Выявление взаимосвязанных белков методами анализа геномов

• Автор: Пятницкий, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 03.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Молекулярная и контекстная функция белка

1.2 Метод розеттского камня и анализ генных кластеров.

1.3 Метод филогенетических профилей.

1.4 Сравнение точности методов сравнительной геномики.

1.5 Поиск логических взаимоотношений МЕЖДУ ФП.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2.1 Исходные данные.

2.2 Предсказание групп взаимосвязанных белков.

2.3 Сравнение кластеризаций белков

2.4 ОЦЕНКА ОПТИМАЛЬНОГО КОЛИЧЕСТВА КЛАСТЕРОВ
2.5 ПОСТРОЕНИЕ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОГО ДЕРЕВА.
2.6 ЛОГИЧЕСКАЯ РЕГРЕССИЯ
2.7 Программное и аппаратное обеспечение
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 АНАЛИЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ РАССТОЯНИЙ МЕЖДУ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИМИ ПРОФИЛЯМИ
3.2 Определение оптимального набора референтных геномов
3.4 определение оптимальных параметров для кластеризации фп
3.5 Предсказание состава известных метаболических путей методом ФП.
3.6 Предсказание групп взаимосвязанных белков v
3.7 Поиск логических взаимосвязей между ФП белков
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
5. ВЫВОДЫ
6. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
П Р И Л ОЖЕНИЕ.
Список сокращений
БД база данных
ФП филогенетический профиль
.i ii i
М. i i i
РЛМ iii i, разделение по медоидам
ВВЕДЕНИЕ


Для решения этой задачи в работе использовали индексы, оценивающие полученное группирование белков без привлечения дополнительных источников информации. Принципиально новый подход к поиску взаимосвязей между белками был описан в работе . ФП. Однако, . ФП, а использованный метод не мог быть обобщен на большее количество белков. В настоящей работе для поиска ассоциаций более высокого порядка предложено использовать математический аппарат логической регрессии ii I. Таким образом, цслыо работы явилось выявление групп взаимосвязанных белков . Определить численные критерии для оценки соответствия состава предсказанных групп взаимосвязанных белков и метаболических путей БД . Исследовать степень соответствия между кластеризацией ФП белков . К и распределением белков по разделам БД в зависимости от набора референтных геномов, метода кластерного анализа и способа расчета различий между ФП. Предсказать группы взаимосвязанных белков . К, используя найденные оптимальные параметры метода ФП. Оценить количество групп взаимосвязанных белков М. ФП белков. Предсказать группы взаимосвязанных белков . ФП на оцененное число групп. Выявить дополнительные группы белков . ФП. В качестве объекта исследования были выбраны геномы микроорганизмов . I2 и . Такой выбор объясняется тем, что для подбора оптимальных параметров при выявлении взаимосвязанных белков требуется сравнение с уже известными данными о функциональных аннотациях белков и сведения о распределении белков по известным метаболическим путям. Кишечная палочка является наиболее популярным из модельных микроорганизмов, а ее протеом изучен в тысячах экспериментальных работ. Поэтому изучение и оптимизация параметров метода ФП были проведены для белков . Туберкулезная микобактерия была выбрана для применения оптимизированной методики, в связи с большой социальной и медицинской значимостью данного микроорганизма, настоящее время важнейшей проблемой является борьба с высокорезистентными к антибиотикам штаммами . За последние лет область вычислительного предсказания функции генов и белков активно развивается . I, . Важнейшим стимулом для развития является выполнение высокопроизводительных экспериментов, в первую очередь проектов по ссквенированию полных геномов. Если первые геномы i i, i аннотировались в основном экспертами i . При этом неизбежно возникает необходимость в автоматической же проверке и уточнении сделанных аннотаций v I. Можно утверждать, что работы по определению взаимосвязанных генов и белков методами i ii будут крайне востребованы в обозримом будущем. Белковые взаимодействия определяют большинство процессов в клетке vi Л. Реконструкция и изучение сетей взаимосвязанных белков позволяет систематизировать представления о молекулярных механизмах биологических процессов. Т., М. М. , . Исследование белокбелковых взаимодействий позволит лучше понять физиологию и патологию клетки, а в конечном итоге всего организма. Изучение взаимосвязанных белков сейчас особенно актуально благодаря успехам крупномасштабных проектов по секвенированию геномов различных организмов, что революционизировало современную биологию. В настоящее время данные о первичной структуре большинства белков получают путем i ii трансляции соответствующих генов, вместо прямого определения последовательности аминокислот, например, методом Эдмана. Однако само но себе знание первичной структуры биополимера это только начало определения его биологической значимости, раскрывающейся при добавлении биологических фактов в процессе аннотации последовательности. Словарь определяет аннотацию как заметку, добавленную при комментировании или объяснении. В базах данных по биологическим последовательностям такие аннотации обычно содержат информацию о клеточной роли и механизмах действия генов и их продуктов. Однако, для определения функции белка необходимы трудоемкие экспериментальные исследования. Проведение таких работ является отчасти искусством, в то время как секвенирование геномов это хорошо отработанная технология. На момент написания литературного обзора полностью секвенированны 9 геномов бактерий, генома архей и 4 геномов эукариот ii.