Simulace smíšené genetické informace pomocí Fisherova spojovacího modelu

Bc. Kamil Jaroň

Master's thesis

Simulating admixture of genomes using Fisher's junction model

Anotácia:

Hybridní zony se těší velkému zájmu populačních genetiků, ježto unožňují nahlédnout do evolučních sil formujících populaci kříženců. Jejich význám je rovněž často skloňován ve vztahu k vzniku nových druhů. Pro porozumění těmto procesům se staly hybridní zóny velmi častým objektem modelování. Tradičním přístupem analytických modelů jsou popsány pouze některé modelové situace. Dnešní výpočetní zdroje však unožňují přistupovat k problému jinak, pomocí agloritmických výpočtů - simulací. V této práci je prezentován program na promíchávání genetické informace na hybridní zóně. Program používá Fisherovu teorii spojů k reprezentaci chromozomů. Funkčnost programu byla ověřena pomocí srovnání výsledků s analytickými modely pro dané nastavení parametrů. Předpokladem této práce je, že z prokázání funkčnosti paramterů v extrémech bude vyplývat jejich funkčnost na celém intervalu. Užitečnost simulátoru byla demonstrována na problémech, které jsou mimo dosah současných analytických modelů.

Abstract:

Hybrid zones are favoured natural laboratories of population genetics because they provide us an insight to evolutionary forces acting on hybrids. There are commonly asked questions impact of hybrid zones on genetic variability and speciation. For these reasons hybrid zones are often the subject of modeling. Problems with traditional analytical solution are only a small subset of well defined problems . However, recent increases in computational resources allow a different approach, modeling through algorithmic solutions - simulations. Here we present new software for simulations of genome admixture in hybrid zones using Fisher's junction representation of chromosomes. The functionality of the simulator was verified by comparisons of the simulations to the results of existing analytical solutions for tractable limit cases. It is assumed that correct performance of the simulations according the expectations for parameter extremes will indicate correctness of simulations for any parameter combinations. The software’s usefulness is demonstrated on problems not accessible by current analytical models.

Keywords

Populační genetika, hybridní zóna, promíchávání genomů, vazebná nerovnováha, simulační studie, rekombinace, Population genetics, hybrid zone, genome admixture, linkage disequillibrium, simulation study, recombination

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 25. 5. 2015

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 18. 6. 2015
• Vedúci: Stuart J.E. Baird, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / odbor:
Experimental Biology / Mathematical Biology