Vergleichende Phylogenie zwischen Arten bis hin zum "tree of Life" basierend auf einer ITS- (internal transcribed spacer) Sequenz-Strukturdatenbank und neuen Algorithmen

• Applicant: Dr. Tobias Müller
• Subject Area: Bioinformatics and Theoretical Biology
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 37802341

Die ITS- (internal transcribed spacer) Regionen der ribosomalen DNA werden im Rahmen von phylogenetischen Analysen immer häufiger verwendet. Dieser Sequenzabschnitt entwickelt sich zu einem der prominentesten phylogenetischen Marker. In ca. 66% der in den letzten fünf Jahren veröffentlichten phylogenetischen Untersuchungen auf Gattungs- und Art-Ebene wurden ITS-Regionen als Marker verwendet; 1218 Publikationen sind in PubMed gelistet, die ITS2 als Marker verwenden. Die Qualität der berechneten Phylogenie spiegelt dabei direkt die Qualität der multiplen Sequenzalignierung wider. Nach Coleman könnten sich ITS Sekundärstrukturalignierungen zur Berechnung phylogenetischer Bäume auch oberhalb der Gattungs- und Art-Ebene, sogar bis hin zum „Tree of Life" eignen. Im Rahmen des beantragten Projektes soll eine Sequenz-Strukturdatenbank für alle ITS Sequenzen aufgebaut werden (derzeit existieren ca. 120.000 ITS2 Einträge in Genbank). Dabei wird besonderer Wert auf die Entwicklung neuer statistischer Modelle und Algorithmen zur Faltung von RNA Sequenzen in ihre Sekundär- bzw. Konsensusstrukturen und der darauf basierenden qualitativ hochwertigen multiplen Sequenzalignierungen gelegt.Basierend auf diesen neu generierten Datensätzen wird Phylogenie mittels Standardmethoden aber auch neu entwickelter, problemadäquater Algorithmen berechnet, besonderer Fokus wird auf monophyletische Taxa gelegt, für die Sekundärstrukturalignments von repräsentativen Sequenzen erstellt werden. Diese können genutzt werden, um schnell neue Sequenzen einzubinden. Diese Funktionalität wird, wie auch alle generierten Daten und entwickelten Algorithmen, der wissenschaftlichen Gemeinschaft über eine Internet Service zugänglich gemacht.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr. Thomas Dandekar; Dr. Marc Rehmsmeier; Professor Dr. Jörg Schultz; Dr. Matthias Wolf