Рис.1. Карта локального сходства для штаммов HB8(по вертикали) и JL-18(по горизонтали) вида Thermus Thermophilus.
Задание 2
С помощью пакета NPG-explorer был построен нуклеотидный пангеном для трех штаммов вида Rickettsia rickettsii: Hlp#2, Hauke и Hino. NPG создает файлы, в которых содержится информация о блоках или выравнивание блоков.g-блоки
Из файла blocks.blocks получено выравнивание g-блоков - глобальных блоков, которые состоят из последовательно идущих во всех геномах s-блоков, перемежающихся блоками других типов (r-, h-, u- и m-). (Рис.2.) В этих хромосомах 5 g-блоков. Относительно штамма Hauke в штамме Hino нет хромосомных перестроек(заметных на уровне g-блоков). В штамме Hlp2 транслокация и инверсия во втором и четвертом g-блоках относительно обоих Hino и Hauke.
Рис.2. Выравнивание g-блоков в геноме 3 штаммов Rickettsia rickettsii. Фиолетовым отмечены хромосомные перстройки, оранжевым - последовательность, с которой сравниваются две другие.
s-блоки
В файле pangenomes.info есть информация о каждой группе блоков. Оттуда же и взяты следующие значения:- количество s-блоков: 114
- суммарная длина:1252712 и процент от длины генома в среднем:98,63%(длина генома дана в самом начале файла)
- сходство геномов - процент консервативных позиций в объединенном выравнивании s-блоков:99.01%
r-блоки
С помощью визуализатора qnpge получено выравнивание самого частого повтора r21x159: по 7 фрагментов в хромосоме каждого штамма. На месте этого повтора предполагается гипотетический белок. Идентичность по блоку 96,85% - встречаются неконсервативные позиции.(Рис.3)
Рис.3. Изображение r-блока в визуализаторе qnpge.
Так как различных повторов много, а длина у повторов маленькая, то для того, чтобы различать их, добавляют номер в конце названия r6x103n3. (Рис.4)
Рис.4. Таблица блоков с одинаковыми параметрами(тип блока, число фрагментов, длина), формирующими имя, из визуализатора qnpge.
h-блоки
Всего 10 h-блоков, и только один из них общий для Hino и Hpl2(к тому же он еще и инвертированный), остальные - для Hino и Hauke. (Рис.5) На месте этого блока у Hauke делеция.
Рис.5. Изображение h-блока для штаммов Hino и Hpl2. Делеция для Hauke.
Остальные h-блоки выглядят почти одинаково: идентичность 100% и у обоих штаммов Hauke и Hino на прямых цепях. Это делеция у Hpl2. (Рис.6)
Рис.6. Делеция для Hpl2.
Такое расположение h-блоков согласуется с деревом родства штаммов для Rickettsia rickettsii.(Рис.7.)
Рис.7. Дерево штаммов Rickettsia rickettsii.
u-блоки
Только один u-блок находится в хромосоме Hino, остальные - в Hpl2.(Рис.8.) Это последовательность транспортной РНК, переносящей глутаминовую кислоту.
Вставка в хромосоме Hpl2.
C помощью blastn были найдены гомологи к последовательности этого u-блока. В основном это находки с низким e-value и 100% идентичностью из штаммов Rickettsia rickettsii или видов Rickettsia. (Рис.9.) Сам Hino тоже нашелся. Удивительно, что среди них есть Hauke, хотя npge определил, что эта последовательность уникальна для Hino из трех рассматриваемых штаммов.
Рис.9. Результаты blastn.
Различие в аннотациях
На рисунке 10 представлен блок s3x224, в котором у Hauke и Hino одинаковые белки(tRNA delta(2)-isopentenylpyrophosphate), а Hpl2 другой(ribonucleotide-diphosphate reductase subunit). Идентичность по блоку 100%.
Рис.10. Разные белки в одном блоке.
На рисунке 11 изображен блок s3x125, в котором у Hauke и Hino аннотирован гипотетический белок на обратной цепи, а у Hpl2 нет белка.
Различие в аннотации внутри одного блока.