Projekt

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Harnessing Phylogenetic Variation Among Genetic Loci to Unravel Species Phylogenies, Lateral Gene Transfer, and Recombination Hotspots

Gesuchsteller/in Dessimoz Christophe
Nummer 150654
Förderungsinstrument SNF-Förderungsprofessuren
Forschungseinrichtung
Département d'Ecologie et d'Evolution Faculté de Biologie et de Médecine Université de Lausanne
Centre Intégratif de Génomique Université de Lausanne
Hochschule Universität Lausanne - LA
Hauptdisziplin Genetik
Beginn/Ende 01.09.2015 - 31.08.2019
Bewilligter Betrag 1'540'725.00
Alle Daten anzeigen

Alle Disziplinen (6)

Disziplin
Genetik
Informatik
Mathematik
Zoologie
Molekularbiologie
Methoden der Epidemiologie und der Präventivmedizi

Keywords (15)

High performance computing; Lateral gene transfer; Gene evolution; Computational Biology; Phylogenomics; Endosymbiosis; Mixture model; Influenza evolution; Phylogenetics; Molecular Evolution; Tree of Life; Parasitic worms; Statistical modelling; Recombination; Bioinformatics

Lay Summary (Französisch)

Lead
L'histoire évolutive des gènes est souvent modélisée à l'aide d'arbres. Or, même si l'on considère un groupe d'espèces fixe, les arbres induits pour chaque famille de gène peuvent varier considérablement. Ce projet cherche à mieux caractériser cette hétérogénéité par le développement de nouvelles méthodes statistiques et computationnelles. Ces avancées seront utilisées pour éclairer des questions ouvertes sur l'origine des espèces, sur les transfers de gènes latéraux, et sur les points chauds de recombinaison.
Lay summary

Les arbres phylogénetiques sont utilisés à travers tous les domaines du vivant pour représenter des relations évolutives entres espèces et gènes. Ils jouent un rôle important non seulement en biologie évolutive, mais aussi en génomique fonctionnelle, biologie développementale, oncologie, ou encore en épidémiologie. Cependant, les caractères moléculaires des génomes ne découlent pas nécessairement tous d'un arbre unique, à cause de duplication de gènes, recombinaison, assortiment incomplet des espèces, transfert de gène latéraux, etc. Sous le paradigme actuel, ces différences sont souvent ignorées, ce qui peut conduire à des estimations d'arbres incomplètes, biaisées, ou excessivement confiantes. Ce projet a pour but de mieux modéliser cette hétérogénéité, afin d'élucider des questions portant sur l'histoire évolutives des gènes et des espèces (en particulier les questions proches des origines de la vie sur terre), de détecter des séquences contaminées dans des échantillons d'ADN, d'identifier des transferts de gènes latéraux entres espèces, et de caractériser des évènements de réassortiments dans les virus.

Direktlink auf Lay Summary Letzte Aktualisierung: 28.03.2016

Verantw. Gesuchsteller/in und weitere Gesuchstellende

Mitarbeitende

Publikationen

Publikation
An expanded evaluation of protein function prediction methods shows an improvement in accuracy
Jiang Yuxiang, Oron Tal Ronnen, Clark Wyatt T., Bankapur Asma R., D’Andrea Daniel, Lepore Rosalba, Funk Christopher S., Kahanda Indika, Verspoor Karin M., Ben-Hur Asa, Koo Da Chen Emily, Penfold-Brown Duncan, Shasha Dennis, Youngs Noah, Bonneau Richard, Lin Alexandra, Sahraeian Sayed M. E., Martelli Pier Luigi, Profiti Giuseppe, Casadio Rita, Cao Renzhi, Zhong Zhaolong, Cheng Jianlin, Altenhoff Adrian, et al. (2016), An expanded evaluation of protein function prediction methods shows an improvement in accuracy, in Genome Biology, 17(1), 184.
Compensation of dosage-sensitive genes on the chicken Z chromosome
Zimmer Fabian, Harrison Peter W., Dessimoz Christophe, Mank Judith E. (2016), Compensation of dosage-sensitive genes on the chicken Z chromosome, in Genome Biol Evol, 075-075.
Homoeologs: What Are They and How Do We Infer Them?
Glover Natasha M., Redestig Henning, Dessimoz Christophe (2016), Homoeologs: What Are They and How Do We Infer Them?, in Trends in Plant Science, 21(7), 609-621.
Membrane proteins are dramatically less conserved than water-soluble proteins across the tree of life
Victor Sojo, Dessimoz Christophe, Pomiankowski Andrew, Lane Nick (2016), Membrane proteins are dramatically less conserved than water-soluble proteins across the tree of life, in Mol Biol Evol, 164-164.
Phylo.io: interactive viewing and comparison of large phylogenetic trees on the web
Robinson Oscar, Dylus David, Dessimoz Christophe (2016), Phylo.io: interactive viewing and comparison of large phylogenetic trees on the web, in Mol Biol Evol, 080-080.
Standardized benchmarking in the quest for orthologs
Altenhoff Adrian M, Boeckmann Brigitte, Capella-Gutierrez Salvador, Dalquen Daniel A, DeLuca Todd, Forslund Kristoffer, Huerta-Cepas Jaime, Linard Benjamin, Pereira Cécile, Pryszcz Leszek P, Schreiber Fabian, da Silva Alan Sousa, Szklarczyk Damian, Train Clément-Marie, Bork Peer, Lecompte Odile, von Mering Christian, Xenarios Ioannis, Sjölander Kimmen, Jensen Lars Juhl, Martin Maria J, Muffato Matthieu, Gabaldón Toni, Lewis Suzanna, Thomas Paul (2016), Standardized benchmarking in the quest for orthologs, in Nature Methods, 13, 425-430.
Clustering genes of common evolutionary history.
Gori Kevin, Suchan Tomasz, Alvarez Nadir, Goldman Nick, Dessimoz Christophe, Clustering genes of common evolutionary history., in Molecular biology and evolution, msw038.

Zusammenarbeit

Gruppe / Person Land
Formen der Zusammenarbeit
Prof. Ioannis Xenarios, Vital-IT, Swiss Institute of Bioinformatics and UNIL Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
- Forschungsinfrastrukturen
Dr. Nick Lane, University College London Grossbritannien und Nordirland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Dr. Nick Goldman, EMBL-EBI Grossbritannien und Nordirland (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Prof. Nadir Alvarez, DEE, UNIL Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation
Dr. Manuel Gil, University of Zurich Schweiz (Europa)
- vertiefter/weiterführender Austausch von Ansätzen, Methoden oder Resultaten
- Publikation

Wissenschaftliche Veranstaltungen

Aktiver Beitrag

Titel Art des Beitrags Titel des Artikels oder Beitrages Datum Ort Beteiligte Personen
BC2 conference Vortrag im Rahmen einer Tagung Spectral signature of gene family tree 13.09.2017 Basel, Schweiz De Oliveira Martins Leonardo; Dessimoz Christophe;
Life in Numbers 3 Vortrag im Rahmen einer Tagung Integrating genomes via fine-grained orthology 31.08.2017 Wädenswil, Schweiz Dessimoz Christophe;
ISMB/ECCB Vortrag im Rahmen einer Tagung OMA algorithm 2.0:
more robust to asymmetric evolutionary rates 
and more scalable hierarchical orthologous group inference 25.07.2017 Prague, Tschechische Republik Glover Natasha; Train Clément; Dessimoz Christophe;
SMBE Symposium on Evolution of Gene Families Vortrag im Rahmen einer Tagung Relating genes and their functions across many species:
Going whole HOG 07.06.2017 Los Angeles, Vereinigte Staaten von Amerika Dessimoz Christophe; Glover Natasha;
Departmental seminar Einzelvortrag Making the most of noisy, 
low-quality genomes 19.04.2017 Tokyo, Japan Dessimoz Christophe;
Departmental Seminar Einzelvortrag Gene Ontology:
biases, pitfalls, remedies 14.04.2017 Kobe, Japan Dessimoz Christophe;
ECCB 2016 Vortrag im Rahmen einer Tagung Automated filtering of multiple sequence alignments frequently worsens phylogenetic inference 06.09.2016 The Hague, Niederlande Dessimoz Christophe;
C3BI seminar series, Institut Pasteur, Paris (F) Einzelvortrag Hierarchical Orthologous Groups: a unifying and scalable framework for large-scale gene evolution 12.05.2016 Paris, Frankreich Dessimoz Christophe;
RECOMB Comparative Genomics Vortrag im Rahmen einer Tagung Hierarchical Orthologous Groups a unifying and scalable framework for large-scale gene evolution 05.10.2015 Frankfurt, Deutschland Dessimoz Christophe;


Selber organisiert

Titel Datum Ort
1st Lausanne Computational Biology meeting 03.05.2016 Lausanne, Schweiz
8th Fisher Centre meeting 21.03.2016 London, Grossbritannien und Nordirland
7th Fisher Centre meeting 12.11.2015 London, Grossbritannien und Nordirland

Kommunikation mit der Öffentlichkeit

Kommunikation Titel Medien Ort Jahr
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien 'Adversarial DNA' breeds buffer overflow bugs in PCs The Register International 2017
Medienarbeit: Radio, Fernsehen Journal du matin RTS Radio 1ère Westschweiz 2017
Medienarbeit: Radio, Fernsehen La Méthode Scientifique France Culture International 2017
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien L'ADN, clé USB de demain? Québec Science International 2017
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien L'ADN, une nouvelle arme pour les pirates informatiques? Le Temps Westschweiz 2017
Medienarbeit: Printmedien, Online-Medien Quand l'ADN se transforme en disque dur Le Figaro International 2017

Auszeichnungen

Titel Jahr
Sentinel of Science Award (awarded by Publons for top 1% of peer reviewers in the field of Biochemistry, Genetics and Molecular Biology) 2017
EMBO Young Investigator 2016

Verbundene Projekte

Nummer Titel Start Förderungsinstrument
136461 The Million Protein, Thousand Species Tree(s) of Life 01.09.2011 Stipendien für fortgeschrittene Forschende

Abstract

Phylogenetic trees are used throughout biology to represent evolutionary relationships among species and genes. They play an important role well beyond the field of evolutionary biology, such as in functional genomics, in developmental biology, in oncology or in epidemiology. However, the molecular characters of genomes do not necessary all share a single tree, e.g., due to duplication, recombination, incomplete lineage sorting, lateral gene transfer, etc. In the current paradigm, these potential phylogenetic differences are often ignored, which can result in incomplete, biased, and overconfident inference.In this project, we want to embrace this phylogenetic variation to elucidate long-standing questions on species phylogenies (in particular, ones close to the origins of life), to identify contaminants in DNA samples, to uncover lateral gene transfer between parasitic worms and their hosts, and to identify reassortment events in flu viruses.To these ends, a substantial portion of our efforts will be directed toward the development of new methods and software tools for inferring the nature and extent of phylogenetic variation underlying multiple genetic loci. Focal point of the project is a new method that simultaneously solves the problems of partitioning genetic loci into clusters having common evolutionary histories, and of inferring these histories. This will require progress in statistical modelling, computational optimisation, benchmarking, and visualisation tools.Given the pervasiveness of phylogenetic trees across all of biosciences, this project will yield tools and advances that impact a broad community of researchers worldwide, and strengthen Switzerland's standing in phylogenomics.
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