Задание 1

Выбор организма для данного задания пал на тип Тихоходки (Bilateria/Protostomia/Ecdysozoa/Panarthropoda/Panarthropoda/Tactopoda/Tardigrade).

Тихоходки по множеству параметров являются очень интересными животными. Впервые открые в 1773 году немецким зоологом Иоганном А. Э. Гозе, они были названы "водяными медведями". В некоторых источниках им приписывается имя "moss piglets".

Представители этого типа известны еще с кембрийского периода (~530 млн лет назад). На данный момент всего известно 1150 видов; Тихоходок можно назвать космополитами, поскольку ареал их обитания крайне велик и разнообразен, хотя большинство предпочитает моховые и лишайниковые подушки. Все представители так или иначе связаны с водной средой.

Тихоходки стали известны не только внутри научного сообщества, но и среди интересующихся популярной биологией за их "неубиваемость". Эти небольшие животные (порядка 0,5 мм в длинну) способны выдерживать экстремальное воздействие огромного числа факторов: температура, давление, отсутствие воздуха, радиация, обезвоживание, голодание, воздействие космоса.

Что касается генетических особенностей водяных медведей, геномы представителей довольно сильно различаются по размеру: от 75 до 800 мегабаз. Рассматриваемая далее тихоходка Hypsibius dujardini имеет компактный геном в 100 мегабаз и является ценным модельным организмом, поскольку ее легко культивировать и сохранять в лабораторных условиях.

Tardigrade имеют множетсво интересных с биологической точки зрения черт, но я хотела бы отметить наличие у них уникальных генов белков Dsup (Damage suppressor protein; P0DOW4), способствующих защите ДНК от повреждения рентгеновскими лучами. В 2016 году группа ученых из Токийского университета провела серию исследований, в рамках которых изучила влияние этих белков на культуры человеческих клеток и показала, что подавление эффекта от излучения составило порядка 40% ("Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein").

В процессе выполнения основного задания название типа Tardigrade было введено в поисковую строку NCBI Genome. Результатом стали 4 сборки (3 принадлежали Hypsibius dujardini, оставшаяся - Ramazzottius varieornatus). Одна из них оказалась сборкой митохондриального генома (митохондрома).

Три оставшихся генома различались числом скаффолдов, количеством CDS и датой релиза. У сборок 15го и 16го года было порядка 22,5 и 15 тысяч скаффолдов, хотя число кодирующих последовательностей не было указано. Сборка 17го года состоит из 1421 скаффолдов и содержит 20,853 CDS, в связи с чем она и была выбрана для дальнейшего рассмотрения. Стоит отметить, что общая длина сборки совпадает с указанным в Википедии для данного вида значением (100 мегабаз).

В таблице 1 представлена основная информация о сборке.

BioProgect

Поиск контигов начался с данной странички сборки. Переходим по ссылке в ячейке INSDC, после чего нажимаем на ссылку, находящуюся напротив "WGS". Открывается следующая страница. На ней мы видим вкладку "contigs" и список с 1,421 контигом, хотя данная цифра совпадает с числом скэффолдов. Записи также обозначены как "scaffold000*", хотя как минимум в двух местах на странице эти записи обозначены как "contigs". Выбор контига, произведенный с помощью модуля random, пал на "контиг" #596.

Задание 2

Поиск вируса из семейства Myoviridae с ограничением длины генома 30000-40000 производился в базе NCBI с помощью следующей команды:

("Myoviridae"[Organism]) AND (viruses[filter] AND biomol_genomic[PROP])

AND (30000:40000[Sequence Length]) AND ("Complete genome"[All fields]) 

В изначальном варианте команды была следующая строчка:

("Myoviridae"[Organism] OR Myoviridae[All Fields])

В результате был выбран геном вируса Myoviridae sp. isolate ctgg12.

В таблице 2 представлена базовая информация о рассматриваемом геноме.

Задание 3

Описания 7 ключей особенностей представлены в таблице 3

repeat_region   complement(2833..3132) 

                /rpt_family="Alu" 

                /note="repeat match = HSAL03055; putative"

misc_feature    complement(2081..2169)

                /note="predicted exon, grail2exons_human_1.3; frame=2, reverse strand, quality=good; putative"

C_region        216..508

                /gene="IgH"

                /note="immunoglobulin heavy chain constant region CH1"

mobile_element  1..2400

                /mobile_element_type="transposon:transposon PpTRC1"

                /rpt_family="CACTA superfamily"

precursor_RNA   268..>788

                /note="put. primary transcript"

oriT            1328..1691

                /direction=RIGHT

                /note="RP4 origin of transfer"

gap             2010..2109

                /estimated_length=unknown