Stochastische Aspekte beim Alignieren von Sequenzen und in der Phylogenieschätzung

• Applicant: Professor Dr. Anton Wakolbinger
• Subject Area: Mathematics
• Term: from 1999 to 2004
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5177386

Die zentrale Annahme bei der Untersuchung von DNA-Sequenzen heutiger Lebewesen ist, daß Sequenzen gleicher Funktion aus einer gemeinsamen Ursequenz hervorgegangen sind. Diese Ursequenz ist gemäß einer Evolutionsdynamik zu den heutigen Sequenzen evolviert. Im Verlauf dieses Prozesses kommt es neben Substitutionen (dem Austausch eines Nukleotides durch ein anderes) auch zu Deletionen (Verlusten) und Insertionen (Einschüben) von Teilsequenzen. Vergleicht man heutige Sequenzen, so kann man nicht mehr ohne weiteres erkennen, welche Sequenzabschnitte sich auf eine gemeinsame Ursequenz zurückführen lassen. Das Ausrichten (Alignment) der Sequenzen gegeneinander ist daher ein grundlegender Baustein bei der Rekonstruktion des Evolutionsgeschehens. In jüngster Zeit sind eine Reihe von Arbeiten erschienen, die in diesem Zusammenhang verstärkt stochastische Modelle in den Blick nehmen; dabei gibt es schon im Fall zweier Sequenzen eine ganze Reihe spannender Konzepte und Probleme. Mit unserem Projekt wollen wir zu deren mathematischer Durchdringung beitragen, die bisher über weite Strecken noch aussteht. Zum anderen werden wir versuchen, dadurch gewonnene Erkenntnisse in die Praxis umzusetzen.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1033: Interagierende stochastische Systeme von hoher Komplexität
• Participating Person: Professor Dr. Götz Kersting