Sphingobium indicum B90A. Genome review
АННОТАЦИЯ
Данный обзор посвящен геному штамма B90A альфа-протеобактерии Sphingobium indicum. В данной работе был проведен анализ GC-состава, типов генов, k-меров, была построена диаграмма длин генов, определены координаты генов рибосомных белков и рРНК.
1. ВВЕДЕНИЕ
Sphingobium indicum - вид альфа-протеобактерий из семейства Sphingomonadaceae, живущий в почве. Отличительной чертой семейства является наличие гликосфинголипидов на внешней мембране[1], чем и обязано название семейства. Особенностью данного вида является способность метаболизировать гексахлороциклогексан (HCH)[2]. В данной работе был исследован геном штамма Sphingobium indicum B90A, который составляет примерно 3945 килобаз.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Данные о геноме были получены из открытой библиотеки NCBI[3]. Для анализа данных была использована программа LibreOffice Calc, а также применялись скрипты, написанные на Python. Визуализация полученной информации производилась также в LibreOffice.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Геном Sphingobium indicum B90A представлен одной кольцевой хромосомой и тремя плазмидами. ДНК данной бактерии в совокупности составляет 3945926 нуклеотидов точно. Доля гуанина и цитозина (GC) на хромосоме составляет 64.18%, на плазмидах: 64,10%, 65,9%, 62,5%. Из этого следует устойчивость ДНК Sphingobium indicum к денатурации.
| Белок | РНК | ||||||
| Ген | Псевдоген | тРНК | рРНК | тмРНК | 7SL РНК | РНКаза P | |
| Кол-во | 3670 | 76 | 52 | 6 | 1 | 1 | 1 |
3.1. Анализ k-меров
Наиболее часто встречающимися словами в данном геноме оказались CG, GC, GG, CC, наименее частые слова: TA и TT для k = 2.
|
|
При k = 3 наиболее встречающиеся слова: GCG, CGC и GGC, наиболее редкие: TAA, TAG и GTA. |
|
|
3.2. Анализ протеома
|
Геном Sphingobium indicum B90A в совокупности содержит 3670 белок-кодирующих генов. Причем 1823 из них лежат на (-)-цепи, что свидетельствует о случайном распределении генов белков по цепям с вероятностью более 90%. |
|
|
|
Среднее значение длины белок-кодирующего гена — 952,5 нуклеотида. Самым длинным геном оказался Tandem 95 repeat protein, составляющий 8851 нуклеотид. Функция белка, который кодирует данный ген, неизвестна, но он содержит повторяющийся VCBS-домен, характерный для родов Vibrio, Colwellia, Bradyrhizobium и Shewanella[4]. Предполагается, что данный домен играет некоторую роль в адгезии[4].
3.3. Расположение генов рибосомных белков и рРНК
Ниже представлена таблица координат рибосомных белков и РНК Sphingobium indicum B90A. Видна закономерность расположения генов тРНК: все они располагаются близко друг от друга за исключением копий двух генов рРНК 5S и 23S малой субъединицы рибосомы, находящихся на одной из плазмид (PSRL1).
| Название | Цепь | Начало | Конец |
|---|---|---|---|
| 50S ribosomal protein L7/L12 | + | 39243 | 40136 |
| 50S ribosomal protein L10 | - | 40355 | 40735 |
| 50S ribosomal protein L28 | - | 50927 | 51148 |
| 50S ribosomal protein L27 | - | 241805 | 242395 |
| 50S ribosomal protein L21 | - | 242669 | 242938 |
| 50S ribosomal protein L1 | - | 245812 | 247542 |
| 50S ribosomal protein L11 | - | 247796 | 248494 |
| 30S ribosomal protein S2 | + | 584876 | 586699 |
| 50S ribosomal protein L31 | + | 596274 | 597053 |
| 30S ribosomal protein S4 | + | 923385 | 925292 |
| 30S ribosomal protein S1 | + | 948572 | 948943 |
| ribosomal protein S18-alanine N-acetyltransferase | - | 1058237 | 1059394 |
| 50S ribosomal protein L25/general stress protein Ctc | - | 1129376 | 1129951 |
| 30S ribosomal protein S15 | - | 1348845 | 1351820 |
| 30S ribosomal protein S6 | - | 1380284 | 1381204 |
| 30S ribosomal protein S18 | - | 1381274 | 1381855 |
| 50S ribosomal protein L9 | - | 1381855 | 1382748 |
| 30S ribosomal protein S12 methylthiotransferase RimO | - | 1636863 | 1637798 |
| 50S ribosomal protein L19 | + | 1823676 | 1824713 |
| 30S ribosomal protein S16 | - | 1826214 | 1826981 |
| 50S ribosomal protein L11 methyltransferase | - | 1844999 | 1846042 |
| 30S ribosomal protein S20 | - | 1990517 | 1991032 |
| 50S ribosomal protein L34 | + | 2044199 | 2044816 |
| 30S ribosomal protein S21 | - | 2148835 | 2149980 |
| 50S ribosomal protein L15 | + | 2164370 | 2165287 |
| 50S ribosomal protein L30 | + | 2165476 | 2165766 |
| 30S ribosomal protein S5 | + | 2165763 | 2166074 |
| 50S ribosomal protein L18 | + | 2166089 | 2166982 |
| 50S ribosomal protein L6 | + | 2166979 | 2167653 |
| 30S ribosomal protein S8 | + | 2167650 | 2168267 |
| 30S ribosomal protein S14 | - | 2168371 | 2169240 |
| 50S ribosomal protein L5 | - | 2169242 | 2170642 |
| 50S ribosomal protein L24 | - | 2170685 | 2171311 |
| 50S ribosomal protein L14 | - | 2171308 | 2171718 |
| 30S ribosomal protein S17 | - | 2171791 | 2172621 |
| 50S ribosomal protein L29 | - | 2172658 | 2173233 |
| 50S ribosomal protein L16 | - | 2173361 | 2174281 |
| 30S ribosomal protein S3 | - | 2174399 | 2176066 |
| 50S ribosomal protein L22 | - | 2176085 | 2177098 |
| 30S ribosomal protein S19 | + | 2177389 | 2177970 |
| 50S ribosomal protein L2 | + | 2177974 | 2178711 |
| 50S ribosomal protein L23 | + | 2178708 | 2179109 |
| 50S ribosomal protein L4 | + | 2179141 | 2180034 |
| 50S ribosomal protein L3 | + | 2180058 | 2181155 |
| 30S ribosomal protein S10 | - | 2181472 | 2182032 |
| 30S ribosomal protein S7 | + | 2183466 | 2185337 |
| 30S ribosomal protein S12 | + | 2185384 | 2186631 |
| 30S ribosomal protein S9 | + | 2187111 | 2187575 |
| 50S ribosomal protein L13 | + | 2187581 | 2188975 |
| 50S ribosomal protein L32 | + | 2721800 | 2722306 |
| 50S ribosomal protein L36 | - | 2816552 | 2817379 |
| 30S ribosomal protein S13 | - | 2881988 | 2882482 |
| 30S ribosomal protein S11 | - | 2882472 | 2882687 |
| 50S ribosomal protein L17 | + | 2883435 | 2883908 |
| 30S ribosomal protein S14 | - | 3070861 | 3071475 |
| 50S ribosomal protein L33 | - | 3151721 | 3152635 |
| 5S ribosomal RNA | - | 3196033 | 3196947 |
| 23S ribosomal RNA | - | 3196947 | 3197657 |
| 16S ribosomal RNA | - | 3199708 | 3200415 |
| 50S ribosomal protein L20 | + | 3331826 | 3332884 |
| 50S ribosomal protein L35 | + | 3332881 | 3333405 |
| 5S ribosomal RNA | + | 3649427 | 3650098 |
| 23S ribosomal RNA | + | 3650261 | 3650716 |
| 16S ribosomal RNA | + | 3651903 | 3652793 |
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Согласно результатам исследования геном Sphingobium indicum B90A составляет 3945926 пар нуклеотидо точно. Доля GC в ДНК составляет 64.18%, что может свидетельствовать о ее устойчивости к денатурации. Согласно результату анализа k-меров наиболее частыми словами оказались CG, GC, GG, CC (для k=2), GCG, CGC и GGC (k=3), наименее частыми - TA и TT (k=2), TAA, TAG и GTA (K=3). Среди 3670 белок- кодирующих генов закономерности расположения по цепям не наблюдалось. Средняя длина белок-кодирующего гена составляет 952,5 нуклеотидов. Саммы длинным геном (8851 пар нуклеотидов) оказался ген Tandem 95 repeat protein, кодирующий белок с неизвестной функцией с VCBS-доменом, возможно, участвующий в адгезии. Закономерностей в расположении рибосомных белков не наблюдалось, но гены рРНК сконцентрированы в одной области кроме копий двух генов рРНк малой субъединицы, находящихся на плазмиде.
БИБЛИОГРАФИЯ
[1] Garrity GM, Brenner DJ, Krieg NR et al. (2005). "Bergey's Manual of Systematic Bacteriology. Two The Proteobacteria, Part C: The Alpha-, Beta-, Delta-, and Epsilonproteobacteria". New York, New York: Springer.
[2] Pal, R. (2005). "Hexachlorocyclohexane-degrading bacterial strains Sphingomonas paucimobilis B90A, UT26 and Sp+, having similar lin genes, represent three distinct species, Sphingobium indicum sp. nov., Sphingobium japonicum sp. nov. and Sphingobium francense sp. nov., and reclassification of [Sphingomonas] chungbukensis as Sphingobium chungbukense comb. nov". International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.
[3] Директория с данными NCBI о геноме Sphingobium indicum B90A ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/all/GCF/000/264/945/ GCF_000264945.2_ASM26494v2
[4] Данные NCBI по домену VCBS https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Structure/cdd/TIGR01965
СОПРОВОДИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
1. Таблица Nikonov-suppl-fin.xlsx kodomo.fbb.msu.ru/~w0lfgang/term1/Nikonov_suppl_fin.xlsx
2. Скрипты Python https://kodomo.fbb.msu.ru/~w0lfgang/term1/scripts