Построение филогенетического дерева для белков ТrpB

Бактериальные гомологи были найдены только для TrpB2 (см. Рис. 10). Таким образом, TrpB1 представляет собой белок, характерный для архей, тогда как скорее всего появился в результате горизонтального переноса от бактерий. Следовательно, TrpB1 и TrpB2 являются ксенологами (Koonin et al., 2001).

Используя имеющуюся у нас матрицу, не удалось обнаружить потенциальных сайтов перед генами синтеза триптофана в геномах P. abyssi и P. furiosus. Поэтому для поиска сайтов нами был применен метод генетического футпринтинга. В основе этого метода лежит поиск консервативных последовательностей перед ортологичными генами из родственных геномов с помощью выравнивания. (Florea et al., 2003; McCue et al., 2001)

Парное выравнивание регуляторных областей перед оперонами, содержащими только гены синтеза триптофана, у P. abyssi и P. furiosus показало, что эти регуляторные области не имеют ярко выраженных консервативных участков, поэтому явным образом не удается выделить регуляторные сайты.

Поиск регуляторного сигнала по консенсусу, известному для аналогичного сигнала перед генами M. thermoautotrophicus, не дал никаких результатов. В большинстве случаев в регуляторных областях удавалось найти лишь один короткий палиндром длины 6, вероятность встретить который случайно очень велика, поэтому нельзя предполагать, что это искомый регуляторный сигнал.

Так как белки-регуляторы ортологичны, разумно предположить, что структура сигнала в геномах представителей рода Pyrococcus будет частично сохранена. Можно предположить, что в данном случае сохранится общий план строения сигналов, но возможны некоторые изменения в консенсусе палиндромных сайтов; также возможно и изменение расстояния между палиндромными боксами. При помощи программы SignalX был осуществлен поиск коротких палиндромов в регуляторных областях. Были найдены только единичные палиндромы с низким весом. Таким образом, у архебактерий рода Pyrococcus либо сильно изменилась структура регуляторного сайта, либо регуляция синтеза триптофана имеет совершенно другой механизм.

Поиск в данном случае осуществлялся такими же методами, как и для рода Pyrococcus.

Поиск сигналов вместе у родов Ferroplasma и Thermoplasma не дал результатов, так как, видимо, представители этих родов все-таки достаточно далеко разошлись в ходе эволюции.

При поиске внутри рода Thermoplasma, также не удалось выявить консервативный регуляторный сигнал. Выравнивание регуляторных областей не дало никакого результата, так как регуляторные области оказались малоконсервативны.

Поскольку все белки-регуляторы являются ортологами, мы предположили, что структура сигнала должна сохраняться в ходе эволюции. Поэтому был предпринят поиск повторов, состоящих из палиндромных боксов. Такой поиск был осуществлен с помощью программы SignalX. Однако, обнаруживать устойчивый сигнал не удалось.

Подобная ситуация могла быть вызвана различными причинами. Во-первых, в результате расхождения белков-регуляторов в процессе эволюции могла измениться сама структура сайта. Во-вторых, не исключено, что могла измениться функция белка-регулятора, и регуляция синтеза триптофана в данной группе архей осуществляется иным образом.

1. 
   Исследована регуляция синтеза триптофана методами сравнительной геномики. Обнаружены новые потенциальные регуляторные сайты у архей M. burtonii, M. acetivorans и M. mazei.
   
2. 
   В ряде исследуемых геномов были обнаружены неортологичные замены для генов trpF и trpA.
   
3. 
   Было показано, что появление дополнительного гена trpB в ряде геномов архей произошло не за счет дупликации данного гена, а за счет горизонтального переноса из бактерий.
   
4. 
   Для археи A. fulgidus были показаны доменные перестройки в белках, задействованных в синтезе триптофана.
   

Crooks G.E., Hon G., Chandonia J.-M., and Brenner S.E. (2004) WebLogo: A Seguence Logo Generator. Cold Spring Harbor Laboratory Press.