Практикум 10

Задание 1

Таблица 1. Бактерии и AC

Организм и хромосома	AC
Brucella canis I	NC_010103
Brucella canis II	NC_010104
Brucella pinnipedialis I	NZ_CP007743
Brucella pinnipedialis II	NZ_CP007742

Таблица 2. Карты локального сходства по хромосомам. Хромосомы Brucella canis по горизонтальной оси.

	Brucella canis I	Brucella canis II
Brucella pinnipedialis I
Brucella pinnipedialis II

По-видимому, хромосомы I и II между собой негомологичны.

Описание эволюционных событий

Рис. 1. Вставка в хромосому I Brucella pinnipedialis. Координаты: ~1085kb-1110kb.

Рис. 2. Это может показаться инверсиями, однако это не так, дело в том, что другая цепь признана прямой и начало генома поставлено в другом месте.

Рис. 3. Вставка в хромосому II Brucella canis. Координаты: ~340kb-360kb.

Рис. 4. Это может показаться инверсиями, однако это не так, дело в том, что другая цепь признана прямой и начало генома поставлено в другом месте.

Задание 2

Я взял 1-е хромосомы Brucella canis, Brucella ovis и Brucella pinnipedialis.
Ссылка на genomes.tsv
Ссылка на папку с результатами работы NPGE

Синтеничные участки - g-блоки.

Число g-блоков: 4(g) + 3(i)
Ссылка на файл excel с последовательностью g-блоков.

Ядро пангенома - s-блоки.

Число s-блоков: 148
Суммарная длина: 2034679
Процент от длины генома в среднем: 96.44%
Процент консервативных позиций, если объединить s-блоки: 99.6019%

Повторы - r-блоки

Блок	Число фрагментов	Длина	Процент консервативных колонок	Число генов
r50x849	50	849	95,58%	112
r14x100	14	100	90,5%	8

Делеции - h-блоки

Таблица 3. Описание h-блоков

Блок	Число фрагментов	Длина	Процент консервативных колонок	Число генов	В ком нет
h2x14776	2	14776	99,45%	38	Brucella canis
h2x7500	2	7500	99,81%	17	Brucella ovis
h2x6109	2	6109	99,91%	17	Brucella canis

Уникальные последовательности - u-блоки

Блок	Число фрагментов	Длина	Число генов	В ком есть	Аннотация	Горизонтальный перенос от другой бактерии
u1x148	1	148	1	Brucella pinnipedialis	Ген не аннотирован	Возможен. Последовательность блока выравнялсь на геномы многих представителей рода Brucella.
u1x118	1	118	1	Brucella ovis	Мобильный элемент insertion sequence IS711	Очень вероятен, ведь это мобильный элемент. Последовательность блока выравнялась на многих представителей рода Brucella и на представителей из рода Sphingobium, Sphingomonas и Sphingopixys (по одному представителю).

Несоответствия между аннотациями генов

Блок: s3x8006
Координаты блока: 1672254-1680259 B.canis, 1680854-1688859 B. ovis

Рис. 5. Показано 2 несоответсвия в аннотациях генов в Brucella canis(слева) и Brucella ovis(справа) в предпоследнем и последнем генах блока. В первом случае, гены по-разному называются и совершенно разные белки (эти гены, очевидно, неортологичны), а во втором белки очень похожи, но у B. canis 2-hydroxy-6-oxo-2,4-heptadienoate hydrolase, а у B. ovis - hypotetical protein. Координаты старт-кодонов выделены синим, они одни и те же. Эти гены, очевидно, ортологичны, но в случае B. ovis ген хуже аннотирован.

Рис. 6. Скриншот qnpge с координатами старт-кодонов вышеописанных ортологичных генов с разной аннотацией.

Впечатления

Мне показалась очень интересной программа NPGE. Я понял, что с помощью неё можно исправлять и дополнять аннотации геномов и замечать эволюционные различия в геномах, используя их представления через последовательность консервативных блоков. То есть, говоря образно, NPGE улучшает наше зрение и способность заметить потенциально интересные эволюционные закономерности для дальнейших исследований.