Recomb-CG 2013 - In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios
β’
1 gostouβ’648 visualizaçáes
This document describes in silico experimental evolution as a tool to test evolutionary scenarios. In silico experimental evolution involves evolving digital organisms in a computer simulation to model evolutionary processes like natural selection and mutation. The Aevol platform allows users to conduct in silico experimental evolution by defining digital organisms as structured genomes and simulating their evolution over generations through processes of selection, replication with mutation, and rearrangement. This approach can help test evolutionary scenarios derived from comparative genomics more rigorously than in vitro experimental evolution by facilitating control over variables and reproducibility.
![In silico experimental evolution:
a tool to test evolutionary scenarios
BΓ©rΓ©nice Batut, D. P. Parsons, S. Fischer, G. Beslon, C. Knibbe
Adaptation from [HindrΓ© et al 2012]](https://image.slidesharecdn.com/recomb-151023181120-lva1-app6892/85/Recomb-CG-2013-In-silico-experimental-evolution-a-tool-to-test-evolutionary-scenarios-1-320.jpg)
Recomendados
Recomendados
Mais conteΓΊdo relacionado
Semelhante a Recomb-CG 2013 - In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios
Semelhante a Recomb-CG 2013 - In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios (20)
Γltimo
Γltimo (20)
Recomb-CG 2013 - In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios
- 1. In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios BΓ©rΓ©nice Batut, D. P. Parsons, S. Fischer, G. Beslon, C. Knibbe Adaptation from [HindrΓ© et al 2012]
- 3. Elaboration of hypothetical evolutionary scenarios with comparative genomics 3 Β οοοοο οο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοοοοοοοοοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοο οοο οοοοο‘οοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οο£οοοοοοοοο€ο οοοοο οοοοο -100% -50% 0% 50% -100% -50% 0% 50%
- 4. οοοοο οο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοο οοο οοοοο‘οοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οο£οοοοοοοοο€ο οοοοο οοοοο Elaboration of hypothetical evolutionary scenarios with comparative genomics Changes in lifestyle Changes in environmental conditions? Changes in population structure? Changes in mutation rates? * * 4 Β
- 5. Adaptation from [HindrΓ© et al 2012] In vitro Weaknesses Long-term experiments Difficulty to interpret the events Difficulty to reproduce any real environmental conditions and their variations Experimental evolution to test evolutionary scenarios coming from comparative genomics 5 Β
- 6. Experimental evolution to test evolutionary scenarios coming from comparative genomics [HindrΓ© et al 2012] In vitro In silico 6 Β
- 7. In silico experimental evolution Population of sequences / Phenotype Selection processVariation process Changes in lifestyle Changes in mutation processes Evolutionary loop Analysis of evolved βorganismsβ 7 Β
- 8. Aevol: an in silico experimental evolution platform - www.aevol.fr evol οοοοοοο ο οοοοο οοοοοοοοοοοοοο οοοο οοοοοοο οο οοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοοοο οο οοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοοοο Selection Replication (mutations, rearrangements) Population 8 Β
- 10. οοοοοο οο οοοο οοο οοοο οοο οοοοοοο οοοοο An organism => a structured genome with a variable number of genes in a variable order a variable amount of non coding sequences a variable number of operons β¦ Aevol: an in silico experimental evolution platform - www.aevol.fr evol 10 Β
- 11. οοοοο οο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοο οο οο οοοοοοοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοο οο οο οοοο οο οοο‘οοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο ο’οοοοοο οο£οοοοοοοοο€ο οοοοο οοοοο ο₯οοοο€οοο Changes in lifestyle Changes in environmental conditions? Changes in population structure? Change in mutation rates? * * Changes in lifestyle and/or in mutation processes * evol Comparative genomics In silico experimental evolution Using aevol to test evolutionary scenarios 11 Β
- 15. Smoother distribution of growth rates οοοοο οοοοο οοοοο οοοοο οοοο ο οοοο ο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοο οοοοοο οο οοοοοοοοο οοοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οο οοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο Control k = 750 Scenario k = 250 15 Β
- 16. Genome shrinkage under relaxed selection ο οοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοο οοοοοοο 16 Β
- 17. ο οοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοο Genome shrinkage under relaxed selection 17 Β
- 18. ο οοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοο Genome shrinkage under relaxed selection 18 Β
- 19. ο οοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοο ο οοοοοοοοοο ο οοοο‘οοοο’ο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο ο οοοοοοοοοο ο οοοο‘οοοο’ο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοοοο Genome shrinkage under relaxed selection 19 Β
- 20. Smaller and more compact genomes οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοο οο ο‘οοο οο οοοο’οοοοοο οοοοο οοοο οοοοοοοοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο οο ο‘οοο οοοο οοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο ο‘οοο οοο¦ο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο ο§οοοο‘ο οοο¦ο οοοοοοοοο οοοοοο ο¨οοοοοοοοοοοο€οοοοοοοοοοοοοο ο₯ο₯ ο₯ ο₯ οοοοο οοο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο 20 Β
- 21. Smaller and more compact genomes οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοο οο ο‘οοο οο οοοο’οοοοοο οοοοο οοοο οοοοοοοοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο οο ο‘οοο οοοο οοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο ο‘οοο οοο¦ο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο ο§οοοο‘ο οοο¦ο οοοοοοοοο οοοοοο ο¨οοοοοοοοοοοο€οοοοοοοοοοοοοο ο₯ο₯ ο₯ ο₯ οοοοο οοο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο 21 Β
- 22. Smaller and more compact genomes οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοο οο ο‘οοο οο οοοο’οοοοοο οοοοο οοοο οοοοοοοοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο οο ο‘οοο οοοο οοοοο ο£ο οοοοοοοο€ οοο ο‘οοο οοο¦ο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο ο§οοοο‘ο οοο¦ο οοοοοοοοο οοοοοο ο¨οοοοοοοοοοοο€οοοοοοοοοοοοοο ο₯ο₯ ο₯ ο₯ οοοοο οοο οοοοοοο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο 22 Β
- 23. Comparison with endosymbionts and Prochlorococcus οοοοο οο οοοοοοοο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοοοοοο οοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοοοοοοοοοο οοοο οο οο οοοο οοοοοοο οοο οοοοο‘οοοοοοο οοο οοοο οο οο οοοο ο’οοοοοο οο£οοοοοοοοο€ο οοοοο οοοοο ο₯οοοο€οοο -100% -50% 0% 50% -100% -50% 0% 50% -100% -50% 0% 50% 23 Β
- 24. An exact βfossil recordβ is saved during each run οοοοο ο οοοοοοο οοο οοοο οοοοοοο οοο οοοοοοο οοοοο οοοο οοοο οοοοοοοοοο οοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοο 24 Β
- 25. Mutational events on winning lineage οοοοο ο οοοοοοο οοο οοοο οοοοοοο οοο οοοοοοο οοοοο οοοο οοοο οοοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οοο οο οοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοο οο οοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο ο οοοοοοο οοο οοοο οοοοοοο οοο οοοοοοο οοοοο οοοο οοοο οοοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οοο οο οοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοο οο οοοοοοοοοοοοοοοοο 25 Β
- 26. 150,000β§200,000 Numberoffixedevents 020040060080010001200 Switch Smallinsertion Smalldeletion Duplication Deletion Translocation Inversion Mutational events on winning lineage 26 Β Control Β Scenario Β
- 27. 150,000β§200,000 Numberoffixedevents 020040060080010001200 Switch Smallinsertion Smalldeletion Duplication Deletion Translocation Inversion Mutational events on winning lineage 27 Β Control Β Scenario Β 5β 10β6 per Β base Β 5β 10β5 per Β base Β
- 28. In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios οοο οοοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοο οοοοο οο οοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοο οοοοοοοοοο Adaptation from [Wagner 2009]
- 29. In silico experimental evolution: a tool to test evolutionary scenarios οοο οοοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοο οοοοοοοο οοοοο οο οοο οοοοοοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοο οοοοοοοοοο Adaptation from [Wagner 2009] 29 Β www.aevol.fr οοοοο οο οοοοοο οο οοοοοο οο οοοοοο οο οοοοοο οο οοοοοο οο οοοοοο οο οοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοοοοο οοοο οοοοοοοο οοοοοοοοοο οοο οοοοοοοοοοοοο οοοοοοοοοοοο οοοοο ο οοοοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο οοοοοοοοοοοοοοοο οοοοο οοοοοο
- 31. 31 Β οοοοο ο οοο οοο οο οοο ο οοο οοοοοοοοοο οοοοο οο οοοοοοοοο οο οοοοοοοο οοο οο οο ο ο ο οοοοο ο ο οοοο οο οο ο ο ο ο ο οο οοοοοο οοοοοο οο οοοο οοοοο οο οο οο‘ο‘οοο οοο’οο ο ο ο£ο οοοοοο ο€οο οοοοοοο ο£οο‘ο‘οο₯οοοοο ο¦οοο οο ο§οοοο¨οοο οο οο©οο‘ο‘οο‘ οοοοοοο© ο©οο¦ο οοοο ο οοοο οοοοο οο οοοοοο οοοο οο οοοοοοοο οοοοοοοο ο οο οοο οοο οοοο οοοοο οο οοοοοοοοο ο οο οοοοο οοο οοοοοο οοοοοοοοο οοοοο οο οοοοοοοοοοοοοο οο οοοοοοοο οοο οοο ο οοοο οοοο οοοο οοο οοο οοοοοο ο οοοοοο οοο οο οοοοοοοοο οοοο οοο οοοο οοοοο οοοο οοοοοο ο οοο οοο ο ο οοοοο ο οο οοοοοοοοο ο οο οοοοοο οοο ο ο ο οο οοοοοοοοοοο οο ο οοοοο οοο οοοοοοοοοοο οοοοοο ο ο οο οοοοοοοοοο οοο οο οοοοοοοοο οοο οοοοο οο οοο οοο ο ο οοοοο ο οοοοοοοοοοοοοο οοοο οοοο οοοοο ο οο οοο οοο οοοοοοοο οοοοο οο οοοοοοοοο ο οο οοοοο οο οοοοοοοοο οο οοοοο ο οοοοοοοοο οο οοοοοοοοοοοοο ο οο οοοοο οοο οο οοοο οοο οοο οοοοοοο οοοοοοο οοοοοοο οοο οοο