Neue Algorithmen für evolutionäre Netzwerke

Die Rekonstruktion der Geschichte über evolutionäre "Bäume", die Muster zwischen verwandten Organismen aufzeigen, ist inzwischen eine etablierte Wissenschaft. In den letzten Jahren sind aus diesem Modell phylogenetische Netzwerke hervorgegangen, mit denen genetische Veränderungen, die über Generationen auftreten, genauer erfasst werden können.

Das EU-finanzierte Projekt "New algorithmic and mathematical tools to construct a net of life" (LIFENET) verbesserte mathematische und computergestützte Werkzeuge für die Konstruktion solcher Netzwerke, um die Analyse und Extraktion aussagefähiger biologischer Daten zu vereinfachen.

LIFENET entwickelte den ersten Algorithmus, mit dem Kreuzungen zwischen Arten dargestellt und gleichzeitig eine Vielzahl von Bäumen in ein einziges Netzwerk eingebettet werden können. Definiert wurde auch die obere und untere Anzahl der Bäume, die für ein Netzwerk von Arten erforderlich sind, die sich asexuell (nicht geschlechtlich) fortpflanzen, indem sie eine genetische Kopie ihrer selbst herstellen.

Auch dem Problem der Komplexität widmeten sich die Forscher, indem sie Netzwerke in einen Baum aufschlüsselten wird, um sie leichter aufzulösen. Außerdem schlugen die Forscher eine neue Definition für den Begriff "Parsimonie" für die phylogenetische Forschung vor (in der Regel bedeutet dies, die einfachste Erklärung zu wählen, für die ein Beweis passt), und einen Algorithmus, um Parsimonie-Netzwerke aufzulösen.

Das Projekt förderte neue Kooperationen zwischen Deutschland, den Niederlanden, Neuseeland und den Vereinigten Staaten. LIFENET bietet damit auch direkte Einblicke in die Evolution von Viren wie HIV, was die Entwicklung von Medikamenten wesentlich befördern könnte.