ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТАКСОНОМИИ И ФУНКЦИИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

Для определения таксономии и функции использовался нуклеотидный бласт, алгоритм - blastn, выравнивающий нуклеотидные последовательности относительно нуклеотидных последовательностей, подходящий для довольно близких последовательностей. Работа велась с воостановленной по хроматограмме последовательностью из шестого практикума. Ниже можно ознакомится с содержанием полученной последовательности:

На Рис.1 содержится скриншот выдачи бласта, более подробная информация представлена в Таблице 1.

Среди найденных последовательностей, все являются фрагментами 18S-РНК, входящий в состав малой субъединицы рибосомы. Из чего и был сделан вывод о функции последовательности.

Среди полученных находок первые пять обладали наиболее высокими показателями выравнивания, однако их источники относились к 4 различным видам, ниже в таблице 2 приведена информация о таксономическом положении этих последовательностей и Max score их выравнивания с определяемой последовательностью.

Как видно из таблицы, все данные поледовательности принадлежат к классу полихет, относятся к одному семейству Orbiniidae, но к разным родам. Однако 3 из 5 поледовательностей принадлежат роду Leodamas, при этом две последовательности с наивысшими значениями max score (1644 и 1640), относятся к виду Leodamas dubia, в связи с чем я склонна предполагать, что данный фрагмент ближе всего именно к этому виду.

Рис.2. Выравнивание пяти последовательностей.

Из выравнивания видно, что все последовательности чрезвычайно близки и отличаются друг от друга лишь несколькими нуклеотидами. Так как даже среди поледовательностей одного вида (2 и 4 на Рис.2 с выравниванием) число отличий приблизительно равно числу отличий от изучаемой последовательности. Сильнее всего отличается последовательность из рода Scoloplos, из чего можно сделать вывод, что данная последоательность относится либо к роду Leodamas, либо Leitoscoloplos, а учитывая, что Leodamas rubra отличается от последовательности больше, чем три с более высокими показателями выравнивания - это либо вид Leodamas dubia, либо Leitoscoloplos bifurcatus. Точно определить вид по данному выравниванию нельзя, но я склоняюсь к варанту с Leodamas dubia, так как оба выравнивания с этим видом имели очень высокие показатели.

СРАВНЕНИЕ АЛГОРИТМОВ ПОИСКА

На примере данной последовательности был проведен анализ трех алгоритмов бласта. Для того, чтобы определить отличия в выдаче находки были ограничены таксоном Neritoidea - суперсемейством моллюсков (данный выбор был сделан т.к. было принято решение о принадлежности последовательности к таксону кольчатых червей), чтобы ограничить количество находок до обозримого количество с различающимся %идентичности.

Ниже приведены скриншоты выдачи трех алгоритмов нуклеотидного бласта, таблицы содержащие их находки и сводная таблица с результатами.

Таблица 7. Результаты сравнения

Как видно из приведенных выше таблиц, три алгоритма отличаются по выдаче:

1. Blastn выдает наибольшее количество поледовательностей (последовательности с низким Query cover, высоким e-value - малодоверительные значения), часть этих последовательностей отметается другими алгоритмами.
2. Число последовательносстей, найденных Discontiguous megablast и megablast, равны. При исключении всевозможных таксонов из поиска не было найдено ситуации где бы число находок этих двух алгоритмов отличалось.
3. Парамерты находок для megablast и Discontiguous megablast с blastn для одних и тех же последовательностей существенно отличаются (длина слов ипользовалассь по умолчанию 28, 11 и 11 соответственно), изменяется порядок следования находок при сортировке в списке. Теоретически может привести к тому, что выдача Discontiguous megablast и megablast будут отличаться находками (если находки с низкими параметрами будут выбраковываться).

ПОИСК ГОМОЛОГОВ БЕЛКОВ В ГЕНОМЕ

Поиск трех различных белков осуществялялся в геноме организма Amoeboaphelidium protococcarum. Сборка его генома была найдена в директории y15/term3/block2/pr8 на диске P.

Поиск производился с помощью tblastn, переводящего белковую последовательность в нуклеотидную и выравнивающую ее с нуклеотидной. Белковые последовательности были найдены поиском по идентификатору и выравнены со сборкой геномов. Ниже приведены таблицы с результатами поиска и решения о присутствии гомологов для трех различных эукариотических белков.

TBB_NEUCR

Таким образом, из таблицы видно, что скэффолд 26 содержит поледовательность очень близкую к последовательности данного белка: высокий процент идентичности последовательности, с большим покрытием и отсутствием гэпов говорит о том, что среди данной сборки содержится гомолог TBB_NEUCR, что вполне объясняется важной структурной ролью белка тубулина в клетке.

TERT_SCHPO

Как видно, все построенные выравнивания характеризуются очень низким %идентичности и битскорм, при выской длине выравнивания и очень высоком значении e-value, что свидетельтвует о том, что данный набор скэффолдов не содержит гомологов теломеразы TERT_SCHPO.Теломераза содержится в клетках, характеризующихся благодаря ее активности способностью к необграниченному числу делений, что характерно для раковых или стволовых клеток. В связи с этим неудивительно, что в геноме протиста не содержится генов, кодирующих гомолог теломеразы.

EIF3G_SCHPO

Высокий % идентичностки, при большой длине выравнивания с нулевым значением E-value для 199 скэффолда говорит о том что в данном геноме содержится белок с возможным сохранением функции (высокая идентичность при покрытии в 94%). Необычно также, то выравнивание с 96 контигом также отличается нулевым e-value при 94%, но более низкой идентичности 64%.

РЕЗУЛЬТАТ

ПОИСК ГЕНА, ЗАКОДИРОВАННОГО В СКЭФФОЛДЕ

Таким образом, было обнаружено 100 находок генов, почти все из которых кодируют один и тот же фермент, со значением e-value 0.0, одинаковым покрытием 5% и процентом идентичности более 60%. Все находки располагались на одном и том же участке скэффолда, из чего был сделан вывод, что данный скэффолд содержит в себе последовательность только гена оксоглутарат дегидрогеназы (компонент E1), белка, входящего в состав оксоглутарат-дегидрогеназного комплекса, учавствующего в цикле Кребса.

С таблицей находок можно ознакомится в файле.