Мини-обзор генома Prevotella intermedia
Ахтямова Карина, ФББ, 1 курс
Ключевые слова: Prevotella intermedia, GC-состав, длины белков, NZ_CP024727.1, NZ_CP024728.1
Введение
Prevotella intermedia — это грамотрицательная облигатная анаэробная патогенная бактерия.
Является одним из бактериальных патогенов, которые, как предполагается, вызывают пародонтит, и часто выделяются из поддесневого налета у пациентов, страдающих острым некротизирующим гингивитом, гингивитом при беременности и хроническим пародонтитом, встречается у 55% пациентов с хроническим пародонтитом, это меньше других сопутствующих бактерий, но гипер локализация(повышенная приспосабливаемость бактерии к тому или иному организму) встречается у 7,7 % пациентов. Следовательно, бактерия является значимым прогностическим признаком тяжести поражения пародонта. Для P. intermedia, нет различий по полу по встречаемости и степени поражения при равной обсемененности.
Положение бактерии в современной систематике:
Царство Bacteria Тип Bacterioda Класс Bacteroidia Отряд Bacteroidales Семейство Bacteroidaceae Род Prevotella Вид Prevotella intermedia
Геном бактерии представлен двумя хромосомами: NZ_CP024727.1, с количеством генов равным 2011558 и NZ_CP024728.1, с количеством генов равным 753182,также важно отметить количество других аспектов бактерии-2133 CDS ,48 tРНК, 12 rРНК (CDS-кодирующая последовательность (coding sequence)
Методы
1.Для анализа состава генома хромосом,а также определения имени и GC-состава каждой, были использованы программы на языке программирования Python
2. Для анализа длины белков,и создания гистограммы,были использованы функции СЧЁТЕСЛИМН,СУММ,а также возможность создания гистограммы программы Google Sheets.
3.Для нахождения имен и GeneID особо длинных белков была использована функция ВПР программы Google Sheets.
4.Для подсчета степени случайности были использованы функции СЧЕТЕСЛИМН, BINOM.DIST, МИН программы Google Sheets.
Результаты
Общие данные о геноме
Были проанализированы составы хромосом входящие в бактерию.Важно отметить,что составы аденина и тимина примерно равны друг другу,однако разность значений увеличивается с ростом количества нуклеотидов кодирующих хромосомы(Для сравнения разность сотавов аденина и тимина в хромосомах NZ_CP024727.1 и NZ_CP024728.1 соответственно равны 11514 и 494 соответственно,важно отметить что для второй хромосомы количество тимина больше чем для аденина,однако точной информации почему это происходит найти не удалось).GC-состав для хромосом NZ_CP024727.1 и NZ_CP024728.1 соответственно равен 42,86% и 44,85% соответственно.Удивительно что состав настолько мал,как для болезнетворной бактерии вызывающую одного из самых часто встречающихся болезней стоматологического спектра,ведь данный состав характеризует устойчивость бактерии.Однако это может объясняться тем что Prevotella intermedia редко существует в одиночку.Обычно она стабилизируется сопутствующими бактериями,которые так или иначе воздействуют на иммунную систему(а также на состав слюны о чем свидетельствуют некоторые исследования,однако их достоверность находится под вопросом,но является интересной информацией)
Гистограммы длин белков
На представленной гистограмме видно что пиков 2 с длинной 101-151 и 201-251,однако не это меня заинтересовало,а то что после объективного снижения практически до нулевых значений количества белков после длины 1351,был внезапный всплеск длинных белков длинной 1351- 1551.Также самый длинный белок с длиной 2536 был совершенно внезапен,так как второй по длине составлял всего 1891.Было интересно проанализировать более точные данные для длин белков,для чего была создана дополнительная гистограмма с большим шагом
Анализ длин белков
Получив данные выше было принято решение попытаться связать малый состав GC,а также особо длинные белки бактерии.Составив таблицу связывающих длину белка и его имя было выявлено то,что самым длинным белком был белок клеточной оболочки бактерии.Что означает высокомолекулярность клеточной оболочки,особенно это видно при сравнении общей длины белков в бактерии.Высокомолекулярность оболочки означает ее устойчивость следовательно можно пренебречь устойчивостью в геноме.Следовательно малый GC-состав объясняется не только сопутствующими бактериями наблюдаемых при пародонтите в микрофлоре,но и сложным составом клеточной оболочки защищающей бактерию от ферментов слюны и иммунитета человека(или животного).
Cтатистическая значимость
Было проанализировано количество белков закодированных на двух цепях наибольшей хромосомы в бактерии,было выявлена статистическая значимость равная 0,0039, это означает что вероятность случайного распределения очень мала,а также различия важны для статистики.
Заключение.
Изучение бактерий вызывающих,те или иные заболевания очень важны для продвижения медицины.Изучение протеома и генома является одними из основных факторов при поиске и разработке лекарственных препаратов и методов лечения. Для бактерии Prevotella intermedia была выявлена закономерность длин белков и GC-состава генома.Также была проанализирована статистическая значимость распределения ДНК.
Сопроводительные материалы
Все сопроводительные материалы находятся в папке на Google Drive:Google папка
Список литературы
Michal Potempa,Jan Potempa,Tomasz Kantyka,Ky-Anh Nguyen,Katarzyna Wawrzonek,Surya P. Manandhar,Katarzyna Popadiak,Kristian Riesbeck,Sigrun Eick,Anna M. Blom Interpain A, Cysteine Proteinase from Prevotella intermedia, Inhibits Complement by Degrading Complement Factor C3 https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1000316.
AenaJain Pundir,Anju Vishwanath,Siddharth Pundir,Mutyala Swati One-stage Full Mouth Disinfection Using 20% Propolis Hydroalcoholic Solution: A Clinico-microbiologic Study DOI:10.4103/ccd.ccd_544_17
Anna M.Blom,Teresia Hallstrom,Kristian Riebeck Complement evasion strategies of pathogens—Acquisition of inhibitors and beyond https://doi.org/10.1016/j.molimm.2009.04.025