Практикум 4.

Список белков-гомологов CLPX_ECOLI.

Для начала я собрал содержимое всех файлов с протеомами в один и назвал его db.fasta. Затем я проиндексировал базу с протеомами при помощи команды: 

makeblastdb -in db.fasta -dbtype prot
После этого запустил локальный бласт файла с именем query.fasta, содержащего последовательность белка CLPX_ECOLI, против созданной ранее базы протеомов с порогом на e-value = 0.001: 
blastp -query query.fasta -db db.fasta -evalue 0.001 > res.fasta

В таблице ниже приведены находки в "моих" бактериях:

Таблица1. Мнемоники находок и соответствующие e-value.
название (мнемоника) e-value
CLPX_STRAW 0.0
Q1AVT0_RUBXD 0.0
CLPX_MYCTU 0.0
CLPX_COREF 0.0
CLPX_CORDI 0.0
CLPX_ACIC1 0.0
CLPX_ARTS2 0.0
Q47MU4_THEFY 0.0
A0K1M3_ARTS2 1e-07
Q1AU05_RUBXD 6e-07
Q8FMH5_COREF 2e-05
Q6NFB1_CORDI 7e-05
A0LW31_ACIC1 8e-05
Q47MZ2_THEFY 2e-04
A0LRB8_ACIC1 3e-04
Q1AY82_RUBXD 3e-04
FTSH_ACIC1 4e-04
RUVB_ARTS2 6e-04
Q82QV8_STRAW 7e-04

Реконструкция.

Все находки из таблицы выше я объединил в один файл, оставив только мнемонические названия. Затем я воспользовался французским ресурсом (VIVE LA FRANCE!!!) NGPhylogeny для построения дерева отобранных последовательностей. В качестве программы для множественного выравнивания я использовал MAFFT, алгоритм построения дерева - FASTME с рекомендованными в указаниях параметрами. В результате получился файл с деревом в формате Newick. На рисунке ниже показано получившееся в iTOL дерево:

cringe
Рисунок 1. На рисунке показано дерево находок локального blast. Две группы ортологов выделены фиолетовым и оранжевым соответственно. Укоренение сделано в среднюю точку.

По дереву можно указать три пары ортологов:

CLPX COREF - CLPX CORDI

Q8FMH5 COREF - Q6NFB1CORDI

Q47MU4 THEFY - CLPX STRAW

и паралогов:

A0LRB8 ACIC1 - FISH ACIC1

Q1AY82 RUBXD - Q1AU05 RUBXD

RUVB ARTS2 - A0K1M3 ARTS2

На рисунке 2 изображено дерево со "схлопнутыми" ортологическими группами:

cringe
Рисунок 2. Дерево из рисунка 1 со "схлопнутыми" ортологическими группами. В фиолетовой группе: CLPX MYCTU, CLPX COREF, CLPX CORDI, CLPX ACIC1,CLPX ARTS2, CLPX STRAW, Q1AVT0 RUBXD и Q47MU4 THEFY. В оранжевой группе: Q6NFB1 CORDI, Q8FMH5 COREF и Q1AU05 RUBXD.

Ниже для наглядности сравнения привожу дерево из первого практикума:

cringe
Рисунок 3. Дерево из первого практикума для сравнения.

Мини-обсуждение.

Фиолетовая группа содержит белки из всех 8 бактерий и строго по одному. E-value для них всех - "машииный" ноль. Это всё АТФ-зависимые Clp протеазы. Внутрення иерархия фиолетовой группы почти совпадает с деревом бактерий: всё так же, за исключением положения ARTS2, который теперь отходит вторым после корня (но бутстрэп поддержка этой ветви очень низкая, так что...). Что касается оранжевой группы, то она не противоречит филогении: хотя все эти бактерии не входят в группу {STRAW, THEFY, ACIC1, ARTS2}, среди них почему-то отсутствует ортологичный белок для MYCTU.