Практикум 11.

Функции белков. GO - String - Human Protein Atlas

Часть 1 - GO Enrichment Analysis

1. Для этого задания мне достался 45 список ID (list45.txt). В нем было 24 ID.
2. С помощью сервисаGeneontology был произведен анализ обогащения генов с данными ID. В анализе участвовало 24 из 25 уникально картированных ID, т.к. два ID оказались оказались картированными на два гена, а еще два ID (один из которых соответствовал двум генам) оказались картированными к одному гену (см рис.1).
3. В выдаче оказалось 143 GO terms, т.к. остальные из 20851 не прошли порог FDR P < 0.05.
4. Выдача была отсортирована по увеличению значений p-value, поправленных FDR. Самыми значимыми оказались следующие 10 GO terms: GO:0034754, GO:0009068, GO:0097164, GO:0009083, GO:0009081, GO:0006067, GO:0016101, GO:1990748, GO:0001523, GO:0017085 (рис.2).
1
Рис.1. Multiple mapping information из PANTHER classification system.
top 10
Рис.2. 10 лучших находок.
5. 5 самых значимых находок (GO:0034754, GO:0009068, GO:0097164, GO:0009083, GO:0009081) были выбраны для визуализации (см. рис.3).
graph
Рис.3. Визуализация графа с 5 лучшими находками (желтенькие).
6. Оказалось, что все узлы на графе соединены отношениями типа "is a". Стоит отметить, что достоверность функций, у для всех GO терминов была не очень хорошая (IEA).
7. Ближе всех друг к другу оказались GO:0009083 (branched-chain amino acid catabolic process) и GO:0009081 (branched-chain amino acid metabolic process). Вместе с GO:0009068 (aspartate family amino acid catabolic process) они являются участниками (тут, как мне кажется, небольшое логическое несогласие с "is a") клеточного метаболизма аминокислот. Кроме того, также как и 4-ая находка GO:0097164 (ammonium ion metabolic process) они являются участниками метаболизма азотсодержащих соединений. С 5-ой находкой GO:0034754 (cellular hormone metabolic process) их обьединяет то, что они являются участниками не только биологических процессов вообще (GO:0008150), но и метаболических процессов. GO:0034754, GO:0009083 и GO:0009068 также объединены между собой участием в клеточных метаболических процессах. В целом, можно сказать что все пять находок связаны друг с другом довольно условно, хотя и участвуют в различных процессах метаболизма (GO:0008152).

Часть 3 – Human Protein Atlas

1. Для этого задания я выбрала из списка ID ECHS1.
2. Белок, кодируемый этим геном, функционирует на второй стадии пути бета-окисления митохондриальной жирной кислоты. Он катализирует гидратацию промежуточных соединений 2-транс-еноил-кофермента A (CoA) до L-3-гидроксиацил-CoAs. Генный продукт (белок Enoyl-CoA гидратаза, короткая цепь 1) является членом суперсемейства гидратаза/изомераза. Он локализуется в митохондриальном матриксе и обладает ткане-специфичностью по отношению к клеткам печени (Tissue enhanced (liver). Этот белок обладает низкой специфичностью для различных регионов мозга или иммунных клеток крови. Enoyl-CoA гитратаза участвует в процессе метаболизма жирных кислот и липидов. Тиоэфиры с прямой цепью еноил-СоА от С4 до, по крайней мере, С16 процессируются, хотя и с уменьшением скорости катализа. Обладает высокой субстратной специфичностью к кротонил-КоА и умеренной специфичностью к акрилоил-КоА, 3-метилкротонил-КоА и метакрилил-КоА. Примечательно, что связывает тиглил-КоА, но гидратирует лишь небольшое количество этого субстрата.
3. И у людей, и у мышей, и у свинюшек этот белок обладает низкой региональной специфичностью в мозге (рис.4).
4. Для белка характерна повышенная локализация в митохондриях (рис.5)
5. Практически всех органах кроме печени экспрессия белка выше, чем экспрессия РНК. В печени экспрессия повышена и для белка, и для РНК. В глазах белок, видимо, не экспрессируется, в отличие от РНК. В клетках крови похожая картина, но уровень РНК в них немного выше (рис.6).
моск
Рис.4. Мозг.
cell
Рис.5. Клетка с обозначенной локализацией белка Enoyl-CoA гидратазы (зелененькие митохондрии).
1
Экспрессия белка распределенная по различным органам женщины.
2
Экспрессия белка распределенная по различным органам мужчины.
3
Различия в эксрессии РНК (слева) и белка (справа).
4
Уровень экспрессии белка в различных органах.
5
Уровень экспрессии РНК в различных органах.
6. Как говорилось выше, наибольшая экспрессия РНК гена ECHS1 детектируется в клетках печени (рис.7). На втором месте по экспрессии РНК (но почти в 2,5 раза меньше) находятся клетки почек. Далее идут дендритовые клетки крови и моноциты. В остальных клетках экспрессия РНК ниже, но не так драматично отличается друг от друга. Наименьший уровень РНК детектирован в тимусе и костном мозге.
rna
Рис.6. Консенсусные данные по экспрессии РНК гена ECHS1.