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Título: Algoritmos genéticos para filogenia viva com matriz de características
Autor(es): Fernandes, Rafael Lins
Orientador(es): Walter, Maria Emília Machado Telles
Assunto: Filogenia
Filogenia viva
Algoritmos
Bioinformática
Data de publicação: 27-Nov-2018
Referência: FERNANDES, Rafael Lins. Algoritmos genéticos para filogenia viva com matriz de características. 2018. ix, 86 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: O conceito de filogenia viva generaliza o de árvore filogenética, admitindo organismos vivos como ancestrais. Os problemas da filogenia pequena e da filogenia grande são naturalmente estendidos para filogenia viva. Neste trabalho, inicialmente, introduzimos modificações nos algoritmos de Fitch e de Sankoff para resolver o problema da filogenia viva pequena. Em seguida, propusemos um algoritmo genético que usa os algoritmos de Fitch (ou Sankoff) para resolver o problema da filogenia viva grande, com matriz de características como entrada. A partir do método proposto, desenvolvemos experimentos com dados de alinhamentos múltiplos de vírus H1N1 e H2N3, de diferentes países (Estados Unidos, Rússia, Coréia do Sul, Taiwan, Itália e China). As filogenias obtidas mostraram um agrupamento de vírus de regiões próximas. Quando essas filogenias vivas foram comparadas com uma filogenia gerada pelo Phylip, observamos agrupamentos muito semelhantes. Por fim, executamos o método usando um alinhamento múltiplo de diversas leituras da região env do vírus HIV de um mesmo paciente, por um certo período de tempo, variando o número de nós vivos. Comparamos essas filogenias vivas com uma filogenia gerada pelo PAUP, observando que os agrupamentos foram coerentes com períodos próximos de coleta.
Abstract: Live phylogeny trees relate taxonomic units using their similarities over a set of characteristics and generalize phylogeny trees, since they allow the existence of living ancestors. Consequently, small phylogeny problem and large phylogeny problem are naturally extended to live phylogeny. We introduced modifications in Fitch’s and Sankoff’s algorithms to solve the small live phylogeny problem. Thus, we proposed a genetic algorithm witch uses Fitch (or Sankoff) to solve the large live phylogeny problem, taking a character matrix as an input. Using the proposed method, we developed experiments using multiple alignments of H1N1 and H2N3 viruses, from different countries (United States, Russia, South Korea, Taiwan, Italy and China). The output phylogenies showed clusters representing neighbour regions. These phylogenies showed similar clusters, when compared to a phylogeny generated with Philyp. Finally, we applied the algorithm to a multiple alignment obtained by reads of the env region of the HIV virus, of a same patient, during a period of time, with variations in the number of live nodes. We presented three different phylogenies with different numbers of live ancestors, having compared them to a tree generated by PAUP. We observed that the clusters generated by our phylogeny were compatible with close periods of data capture.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2018.
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Aparece nas coleções:CIC - Mestrado em Informática (Dissertações)

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