Практикум 10

Вступление

Yersinia - род грамотрицательныx коккобацилл, включающий мн-во патогенных для млекопитающих видов (Yersinia pestis, Yersinia pseudotuberculosis , Yersinia enterocolitica, etc). Для выполнения практикума решил выбрать Y. pestis и Y. pseudotuberculosis. Первый вид, полагаю, в представлении не нуждается (Юстинианова чума, Черная смерть в свое время крайне разрекламировали это вид), второй же является паразитом грызунов и иногда поражает людей.[1]

Рис.1 Микрофотография Y. pestis, сделанная при помощи сканирующей электронной микроскопии[2]

Выравнивание и Dot Plot

Выравнивание хромосом сделано с помощью megablast, word size = 28. Выравнивание покрыло 97% генома Y. pestis, а процент идентичности - 99,34%.

Рис.2 Dot Plot, показывающий выравненные участки генома (алгоритм - megablast)

Второе выравнивание сделано с помощью blastn c параметрами: match/mismatch scores = 1/-1 и word size = 16. На Dot Plot заметно гораздо большее кол-во "грязи" в виде точек (вероятно какие-то повторы в геномах бактерий).

Рис.3 Dot Plot, показывающий выравненные участки генома (алгоритм - blastn)

Судя по Dot Plot, ученые, секвенировавшие бактерий, выбрали разные точки отсчета начал геномов бактерий (нуклеотиды в области 3 Mb Y. pestis выравнились с нуклеотидами Y. pseudotuberculosis в области 0 b). Видно множество консервативных участков бактерий, подвергшихся мн-ву мутаций: транслокация (участок, находящийся в [0:500Kb], первой бактерии должен был выравнятся с участком второй [1,5Mb:2Mb], но из-за мутации выравнивание произошло с другим участком), поворот нескольких участков, лежащих в [500Kb:2,5Mb] (видно по убыванию линии графика, что означает выравнивание 5'-3' участков первого генома и 3'-5' второго), etc. Еще можно заметить огромное количество достаточно длинных повторов в геномах (выравнились друг с другом и отображены на графике в виде мн-ва точек).

Судя по выравниванию, Y. pestis и Y. pseudotuberculosis- довольно близкие виды, возможно, с относительно недавним общим предком, но за время их раздельной эволюции произошло много мутаций, некоторые из которых даже различимы на Dot Plot.

Ссылки

1)Steven L. Percival, David W. Williams,Chapter Thirteen - Yersinia,Editor(s): Steven L. Percival, Marylynn V. Yates, David W. Williams, Rachel M. Chalmers, Nicholas F. Gray,Microbiology of Waterborne Diseases (Second Edition),Academic Press,2014,Pages 249-259,ISBN 9780124158467,https://doi.org/10.1016/B978-0-12-415846-7.00013-5

2)Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH http://www3.niaid.nih.gov/biodefense/Public/Images.htm

©Бушуев Сережа