Практикум 9. Поиск регуляторных сигналов в геноме Methanocaldococcus jannaschii

Я изучал геном своей археи Methanocaldococcus jannaschii с первого курса и пытался найти регуляторные сигналы — те, что отвечают за запуск транскрипции и трансляции.

Что делалось

• Извлекли последовательности промоторов и межгенных областей
• Искали повторы и мотивы с помощью MEME (поиск без заранее известных шаблонов)
• Сканировали найденные PWM по геному с помощью FIMO
• Оценили статистическую значимость сигналов (тест Фишера)
• Построили логотипы мотивов (визуальное представление PWM)

Что нашли

• Мотив 1: RAARARRWWDWWRARGADRWW — скорее всего, один из вариантов Shine–Dalgarno, богат пуринами, найден почти в каждой последовательности
• Мотив 2: WGGWGADA — классический Shine–Dalgarno, точно перед старт-кодоном
• Мотив 3: длинный и редкий, возможно, часть архейного BRE или TATA-бокса

Как это выглядит

А вот логотип для вручную собранного PWM Shine–Dalgarno:

Что показала статистика?

Сравнили количество хитов в промоторах и в контрольных регионах:

• Мотив 2 и ручной Shine–Dalgarno однозначно обогащены в промоторах (p-value < 0.01)
• Мотив 3 оказался редким и статистически невыразительным

Выводы

1. Shine–Dalgarno-сигнал найден и подтверждён как по позиции, так и по статистике
2. MEME справился с задачей даже без заданных PWM
3. Ручной PWM Shine–Dalgarno дал сильную валидацию и красиво лег в районе –7 н.п.
4. Сигналы транскрипции (например, TATA) встречаются гораздо реже и не так стабильны в археях