At give den studerende et omfattende kendskab til molekylær
evolution (dvs evolutionen af DNA, RNA og proteiner). Specielt er
det målet at give den studerende både erfaring i og teoretisk
forståelse af modelbaserede metoder til at rekonstruere
fylogenetiske træer og teste hypoteser om den evolutionære proces.
Selvom molekylær evolutionær analyse kræver en del matematisk
forståelse, er det i høj grad tilstræbt, at studerende, som retter
sig mere mod biologisk forskning, også skal kunne deltage.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
Redegøre for naturlig selektion og teorien om neutral molekylær
evolution.
Løse simple populationsgenetiske opgaver.
Redegøre for de vigtigste egenskaber ved fylogenetiske
træer.
Konstruere fylogenetiske træer under parsimoni-, afstands-, og
maximum likelihood-kriterierne (vha. programmet PAUP*); konstruere
Bayesianske fylogenetiske træer (vha. programmet MrBayes).
Bruge Fitch algoritmen til manuelt at udregne længden af et
fylogenetisk træ givet et alignment; derudfra vælge det/de mest
parsimone træ(er).
Udregne likelihood for en fylogenetisk model manuelt, givet et
sæt af parameterværdier og et alignment.
Udregne a posteriori sandsynligheder for et sæt af
fylogenetiske modeller manuelt, givet et sæt af parameterværdier,
et alignment, og a priori model sandsynligheder; derudfra vælge den
bedste model.
Benytte programmet modeltest til at vælge den bedste
substitutionsmodel til en fylogenetisk analyse.
Benytte programpakken PAML til at finde positivt selekterede
positioner i et proteinkodende gen.
Benytte likelihood ratio testing til manuelt at vælge den
bedste af to fylogenetiske modeller.
Benytte PAUP* programmet til undersøge usikkerheden i
fylogenetiske træer ved hjælp af ikke-parametrisk
bootstrapping.
Benytte PAML programpakken til at sammenligne alternative
fylogenetiske hypoteser ved hjælp af parametrisk
bootstrapping.
Kursusindhold:
Kort introduktion til grundlæggende evolutionsteori og
populationsgenetik. Drivkræfterne bag molekylær evolution. Modeller
for DNA- og protein-substitution. Rekonstruktion af fylogenetiske
træer ved hjælp af afstandsmetoder, parsimoni, maximum likelihood
og Bayesiansk analyse. Avancerede nukleotid-substitutionsmodeller
(gammafordelte mutationsrater, molecular clock modeller,
codon-modeller og analyse af selektivt pres). Statistiske tests af
evolutionsbiologiske hypoteser (likelihood ratio tests, parametrisk
bootstrapping, Bayesiansk statistik).
De studerende vil opnå praktisk erfaring i at benytte
computermetoder ved selv at analysere sekvenser fra den
videnskabelige litteratur.
Mulighed for GRØN DYST deltagelse:
Kontakt underviseren for information om hvorvidt dette kursus giver
den studerende mulighed for at lave eller forberede et projekt som
kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed,
klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
