New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
基本信息
- 批准号:RGPIN-2016-06557
- 负责人:
- 金额:$ 2.77万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2020
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2020-01-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
My research proposal involves five major components related to the development of new algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data.
First, we will continue to investigate the phenomenon of reticulate evolution in the context of horizontal gene transfer (HGT). We propose to design original and effective maximum likelihood algorithms for inferring and validating statistically both complete and partial HGT events as well as for determining types (i.e., whether the transferred gene is additive, replacing or recombining) and units (i.e., whether gene transfer involves gene fragments, whole genes or entire operons) of gene transfers. The proposed algorithms will be used to estimate the impact of HGT on the resistance of bacteria to antibiotics a topic of particular interest to the Canadian healthcare system and pharmaceutical industry. Furthermore, we will develop and maintain an up-to-date database dedicated to gene transfer networks of antibiotic resistance genes.
Second, we will design a novel bioinformatics framework for estimating and validating the rates of complete and partial HGT among prokaryotes at different phylogenetic and ecological levels. It will allow researchers to determine the proportion of mosaic genes in prokaryotic genomes, to identify prokaryotic families and habitats being the major donors and recipients of genetic material, and to assess the ages of the detected HGT events.
Third, we will propose a novel maximum likelihood method for identifying diploid hybridization events, including statistical validation of the detected hybrids and their parents by bootstrap analysis. This method will be extended to determine whether the relationship among the given species should be represented by a phylogenetic tree or by a hybridization network. Such methods will be of significant interest to a large community of plant and fish biologists.
Fourth, we will design novel algorithms and a new statistical test for analyzing and correcting experimental high-throughput screening (HTS) data. This test will identify the type of systematic bias affecting a given HTS assay (i.e., additive or multiplicative bias). The new algorithms will be used to detect and eliminate multiplicative type of systematic bias in experimental HTS. Moreover, a novel data processing protocol for optimizing hit selection process will be introduced. The proposed methods will allow researchers to minimize the impact of systematic error in experimental HTS and thus improve the selection of potential drug candidates.
Finally, we will develop open-source software to allow academic and industrial researchers throughout the world to carry out our new algorithms for detecting, validating and visualizing HGT and hybridization events, inferring and examining gene transfer networks of antibiotic resistant genes, and correcting and analyzing experimental HTS assays.
我的研究计划包括五个主要组成部分,涉及开发新的算法和软件,用于分析和分类进化和生物医学数据。
首先,我们将继续研究水平基因转移(HGT)背景下的网状进化现象。我们建议设计原始和有效的最大似然算法,用于推断和验证统计上的完整和部分HGT事件以及用于确定类型(即,转移的基因是加性的、替换的还是重组的)和单位(即,基因转移是否涉及基因片段、整个基因或整个操纵子)。所提出的算法将用于估计HGT对细菌对抗生素的耐药性的影响,这是加拿大医疗保健系统和制药行业特别感兴趣的话题。此外,我们将开发和维护一个最新的数据库,专门用于抗生素抗性基因的基因转移网络。
第二,我们将设计一个新的生物信息学框架,用于估计和验证不同系统发育和生态水平的原核生物之间的完全和部分HGT的比率。它将使研究人员能够确定原核基因组中嵌合基因的比例,确定原核家庭和栖息地是遗传物质的主要供体和受体,并评估检测到的HGT事件的年龄。
第三,我们将提出一种新的最大似然法识别二倍体杂交事件,包括统计验证检测到的杂交种和它们的父母的自助分析。这种方法将被扩展,以确定是否应该由一个系统发育树或杂交网络表示的给定物种之间的关系。这种方法将是显着的兴趣,一个大的社区的植物和鱼类生物学家。
第四,我们将设计新的算法和新的统计测试,用于分析和校正实验高通量筛选(HTS)数据。该测试将识别影响给定HTS测定的系统偏倚类型(即,加性或乘性偏差)。新算法将用于检测和消除实验HTS中的倍增型系统偏差。此外,一个新的数据处理协议,优化命中选择过程将被引入。所提出的方法将使研究人员能够最大限度地减少实验HTS中系统误差的影响,从而改善潜在候选药物的选择。
最后,我们将开发开源软件,使世界各地的学术和工业研究人员能够执行我们的新算法,用于检测,验证和可视化HGT和杂交事件,推断和检查抗生素耐药基因的基因转移网络,以及校正和分析实验HTS检测。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Makarenkov, Vladimir其他文献
Fast and optimal branch-and-bound planner for the grid-based coverage path planning problem based on an admissible heuristic function.
- DOI:
10.3389/frobt.2022.1076897 - 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:
Champagne Gareau, Jael;Beaudry, Eric;Makarenkov, Vladimir - 通讯作者:
Makarenkov, Vladimir
Using directed phylogenetic networks to retrace species dispersal history
- DOI:
10.1016/j.ympev.2012.03.016 - 发表时间:
2012-07-01 - 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:
Layeghifard, Mehdi;Peres-Neto, Pedro R.;Makarenkov, Vladimir - 通讯作者:
Makarenkov, Vladimir
Weighted bootstrapping: a correction method for assessing the robustness of phylogenetic trees
- DOI:
10.1186/1471-2148-10-250 - 发表时间:
2010-08-17 - 期刊:
- 影响因子:3.4
- 作者:
Makarenkov, Vladimir;Boc, Alix;Legendre, Pierre - 通讯作者:
Legendre, Pierre
Using the stability of objects to determine the number of clusters in datasets
- DOI:
10.1016/j.ins.2017.02.010 - 发表时间:
2017-07-01 - 期刊:
- 影响因子:8.1
- 作者:
Lord, Etienne;Willems, Matthieu;Makarenkov, Vladimir - 通讯作者:
Makarenkov, Vladimir
Inferring and Validating Horizontal Gene Transfer Events Using Bipartition Dissimilarity
- DOI:
10.1093/sysbio/syp103 - 发表时间:
2010-03-01 - 期刊:
- 影响因子:6.5
- 作者:
Boc, Alix;Philippe, Herve;Makarenkov, Vladimir - 通讯作者:
Makarenkov, Vladimir
Makarenkov, Vladimir的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Makarenkov, Vladimir', 18)}}的其他基金
Sequence similarity networks and their large-scale applications in evolutionary biology, microbiology and ecology
序列相似性网络及其在进化生物学、微生物学和生态学中的大规模应用
- 批准号:
RGPIN-2022-03907 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
- 批准号:
RGPIN-2016-06557 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
- 批准号:
RGPIN-2016-06557 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
- 批准号:
RGPIN-2016-06557 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
- 批准号:
RGPIN-2016-06557 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
New algorithms and software for analyzing and classifying evolutionary and biomedical data
用于分析和分类进化和生物医学数据的新算法和软件
- 批准号:
RGPIN-2016-06557 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Methods and software for the analysis and classification of evolutionary and biomedical data
用于进化和生物医学数据分析和分类的方法和软件
- 批准号:
249644-2011 - 财政年份:2015
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Methods and software for the analysis and classification of evolutionary and biomedical data
用于进化和生物医学数据分析和分类的方法和软件
- 批准号:
249644-2011 - 财政年份:2014
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Methods and software for the analysis and classification of evolutionary and biomedical data
用于进化和生物医学数据分析和分类的方法和软件
- 批准号:
249644-2011 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Discovery Grants Program - Individual
Un nouveau moteur évolutif pour l'exploration et la classification des données dans le contexte juridique de l'assurance responsabilité professionnelle
职业保障责任法律背景下的探索和分类的新动议
- 批准号:
452284-2013 - 财政年份:2013
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Engage Grants Program
相似国自然基金
固定参数可解算法在平面图问题的应用以及和整数线性规划的关系
- 批准号:60973026
- 批准年份:2009
- 资助金额:32.0 万元
- 项目类别:面上项目
Computational Methods for Analyzing Toponome Data
- 批准号:60601030
- 批准年份:2006
- 资助金额:17.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
New software tools for differential analysis of single-cell genomics perturbation experiments
用于单细胞基因组扰动实验差异分析的新软件工具
- 批准号:
10735033 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New Polynomial GCD and Factorization Algorithms and Software for Maple
Maple 的新多项式 GCD 和因式分解算法和软件
- 批准号:
576162-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
Alliance Grants
New algorithms and tools for large-scale genomic analyses
用于大规模基因组分析的新算法和工具
- 批准号:
10357060 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New statistical methods and software for modeling complex multivariate survival data with large-scale covariates
用于对具有大规模协变量的复杂多变量生存数据进行建模的新统计方法和软件
- 批准号:
10631139 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
A Big Data Approach Toward the Development of New Quantitative Autism Severity Scores from Existing Instruments
利用现有仪器开发新的定量自闭症严重程度评分的大数据方法
- 批准号:
10438954 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New algorithms and tools for large-scale genomic analyses
用于大规模基因组分析的新算法和工具
- 批准号:
10560502 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New Generation of General AMBER Force Field for Biomedical Research
用于生物医学研究的新一代通用琥珀力场
- 批准号:
10709551 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New statistical methods and software for modeling complex multivariate survival data with large-scale covariates
用于对具有大规模协变量的复杂多变量生存数据进行建模的新统计方法和软件
- 批准号:
10453875 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New Generation of General AMBER Force Field for Biomedical Research
用于生物医学研究的新一代通用琥珀力场
- 批准号:
10503886 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别:
New Statistical Methods for Cox Regression with Measurement Errors in Cancer and Nutritional Epidemiology
癌症和营养流行病学中具有测量误差的 Cox 回归的新统计方法
- 批准号:
10202076 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 2.77万 - 项目类别: