Counting and sampling gene family evolutionary histories in the duplication-loss and duplication-loss-transfer models
Notice bibliographique
Résumé
Given a set of species whose evolution is represented by a species tree, a gene family is a group of genes having evolved from a single ancestral gene. A gene family evolves along the branches of a species tree through various mechanisms, including-but not limited to-speciation ([Formula: see text]), gene duplication ([Formula: see text]), gene loss ([Formula: see text]), and horizontal gene transfer ([Formula: see text]). The reconstruction of a gene tree representing the evolution of a gene family constrained by a species tree is an important problem in phylogenomics. However, unlike in the multispecies coalescent evolutionary model that considers only speciation and incomplete lineage sorting events, very little is known about the search space for gene family histories accounting for gene duplication, gene loss and horizontal gene transfer (the [Formula: see text]-model). In this work, we introduce the notion of evolutionary histories defined as a binary ordered rooted tree describing the evolution of a gene family, constrained by a species tree in the [Formula: see text]-model. We provide formal grammars describing the set of all evolutionary histories that are compatible with a given species tree, whether it is ranked or unranked. These grammars allow us, using either analytic combinatorics or dynamic programming, to efficiently compute the number of histories of a given size, and also to generate random histories of a given size under the uniform distribution. We apply these tools to obtain exact asymptotics for the number of gene family histories for two species trees, the rooted caterpillar and complete binary tree, as well as estimates of the range of the exponential growth factor of the number of histories for random species trees of size up to 25. Our results show that including horizontal gene transfers induce a dramatic increase of the number of evolutionary histories. We also show that, within ranked species trees, the number of evolutionary histories in the [Formula: see text]-model is almost independent of the species tree topology. These results establish firm foundations for the development of ensemble methods for the prediction of reconciliations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,025 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».