Выравнивание геномов

Задания 1 и 2. Выбор штаммов одного вида бактерии с известными полностью собранными геномами и построение нуклеотидного пангенома с помощью NPG-explorer.

Для выполнения данного задания были выбраны 5 штаммов вида Campylobacter coli: R18.1828 (CP076509.1), R19.1157 CP076513.1), YH501 (CP015528.1), PSU-32 (CP061537.1), CC19DZ036 (CP068565.1). Далее был построен нуклеотидный пангеном с помощью программы NPG-explorer. Для этого был создан входной файл для пронграммы, который доступен для просмотра по ссылке. Далее были запущены команды: Prepare, Examine, MakePangenome, PostProcessing. Ссылки на выдачи и протоколы выполнения команд находятся в таблице 1.

Таблицa 1. Файлы выдачи NPG-explorer.

	Файл	Описание
1	nj-global-tree.tre	Дерево геномов, построенное на основе объединённого выравнивания s-блоков
2	features.bs	Описание генов
3	mutations.tsv	Описание всех мутаций в блоках
4	consensuses.fasta	Консенсусы всех блоков
5	pangenome.info pangenome.bi pangenome.bs	Характиристика блоков
6	log_makepangenome log_postprocessing log_prepare	Протоколы выполнения команд

Таблицa 1. Файлы выдачи NPG-explorer.

1	Число s-блоков	178 (7434958 bp)
2	Размер нуклеотидного ядра (процент нуклеотидов в ядре от числа нуклеотидов во всех геномах)	86,038%
3	Процент консервативных колонок в объединённом выравнивании s-блоков	98,6595%
4	Длина построенных фрагментов	min: 101 max: 74966

Задание 4. Крупные делеции в геномах.

Таблицa 2. Крупные делеции.

Геном	Блок	Длина делеции	Имена одного или нескольких делетированных генов
R19.1157	h4x8301	8301	Aldehyde dehydrogenase, amidohydrolase family protein, L-fucose:H+ symporter permease
CC19DZ036	h4x6854	6854	Basic amino acid ABC transporter, ABC transporter ATP-binding protein, alkaline phosphatase family protein
R18.1828	h4x4068	4068	Flagellin modification protein A, GDP-N,N'-diacetylbacillosamine 2-epimerase
YH501	h4x3726	3726	Autotransporter outer membrane beta-barrel
YH501, PSU-32	h3x3701	3701	Pyridoxamine 5'-phosphate oxidase family protein, helix-turn-helix transcriptional regulator, IS1595-like element ISCaje6 family transposase

Для выполнения данного задания были выбраны только h3 и h4 блоки, чтобы можно было утверждать с большой долей вероятности, что произошла именно делеция, а не вставка.

Задание 5. Перестановка синтений в g-блоках

Изучив блок g4x1356938 на предмет наличия перестановок был обнаружен блок h4x140>, который относится к геному штамма R19.1157.

Задание 6. Примеры ошибок аннотации гена

1. Первый пример был найден в блоке s5x74972, 4 фрагмента несут аннотацию гена zinc ribbon domain-containing protein, но при этом фрагмент штамма YH501 на данном участке несет аннотацию нераспознанного гена (рис.2).



2. Второй пример был найден в блоке s5x65634. В данном блоке 3 фрагмента несут аннотацию гена DMT family transporter (рис.3). Фрагмент относящийся к штамму PSU-32 несет на рассматриваемом участке ген EamA family transporter (рис.4). Но я решил сделать запрос в UniProt: name:"dmt family transporter" AND organism:"Campylobacter coli [195]". Как видно из аннотации к данному белку, он имеет два названия (рис. 5). Также на данном участке фрагмент штамма YH501 несет неопределенный ген (рис.6).