Обзор протеома и генома бактерии Oceanisphaera avium
Милейко Пётр Павлович
Резюме
Данная работа посвящена исследованию протеома и генома бактерии Oceanisphaera avium. Для получения
количественных и статистических данных была использована программа Microsoft Excel. Изучение данной
бактерии важно для представления микрофлоры кишечника падальщиков.
Материалы и методы
В ходе анализа генома бактерии применялись следующие методы работы с электронными таблицами:
Комбинирование и распространение формул с использованием $;
Инструмент «Фильтр»;
Статистические и текстовые функции, функция ВПР;
Построение гистограмм;
Сводная таблица.
Математическое действия с значениями ячеек
Критерий хи-квадрат
Введение
Oceanisphaera avium — грамотрицательная, аэробная бактерия, которая обитает в кишечнике бурого
грифа, которая была выведена из кишечника этой хищной птицы, обитающей в зоопарке Сеул Гранд парк в
Южной Корее [2]
. Общая длина последовательности генома равна 2902896 п.н., количество генов равно 2677
[1]
. Общее число плазмид и хромосом равно одному [1]. Бактерия относится к семейству Aeromonadaceae, роду
Oceanisphaera [3]. Все ранее описанные виды рода Oceanisphaera были изолированы из морской среды [3].
Результаты и обсуждение
Нуклеотидный состав ДНК
В ходе анализа было подтверждено, что в состав ДНК входят только нуклеотиды типа A, C, T и G.
Также было подсчитано количество нуклеотидов каждого вида, результаты представлены в таблице
nucleotids листа S1 в сопроводительных материалах. Также были определены частоты
комплементарных пар A-T и G-C в геномной ДНК, значения которых представлены в таблице
frequency of complementary pair листа S1 в сопроводительных материалах. Можно сделать вывод, что
Второе правило Чаргаффа работает в данном случае.
Распределение длин белков и их количество
Распределение плотности длин белков представлено на гистограмме (рис. 1). Как видно на
гистограмме чаще всего у данной бактерии встречаются белки с длиной от 100 до 500 аминокислот.
На гистограмме длин белков (рис. 2) мы можем увидеть, что значения длин уменьшаются довольнотаки плавно. Но среди всех белков своей длиной выделяются белки-ферменты cellobiose phosphorylase
и NAD-glutamate dehydrogenase, которые имеют длины 2604 а.о. и 1611 а.о. соответственно. Первый
фермент участвует в гидролизе целлюбиозы до d-глюкозы и α-d-глюкозы 1-фосфата, отсюда можно
предположить, что бактерия помогает в пищеварение. С другой стороны, у Oceanisphaera avium
присутствует НАД- зависимый белок glutamate dehydrogenase. Было доказано, что организмы,
живущие в среде, богатой питательными аминокислотами, используют NAD+ - зависимый glutamate
dehydrogenase для своих катаболических потребностей, включая утилизацию избыточного азота. [6]
Поэтому можно предположить, что бактерия и гриф находятся в симбиотических отношениях. Тем не
менее, чтобы определить точный тип взаимоотношения между данной бактерией и птицей нужен
более точный анализ протеома. Также в ходе анализа было определено, что количество
гипотетических белков равно 230-м, что составляет 8,6% от общего количества.
Рисунок 1. Гистограмма плотности распределения длин белков Рисунок 2. Гистограмма длин белков
Распределение генов по цепям ДНК
В ходе анализа данных была описана встречаемость генов различных типов в геноме и определено
распределение генов по цепям ДНК. Результаты анализа представлены в таблице genes_per_types
листа S2 в сопроводительных материалах. Основываясь на результатах, выдвину нулевую гипотезу о
том, что гены определённого типа расположены между прямой и обратной цепями случайно.
Применим метод хи-квадрата при этом уровень значимости возьмем равную 0,05, тогда с учетом того,
что число степеней свободы равны одному, критическая точка будет равна 3,8.[7] Т.к все значения
меньше этой КТ, мы можем сделать вывод, что наша гипотеза верна.
Hojun Sung, Hyun Sik Kim, June-Young Lee, Woorim Kang, Pil Soo Kim, Dong-Wook Hyun, Euon Jung
Tak, Mi-Ja Jung, Ji-Hyun Yun, Min-Soo Kim, Na-Ri Shin, Tae Woong Whon, Jeong Rae Rho, Sun Duk
Park, Hyung Eun Shim, Jin-Woo Bae. Oceanisphaera avium sp. nov., isolated from the gut of the cinereous
vulture, Aegypius monachus. INTERNATIONAL JOURNAL OF SYSTEMATIC AND EVOLUTIONARY
MICROBIOLOGY Volume 68, Issue 6.
https://www.microbiologyresearch.org/content/journal/ijsem/10.1099/ijsem.0.002797
