A fundamental problem in computational biology is the construction of phylogenetic trees, also called evolutionary trees, for a set of organisms. A graph-theoretic approach takes as input a similarity graph $G$ on the set of organisms, with adjacency denoting evolutionary closeness, and asks for a tree $T$ whose leaves are the set of organisms, with two vertices adjacent in $G$ if and only if the distance between them in the tree is less than some specified distance bound. If this exists $G$ is called a leaf power. Over 20 years ago, [Nishimura et al., J. Algorithms, 2002] posed the question if leaf powers could be recognized in polynomial time. In this paper we explore this still unanswered question from the perspective of two alternative models of leaf powers that have been rather overlooked. These models do not rely on a variable distance bound and are therefore more apt for generalization. Our first result concerns leaf powers with a linear structure and uses a model where the edges of the tree $T$ are weighted by rationals between 0 and 1, and the distance bound is fixed to 1. We show that the graphs having such a model with $T$ a caterpillar are exactly the co-threshold tolerance graphs and can therefore be recognized in $O(n^2)$ time by an algorithm of [Golovach et al., Discret. Appl. Math., 2017]. Our second result concerns leaf powers with a star structure and concerns the geometric NeS model used by [Brandst\"adt et al., Discret. Math., 2010]. We show that the graphs having a NeS model where the main embedding tree is a star can be recognized in polynomial time. These results pave the way for an attack on the main question, to settle the issue if leaf powers can be recognized in polynomial time.


翻译:计算生物学的一个根本问题是植物基因树的构造, 也称为进化树, 对于一组生物。 图形理论方法将一组生物中的类似图形G$作为输入输入。 其相近性表示进化接近性, 并且要求树上的树$T$, 树上的叶子是有机体的组合, 树上的叶子有两面峰值相邻, 如果树上的叶子距离小于一定的距离, 也称为进化树。 如果这叫叶动力。 20多年前, [Nishimura 和 Al., J. Algorithms, 2002] 提出了一个问题: 叶子力量能否在混合式生物群中被识别为 $G$G$, 并且从两种替代型叶子的模型的角度来探讨这个问题。 这些模型并不依赖于一个可变的距离, 因此, 叶子的力量可以被概括化为直径直线形结构, 并且使用一个模型, 以美元和直径直径直径的直径直径直径直径直径直径直径直径直径直径, 。 。 我们的直的直正正正正正正正正方表示, 直地, 直地, 直地, 直地, 直地, 直地, 。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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