HRZZ Istraživački projekti (IP-06-2016) Filostratigrafija nastanka i gubitka gena (PhyLoss)

Evolucijski životni ciklus gena u genomu pokretan je procesom rađanja i umiranja gena. Mada ovaj mehanizam direktno utječe na sadržaj genoma uzrokujući dobitak i gubitak gena njegova dinamika kroz filogeniju eukariota još je nerazjašnjena. Nastanak i gubitak cijelih genskih obitelji je dodatna razina evolucijskog protoka u genomima koja je česta ali i često ignorirana pojava. Za praćenje nastanka i gubitka genskih obitelji moguće je u principu koristiti filostratigrafski pristup. U ovom projektu, predlažemo stvaranje sveobuhvatne i usklađene procjene nastanka i gubitka genskih obitelji kroz filogeniju eukariota koristeći stotine eukariotskih genoma unutar filostratigrafskog okvira. Ovo znanje omogućit će nam procjenu odnosa između stopa nastanka i gubitka genskih obitelji kroz evolucijsko vrijeme i rekonstrukciju sastava genskih obitelji u predačkim genomima. Kako bi ostvarili ove ciljeve razvit ćemo nove algoritme i implementirati nove strategije računanja unutar filostratigrafskog okvira te ćemo ova rješenja učiniti javno dostupna preko weba. Kada katalog nastanka i gubitka gena bude gotov cilj nam je povezati profile nastanka i nestanka gena s evolucijom fenotipova. Osim evolucijske biologije, naša kolekcija nastanka i gubitka genskih obitelji biti će vrijedan izvor informacija za različita područja uključujući komparativnu genomiku, razvojnu biologiju i translacijsku medicinu. Na primjer, biti će moguće pronaći organizme koji su "evolucijski nul-mutanti" za gene povezane s patološkim promjenama kod čovjeka kao i nove gene povezane s bolestima. Uvjereni smo da će ovaj projekt imati značajan utjecaj na trening mladih znanstvenika koje namjeravamo zaposliti na projektu i osposobiti ih za vođenje istraživanja na presjeku evolucijske i računalne biologije.