Учебный сайт Морозова Александра

Практикум 2

Реконструкция филогении

Задания

1) С помощью таксономического сервиса NCBI определить, к каким таксонам относятся отобранные бактерии. Указать, какие нетривиальные ветви на дереве отобранных бактерий выделяют какие-нибудь из таксонов.

2) Из списка функций белков со страницы практикума выбрать одну

3) Получить из Swiss-Prot последовательности белков с данной функцией из отобранных бактерий и выровнять их.

4) Отредактировать названия последовательностей: оставить от названия каждого белка только мнемонику вида.

5) В программе MEGA (методом "Analyze") открыть файл с выравниванием и реконструировать филогению тремя различными методами. Сохранить полученные деревья в формате Newick.

Результаты

1. Таксономия

Рис. 1. Филогенетическое дерево выбранных организмов из Практикума 1.

Таблица 1. Таксономия отобранных организмов.
Мнемоника	Название	Таксономия
PASMU	Pasteurella multocida	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pasteurellales; Pasteurellaceae
ECOLI	Escherichia coli	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Enterobacterales; Enterobacteriaceae
VIBCH	Vibrio cholerae	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Vibrionales; Vibrionaceae
PSEAE	Pseudomonas aeruginosa	Bacteria; Proteobacteria; Gammaproteobacteria; Pseudomonadales; Pseudomonadaceae
BURCA	Burkholderia cenocepacia	Bacteria; Proteobacteria; Betaproteobacteria; Burkholderiales; Burkholderiaceae
BRADU	Bradyrhizobium diazoefficiens	Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhizobiales; Bradyrhizobiaceae
RHIEC	Rhizobium etli	Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhizobiales; Rhizobiaceae; Rhizobium/Agrobacterium group
AGRRK	Agrobacterium tumifaciens	Bacteria; Proteobacteria; Alphaproteobacteria; Rhizobiales; Rhizobiaceae; Rhizobium/Agrobacterium group

Из приведенной таблицы и рисунка филогенетического дерева видно, что :

1) нетривиальная ветвь {BRADU, AGRRK, RHIEC} выделяет таксон Rhizobiales;

2) нетривиальная ветвь {AGRRK, RHIEC} выделяет таксон Rhizobiaceae;

3) нетривиальная ветвь {PASMU, ECOLI, VIBCH, PSEAE} выделяет таксон Gammaproteobacteria.

2. Выбор функции белка.

Выбранная функция: Фактор элонгации трансляции Ts (EFTS)

3-4. Выравнивание.

1) Последовательности белков были получены путем использования формы загрузки из Uniprot со списком из идентификаторов белков вида "EFTS_ECOLI". FASTA-файл с последовательностями доступен по Ссылке

2) С помощью команды:

muscle -in pr2_proteins.fasta -out pr2_alignment.fasta

получен FASTA-файл с выравниванием данных последовательностей. Далее выравнивание было отредактировано в программе JalView. Файл с отредактированным выравниванием доступен по Ссылке

5. Построение филогенетических деревьев.

1) В программе Mega файл с выравниванием открыт по схеме: File -> Open a file/session -> Analyze -> Protein Sequences -> OK.

2) Во вкладке Phylogeny перечислены доступные методы построения филогенетических деревьев. Я выбрал: Neighbor-Joining, Минимальной эволюции (minimum-evolution), Максимальной экономии (maximum parsimony). Все методы запускались с параметрами по умолчанию.

3) Полученные деревья сохранялись в формате Newick в файлах с расширением .tre. Файлы доступны для скачивания по ссылкам ниже.

Maximum parsimony Minimum evolution Neighbor joining