Encyclopedie van de evolutiebiologie

Prof. Nico M. van Straalen (2019)

Gepubliceerd op 03-08-2020

Fylogenomica

betekenis & definitie

Reconstructie van evolutionaire stambomen op basis van DNA-sequenties van complete genomen

Bij fylogenetische analyse maakt men een alignment van homologe genen (of niet-coderende homologe DNA-segmenten) bij verschillende soorten. Daaruit wordt een fylogenetische boom gemaakt bijvoorbeeld door het aantal te veronderstellen substituties te minimaliseren.

Bij fylogenomica doe je in principe hetzelfde, maar dan maak je alignments van een heel genoom, althans van grote stukken van het genoom. Aangezien de genoomsequentie meestal bekend is als een verzameling genoomfragmenten (contigs) komt het neer op het vergelijken van contigs.

Fylogenomica is potentieel een zeer krachtige aanpak, maar er is ook kritiek op. Zo blijkt dat, afhankelijk van de gebruikte computer-algoritmes, soms verkeerde homologe relaties gelegd worden, bijvoorbeeld verwisseling van exons, verkeerde paralogen met elkaar homologiseren, enz. Deze fouten zijn alleen met nauwkeurige inspectie van de alignments te achterhalen en kunnen moeilijk met computerprogramma’s opgespoord worden. Zo zijn vragen gesteld bij een in 2014 gepubliceerde fylogenetische reconstructie van de vogels en wordt de plaatsing van de ribkwallen (Ctenophora) als de meest oorspronkelijke groep van het dierenrijk, wat in 2008 bepleit werd, door sommigen beschouwd als een artefact. Meer sequentie-informatie leidt niet automatisch tot betrouwbaarder fylogenieën. Het is zaak om rekening te houden met heterogeniteit in de substitutiefrequenties (zie de lemma's over heterotachie en heteropecillie).

De term fylogenomica ("phylogenomics") werd gelanceerd door de Amerikaanse bioloog Jonathan Eisen, in een artikel uit 1998. Echter bij hem is fylogenomica iets anders dan in de huidige opvatting. Eisen stelde voor dat genen van nieuwe onderzochte soorten een functie toegewezen konden krijgen op basis van homologie met andere soorten waarin het gen al onderzocht was.