Практикум 6

Входные данные

Для данного практикума мне на рассмотрение был предоставлен список из 17 ID генов человека. Сложно сказать, за что отвечают представленные гены, потому что их аббревиатуры мне ни о чём не говорят, но можно сделать предположение, что эти гены как-то между собой связаны, раз дали такой список генов :) Буду пытаться установить эту взаимосвязь.

База данных GO

Как было сказано ранее, не ясно, в каких процессах участвуют продуктых данных генов, это можно выяснить с помощью базы данных GENE ONTOLOGY (GO). Сама база данных представляет собой граф биологических терминов, соединённых различными отношениями. Узлы графа называются терминами GO, и они могут иметь любое количество связей с любыми другими узлами. В базе данных GO есть 3 главных группы терминов:

Итак, чтобы понять, в каких биологических процессах участвуют рассматриваемые гены, был сделан запрос по исследуемым генам в GO со следующими параметрами:

Рис. 1. Запрос по ID исследуемых генов с выставленными параметрами: биологические процессы, точный тест Фишера в качестве статистического теста и False Discovery Rate в качестве поправки на множественное сравнение.

Была получена таблица из 69 терминов (таблица отсортирована по p-value в порядке возрастания). При этом все находки значимы, так как их p-value меньше 0.05.

Рис. 2. Часть таблицы из 69 терминов с наиболее низким p-value.

По таблице видно, что данные гены связаны с различными процессами, затрагивающими гиалуроновую кислоту, которая является одним из 7 типов гликозаминогликанов (эту информацию я нашла здесь). В таблице (смотри Рис. 2.) видно, что 12 генов участвуют в метаблизме гликозаминогликанов, получается, что есть гены, которые участвуют не только в метаблизме гиалуроновой кислоты, но и в метаблизме других типов гликозаминогликанов (16 генов участвуют в метоболизме гиалуроновой кислоты).

Мини-отступление

Как известно гиалуроновая кислота необходима для молодости кожи, вот было бы очень интересно посмотреть на эксперессию этих генов у Джареда Лето, который с годами не стареет (он вампир?).

Рис. 3. Джаред Лето с годами не стареет... И сейчас он выглядит так же.

База данных Reactome

Поскольку все гены, которые были рассмотрены, связаны с метаболизмом гликозаминогликанов, я решила проверить, а связаны ли эти гены с какими-нибудь другими биологическими процессам помимо метаболизма гликозаминогликанов, что можно проверить с помощью базы данных Reactome (на самом деле, да, связаны, это было видно в таблице результатов поиска в GO, но это были какие-то отдельные биологические процессы, которые сложно классифицировать, а Reactome делает это довольно удобно, что можно увидеть ниже).

Рис. 4. Выдача Reactome функций исследуемых генов.

Рассмотрим выдачу подробнее.

Метаболизм

Рис. 5. Метаболизм гликозаминогликанов.
Рис. 6. Метаболизм гиалуроновой кислоты. Рис. 7. Деградация CD/SD (chondroitin sulfate/dermatan sulfate).

Помимо метаболизма гликозаминогликанов видим ещё деградацию хондроитинсульфатов (CD) и дерматансульфатов (SD), которые является важными структурными компонентами хрящевой ткани (об этом узнала из ссылок, закреплённых за каждым веществом).

Рис. 8. Катаболизм гликосфинголипидов.

Гликосфинголипиды входят в состав клеточной мембраны и играют важную роль онкогенезе и онтогенезе.

Рис. 9. Метаболизм РНК. Белки (IGF2BPs/IMPs/VICKZs), связывающие мРНК инсулиноподобного фактора роста-2, связывают РНК (по-русски звучит очень странно, но только так можно перевести написанное на английском).

Как я поняла по разным источникам в Интернете, те же IGF2BPs связываются с мРНК инсулиноподобного фактора роста-2 и регулируют тем самым экспрессию этой мРНК.

Иммунная система

Рис. 10. Деградация нейтрофилов.

Нейтрофилы - это вид лейкоцитов, которые борются с патогенными микроорганизмами: бактериями, грибками, простейшими.

Рис. 11. Передача сигналов гамма-интерфероном.

Заболевания

Рис. 12. Заболевания, связанные с метаболизмом гликозаминогликанов.
Рис. 13. Мукополисахаридозы.

Мукополисахаридозы - группа наследственных болезней обмена веществ, связанных с нарушением метаболизма гликозаминогликанов, приводящее к поражению органов и тканей. Обусловлены данные заболевания мутациями генов, контролирующих процесс внутрилизосомного гидролиза макромолекул.

Транспорт маленких молекул

Рис. 14. Натриево-протонные антипортеры.

Транспорт, опосредованный везикулами

Рис. 15. Рецепторы-мусорщики класса H.

Если кратко, то рецепторы-мусорщики участвуют в поддержании гомеостаза.

Рис. 16. Взаимодействие с клетками кумулюса и прозрачной зоной.

Клетки кумулюса - это специализированные клетки, которые окружают и питают ооцит в процессе роста и развития.

Блестящая оболочка - гликопротеиновая оболочка вокруг плазматической мембраны яйцеклетки млекопитающих.

Выводы

Итак, был проанализирован выданный список ID генов при помощи 2 баз данных: GO и Reactome. Стало понятно, что список генов неслучаен, все они связаны с метаболизмом гликозаминогликанов, что сначала было выяснено с помощью базы данных GO, а затем подтверждено базой Reactome, которая также показала, на какие ещё процессы в органиме человека способны влиять рассматриваемые гены.