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Support measures to estimate the reliability of evolutionary events predicted by reconciliation methods

Authors :
Thi-Hau Nguyen
Celine Scornavacca
Vincent Berry
Vincent Ranwez
Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Institut de Biologie Computationnelle (IBC)
Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Méthodes et Algorithmes pour la Bioinformatique (MAB)
Laboratoire d'Informatique de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Amélioration génétique et adaptation des plantes méditerranéennes et tropicales (UMR AGAP)
Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)
Institut des Sciences de l'Evolution de Montpellier (UMR ISEM)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École pratique des hautes études (EPHE)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro)
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226
Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Montpellier (UM)-Institut de recherche pour le développement [IRD] : UR226-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
PLoS ONE, PLoS ONE, Public Library of Science, 2013, 8 (10), pp.e73667. ⟨10.1371/journal.pone.0073667⟩, Plos One 10 (8), . (2013), PLoS ONE, Public Library of Science, 2013, 8 (10), pp.e73667. ⟨10.1371/journal.pone.0073667 ⟩, PLoS ONE, Vol 8, Iss 10, p e73667 (2013), PLoS ONE, 2013, 8 (10), pp.e73667. ⟨10.1371/journal.pone.0073667⟩
Publication Year :
2013

Abstract

International audience; The genome content of extant species is derived from that of ancestral genomes, distorted by evolutionary events such as gene duplications, transfers and losses. Reconciliation methods aim at recovering such events and at localizing them in the species history, by comparing gene family trees to species trees. These methods play an important role in studying genome evolution as well as in inferring orthology relationships. A major issue with reconciliation methods is that the reliability of predicted evolutionary events may be questioned for various reasons: Firstly, there may be multiple equally optimal reconciliations for a given species tree–gene tree pair. Secondly, reconciliation methods can be misled by inaccurate gene or species trees. Thirdly, predicted events may fluctuate with method parameters such as the cost or rate of elementary events. For all of these reasons, confidence values for predicted evolutionary events are sorely needed. It was recently suggested that the frequency of each event in the set of all optimal reconciliations could be used as a support measure. We put this proposition to the test here and also consider a variant where the support measure is obtained by additionally accounting for suboptimal reconciliations. Experiments on simulated data show the relevance of event supports computed by both methods, while resorting to suboptimal sampling was shown to be more effective. Unfortunately, we also show that, unlike the majority-rule consensus tree for phylogenies, there is no guarantee that a single reconciliation can contain all events having above 50% support. In this paper, we detail how to rely on the reconciliation graph to efficiently identify the median reconciliation. Such median reconciliation can be found in polynomial time within the potentially exponential set of most parsimonious reconciliations.

Details

ISSN :
19326203
Volume :
8
Issue :
10
Database :
OpenAIRE
Journal :
PloS one
Accession number :
edsair.doi.dedup.....8009953e0215d63a4cf32ecefc9742e0