Практикум 8

Нуклеотидный blast

Определить таксономию и функцию прочтенной в практикуме 6 последовательности.

Была взята последовательность. Проведен Blastn. Лучшая находка со схожестью 99% и покрытием 84% соответcвует гену нистона H3 организма Brada inhabilis

/protein_id="AHZ58436.1"
/translation="TGGKAPRKQLATKAARKSAPATGGVKKPHRYRPGTVALREIRRY
QKSTELLIRKLPFQRLVREIAQDFKTDLRFQSSAVMALQEASEAYLVGLFEDTNLCAI
HAKRVTIMPKDMS"

Поскольку для следуйщих находок совпадение падает до 91%, можно считать определенность таксона односзначной.

Сравнение выдачи алгоритмов blast

Сравним выдачи алгоритмов blastn, megablast и discontiguous megablast для той же последовательности, но с ограничением по таксонам: поиск только внутри семейства Flabelligeridae, исключая род Brada.

Основные параметры blast:

Database: Others (nr etc.) 
Optimize for: как раз 3 варианта, 3 алгоритма 
Max target sequences: 1000 
Expect threshold: 10 
Word size: 11 (для blastn) 
Max matches in a query range: 0
Match/Mismatch Scores: 2,-3 
Gap Costs: Existence: 5 Extension:2 
Filter; Low complexiy regions 
Mask: Mask for lookup table only 

Кроме того, запрос discontiguous megablast имеет два дополнительных параметра: Template length:18 и Window size:40.

Megablast

Discontiguous megablast

Blastn

У некоторых организмов в выдаче Blastn очень низкое покрытие (2-3%) и очень высокий E-value, это их и отличает от остальных находок. Это демонстрирует, что алгоритм blastn с той же длиной слова, что discontiguous blast, однако, в отличие от него, blastn представляет даже достаточно далекие последовательности, т.е. все "гомологи". Т.е., в отличие от discontiguous blast и megablast, blastn не отсекает находки с низким Query covery и E-value.

Разница между двумя другими алгоритмами небольшая: у discontiguous megablast минимальный E-value несколько выше, навярняка это связано с тем что длина слова у него 11 в отличии от 28 у megablast, который лучше подходит для поиска среди высоко сходных последовательностей.

Наличие гомологов трех белков в геноме Amoboaphelidium protococarum

Проверим гомологию следуйщих белков: CISY_HUMAN, RPB1_HUMAN, UBB_HUMAN

CISY_HUMAN. Есть находки с отличным E-value, можно сделать вывод, что гомолог присутствует.

                                                                      Score     E
Sequences producing significant alignments:                          (Bits)  Value

  scaffold-693                                                         565    2e-180
  scaffold-157                                                         564    5e-180
  scaffold-287                                                         100    3e-22
  scaffold-212                                                        92.4    1e-19

RPB1_HUMAN. Есть находки даже с нулевым E-value, что говорит о гомологии.

                                                                      Score     E
Sequences producing significant alignments:                          (Bits)  Value

  scaffold-300                                                        1495    0.0
  scaffold-157                                                        1390    0.0
  scaffold-44                                                          197    2e-50
  scaffold-100                                                         194    3e-49
  unplaced-712                                                         132    6e-35

UBB_HUMAN. Есть находки с отличным E-value, можно сделать вывод, что гомолог присутствует.

                                                                      Score     E
Sequences producing significant alignments:                          (Bits)  Value

  scaffold-105                                                         442    2e-141
  scaffold-17                                                          420    5e-134
  scaffold-378                                                         144    1e-43
  scaffold-693                                                         150    3e-40
  scaffold-157                                                         149    3e-40
  scaffold-451                                                         132    2e-34

Найдите один ген белка, закодированный в скэффолде scaffold-456 ''Amoboaphelidium''

Применим blastx для поиска гена белка в scaffold-456 сборки, использованной в предыдущем задании. В этом скэффолде 11344 п.н., поэтому в нем возможно наличие гена.

Потребовавшиеся команды:

infoseq <имя файла> -only -name -length
seqret <имя файла>:<имя последовательности> -out <имя выходного файла>

Были изменены параметры алгоритма: с ограничением по таксону: Opisthokonta (taxid:33154), максимальным числом находок: 50 и порогом ожидания: 0.001. Остальные параметры использовались по умолчанию. В результате были получены следующие находки:

Лучшая находка с E-value 2e-61 принадлежит бета-субъединице контролируемых напряжением калиевых каналов организма Pantholops hodgsonii XP_005973789.1 Можно уверенно говорить о наличии гомолога этого белка в скэффолде.