Базы данных

Мне был предложен следующий список генов. Всего в списке 30 генов, их названия мне неизвестны, и я не знаю, что между ними может быть общего.

I. GO

Сначала воспользуемся базой данных GO (Gene Ontology), которая представляет собой граф биологических терминов, соединенных различными отношениями. Проведем анализ обогащения терминами GO (для сравнения частот по всем предложенным генам с частотой терминов GO). ID генов были внесены в специальное в поле, был выбран параметр, что гены из Rattus norvegicus (выбор пал на серую крысу, потому что я работала с этим организмом во время выполнения курсовой работы, и мне захотелось узнать подробнее об этом организме в контексте данного практикума). Ниже представлены результаты для каждой группы терминов GO.

Аспект молекулярных функций

Молекулярные функции (molecular function) — специфическая активность генного продукта на молекулярном уровне, например, связывание углеводов или АТФазная активность.

Была получена следующая выдача:

Рис. 1. Выдача анализа обогащения.
Рис. 1. Выдача анализа обогащения терминами GO по аспекту молекулярных функций. На рисунке представлены не все результаты, в файле находится полная информация о выдаче.

Активности у генов самые разные: связывание ФАД, связывание НАД+, оксидазная активность, дегидрогеназная активность, декарбоксилазная активность и др. Стоит отметить, что оксидазная активность встречается чаще, чем остальные активности.

Аспект биологических процессов

Биологические процессы (biological process) — сложные явления, необходимые для жизнедеятельности организмов и происходящие благодаря осуществлению последовательности молекулярных функций, например, митоз или биосинтез пуринов.

Была получена следующая выдача:

Рис. 2. Выдача анализа обогащения.
Рис. 2. Выдача анализа обогащения терминами GO по аспекту биологических процессов. На рисунке представлены не все результаты, в файле находится полная информация о выдаче.

Биологические процессы тоже разнообразны: синтез β-аланина, синтез битеина, регуляция дофаминового метаболизма, катаболизм тимина и другие процессы.

Аспект клеточных компонентов

Клеточные компоненты (англ. cellular component) — части клетки или внеклеточного пространства, где осуществляется функция генного продукта, например, ядро или рибосома.

Выдача:

Рис. 3. Выдача анализа обогащения.
Рис. 3. Выдача анализа обогащения терминами GO по аспекту клеточных компонентов.

Исходя из результатов можно сказать, что белки встречаются в пероксисомах (например, оксиредуктазы и дегидрогеназы), матриксе митохондрий и цитозоле.

II. Human Protein Atlas

Далее я бы хотела подробнее разобраться с геном с заинтересовавшим меня ID - ABAT. В этом случае была использована база данных "Human Protein Atlas".

Рис. 4. Аббат
Рис. 4. Он вам не аббат!
Рис. 5. ABAT
Рис. 5. Он ABAT, а если быть точнее, то ген ABAT кодирует фермент, который представлен на данном рисунке - ГАМК-трансаминаза (4-aminobutyrate aminotransferase). Структура предсказана AlphaFold, version 2.

• Белок, кодируемый геном ABAT, хорошо экспрессируется в центральной нервной системе, что логично, потому что данный фермент способствует разрушению ГАМК (Гамма-аминомасляная кислота - главный тормозной нейромедиатор в центральной нервной системе), эндокринных железах, лёгких, печени и желчном пузыре, в различных тканях и органах мужской половой системы (обозначено как "Male tissues"), также экспрессия наблюдается в женской половой системе ("Female tissues"), но в ней уровень экспрессии белка ниже, чем в мужской.

Рис. 6. Female
Рис. 6. Экспрессия фермента в женском организме.
Рис. 7. Male
Рис. 7. Экспрессия фермента в мужском организме.

Дополнительно рассмотрим ID, как РНК, и уровень её экспрессии (высокий уровень экспрессии в головном мозге, печени и т.д.)

Рис. 8. График
Рис. 8. Экспрессия в организме человека, отображённая в виде графика.

• Если рассмотреть экспрессию белка в головном мозге, то можно обнаружить, что фермент экспрессируется почти во всех его структурах.

Рис. 9. Мозг
Рис. 9. Экспрессия фермента в головном мозге.

• Перейдя на клеточный уровень, увидим, что ABAT был замечен в митохондриях.

Рис. 10. Клетка
Рис. 10. ABAT был замечен в митохондриях.