Изображение дерева
На предыдущем занятии были отобраны 8 бактерий, для которых было составлено филогенетическое дерево:
С помощью таксономического сервиса NCBI можно определить, к каким таксонам относятся выбранные бактерии:
| Название | Мнемоника | Тип | Класс | Отряд | Семейство |
| Clostridium tetani | CLOTE | Firmicutes | Clostridia | Clostridiales | Clostridiaceae |
| Finegoldia magna | FINM2 | Firmicutes | Clostridia | Clostridiales | Clostridiales Family XI. |
| Lactobacillus delbrueckii | LACDA | Firmicutes | Bacilli | Lactobacillales | Lactobacillaceae |
| Enterococcus faecalis | ENTFA | Firmicutes | Bacilli | Lactobacillales | Enterococcaceae |
| Lactococcus lactis | LACLM | Firmicutes | Bacilli | Lactobacillales | Streptococcaceae |
| Streptococcus pneumoniae | STRPN | Firmicutes | Bacilli | Lactobacillales | Streptococcaceae |
| Geobacillus kaustophilus | GEOKA | Firmicutes | Bacilli | Bacillales | Bacillaceae |
| Listeria monocytogenes | LISMO | Firmicutes | Bacilli | Bacillales | Listeriaceae |
На дереве отобранных бактерий можно найти ветви, выделяющие отдельные таксоны. Например, классы Bacilli и Clostridia разделены ветвью {CLOTE, FINM2} vs {LACDA,ENTFA,LACLM,STRPN,GEOKA,LISMO} (можно отметить, что эта ветвь является нетривиальной). Отряд Lactobacillales выделен соответвующей ветвью (включающей четыре листа: ENTFA, STRPN, LACLM и LACDA); аналогичным образом выделен отряд Bacillales (ветвь {GEOKA, LISMO} vs {CLOTE,FINM2,LACDA,ENTFA,LACLM,STRPN}). Семество Streptococcaceae также выделено ветвью: {LACLM,STRPN} vs {CLOTE,FINM2,LACDA,ENTFA,GEOKA,LISMO}.
Из предложенного списка функций белков была выбрана функция «Фактор инициации трансляции 2», которой соответствует мнемоника IF2. Получить из Swiss-Prot последовательности белков с данной функцией из отобранных бактерий можно с помощью Uniprot, введя через точку с запятой идентификаторы вида IF2_CLOTE, где вторая часть идентификатора представляет собой мнемонику соответствующей бактерии.
Полученные последовательности были помещены в один файл в формате .fasta. При этом названия последовательностей были отредактированы так, чтобы они содержали только мнемонику видов.
Выравнивание отобранных белков можно получить, например, с помощью программы JalView (Web Service > Alignment > Muscle with Defaults). Ниже приведено изображение выравнивания в «блочной» форме с блоками шириной 100 остатков и раскраской по проценту идентичности.
Построенное выравнивание отобранных белков, а также проект JalView были сохранены в соответствующих файлах.
В JalView доступны четыре метода для реконструкции филогенетического дерева, которые доступны из меню Calculate > Calculate Tree. Каждое из деревьев было сохранено в соответствующем файле. Приведённые ниже изображения созданы с помощью программы Mega.
В этом дереве отсутствует ветвь {LACDA,ENTFA,LACLM,STRPN} vs {CLOTE,FINM2,GEOKA,LISMO}, которая присутствует в правильном дереве. Кроме того, в данном реконструированном дереве отсутствует правильное разделение ветвей "Bacilli" и "Clostridia" .
Все нетривиальные ветви этого дерева, присутствующие у реконструированного дерева, но отсутствующие у правильного перечислены ниже.
В этом дереве также отсутствует ветвь {LACDA,ENTFA,LACLM,STRPN} vs {CLOTE,FINM2,GEOKA,LISMO}, которая присутствует в правильном дереве.
Кроме того, в данном реконструированном дереве отсутствует правильное разделение ветвей "Bacilli" и "Clostridia" .
Все нетривиальные ветви этого дерева, присутствующие у реконструированного дерева, но отсутствующие у правильного перечислены ниже.
Все нетривиальные ветви этого дерева, отсутствующие у реконструированного дерева, но присутствующие у правильного перечислены ниже.
Кроме того, в данном реконструированном дереве отсутствует правильное разделение ветвей "Bacilli" и "Clostridia" .
Из нетривиальных ветвей этого дерева предложенное программой MEGA лишь одна ветвь отсутствует в правильном дереве: {LACDA,ENTFA,LACLM,STRPN,LISMO} vs {CLOTE,FINM2,GEOKA}. Одна нетривиальные ветвь, присутствующая в правильном дереве и отсутствующая в этом, приведена ниже.
Полученный .fasta-файл с выравниванием можно импортировать в программу MEGA, а затем реконструировать дерево методом Maximum Parsimony (в меню Phylogeny). Изображение дерева, укоренённого в одну из ветвей (Subtree > Root), приведено ниже.
Это дерево абсолютно идентично правильному.