Практикум №7

Сборка генома эукариотического организма

Я хотела выбрать сорокопута-жулана, но у него не было уровня сборки Chromosome, поэтому я решила поискать кого-нибудь из сов. Я выбрала Длиннохвостую или Уральскую неясыть (Ural owl), потому что она очень красивая и довольно редкая, и я мечтаю увидеть ее в дикой природе (я занимаюсь бердвотчингом). В базе данных была ее референсная сборка и я решила, что это хороший знак. Длиннохвостая неясыть - одна из самых крупных неясытей, названа так из-за длинного, клиновидного хваста, который далеко выступает, когда птиц. Второе название ей дано в честь того, что впервые этот вид был описан на Урале (отсюда же и английское название). Так как птица очень требовательна к условиям для гнездования сейчас приобретает широкое распространение создание искусственных гнездовий (ящиков, настилов).

Рисунок 1. Длиннохвостая неясыть Strix uralensis

Всего у нее 82 хромосомы, то есть описан практически полный набор хромосом (нет только информации про W хромосому для самок). У птиц половые хромосомы обозначаются не привычными для нас XX/XY, а ZZ для самцов и ZW для самок. Для секвенирования была взята кожа самца.

Таблица 1. Характеристика сборки bStrUra1 генома Strix uralensis
Характеристика Значение
Сборка bStrUra1
Идентификатор GenBank GCA_047716275.1
Идентификатор RefSeq GCF_047716275.1
Уровень сборки генома Chromosome
Общий размер генома (п.н.) 1.4 Gb
Число фрагментов генома в сборке 511 скэффолдов (714 контигов)
Scaffold N50 90.2 Mb
Scaffold L50 6
Contig N50 16.4 Mb
Contig L50 26

N50 — это длина последовательности (контига или скэффолда), при которой сумма длин всех последовательностей, равных или превышающих её, составляет 50% от общего размера сборки.

L50 — это минимальное количество фрагментов, суммарная длина которых составляет 50% от общего размера сборки.

Изучив сайт NCBI, я заметила, что геномы из GenBank и RefSeq немного различаются: в последовательности из RefSeq отсутствует последовательность митохондриальной хромосомы, ее удалили оттуда и эта сборка считается более актуальной.

Рисунок 2. Хромосомный набор длиннохвостой неясыти Strix uralensis

Геномы органелл

Я решила изучить митохондриальный геном, который был представлен в сборке GenBank. Я дополнительно поискала органеллы по латинскому названию организма и нашла тот самый Strix uralensis isolate C5 mitochondrion, complete genome. Длиной он 18708 п.н., что несколько больше "обычного" митогенома птиц. Дальше я изучила страницу с описанием генома, результаты представленя в таблице ниже. Важно упомянуть, что для позвоночных псевдогены в митохондриальном геноме обычно не аннотируются, поэтому в таблице в этой строке указан 0.

Таблица 2. Характеристика митохондриального генома MG681081 Strix uralensis
Характеристика Значение
Идентификатор записи (ACCESSION) MG681081
Тип органеллы Митохондрия
Число кодирующих последовательностей (CDS) 13
Число генов рРНК 2
Число генов тРНК 22
Число псевдогенов 0

Знакомство с поисковыми системами ENA и NCBI

Я выбрала инсулин, чтобы получить информацию про него я ввела insulin[Title]. Всего было найдено 50462 записей, из них 4147 посвящено генам и 40213 - мРНК. Также мы видим, что записей из GenBank у нас 14271, а из RefSeq - 36188.

Чтобы дать такую же характеристику записям, описывающим последовательности человека, в качестве дополнительного параметра поиска было добавлено Homo sapiens[Organism]. Итоговый запрос: (insulin[Title]) AND Homo sapiens[Organism].

Таблица 3. Характеристика записей нуклеотидных баз данных в NCBI про инсулин
Характеристика Значение
Всего записей 50462
genomic DNA/RNA 4147
mRNA 40213
GenBank 14271
RefSeq 36188
Записей про последовательности человека 5616
genomic DNA/RNA 1480
mRNA 4092
GenBank 5363
RefSeq 253

Для поиска в ENA использовался следующий запрос: tax_tree(9606) AND description="insulin" AND mol_type="genomic dna". В результате мы видим 163 записи, соответствующие генам белков человека, содержащих в названии инсулин. По запросу tax_tree(9606) AND description="insulin" AND mol_type="mrna" было получено 7185 записей, описывающих мРНК.