,D.,《细胞煤:单细胞测序样本的联合模拟》,Mol Biol Evol,37,51535-1542(2020)·doi:10.1093/molbev/msaa025
[24] 伦奎斯特,F。;Huelsenbeck,JP,MrBayes 3:混合模型下的贝叶斯系统发育推断,生物信息学,19,121572-1574(2003)·doi:10.1093/bioinformatics/btg180
[25] Semple,C。;Steel,M.,《系统发育遗传学》(2003),牛津:牛津大学出版社,牛津·Zbl 1043.92026
[26] Suchard,MA,使用BEAST 110进行贝叶斯系统发育和门动力学数据集成,《病毒进化》,4,1,016(2018)·doi:10.1093/ve/vey016
[27] Tamura,K.,MEGA5:使用最大似然、进化距离和最大简约方法进行分子进化遗传学分析,分子生物学进化,28,10,2731-2739(2011)·doi:10.1093/molbev/msr121
[28] Zuckerkandl E,Pauling L(1965)蛋白质的进化分歧和收敛,第97-166页
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