Nuovi algoritmi per le reti evolutive

La ricostruzione della storia attraverso gli “alberi” evolutivi che chiariscono i modelli esistenti tra organismi collegati è ormai una scienza consolidata. In anni recenti, il modello si è espanso dando luogo alle reti filogenetiche, che permettono di descrivere più accuratamente le derive genetiche che possono verificarsi lungo le generazioni.

Il progetto LIFENET (“New algorithmic and mathematical tools to construct a net of life”) si propone di migliorare gli strumenti matematici e computazionali impiegati per la creazione di queste reti, favorendo l’analisi dei dati secondo modalità significative per i biologi.

LIFENET ha sviluppato il primo algoritmo che permette di illustrare efficacemente l’incrocio tra le specie mediante l’incorporazione contemporanea di un gran numero di alberi in un’unica rete, definendo inoltre il numero massimo e minimo di alberi necessari per ricostruire una rete per le specie che si riproducono non sessualmente mediante trasferimento dei geni.

I componenti del team hanno analizzato la complessità, suddividendo le reti in un albero risolvibile sotto forma di problema più semplice. Hanno inoltre proposto alla comunità di ricerca filogenetica una nuova definizione del termine “parsimonia”, che in generale indica la scelta della spiegazione più semplice che emerge dalle evidenze, e un algoritmo per la risoluzione delle reti parsimoniose.

Il progetto ha favorito il sorgere di iniziative di collaborazione tra Germania, Paesi Bassi, Nuova Zelanda e Stati Uniti. La ricerca condotta da LIFENET ha permesso di ottenere informazioni dirette sull’evoluzione di virus come l’HIV, essenziali per lo sviluppo dei nuovi farmaci.