View
30
Download
0
Category
Preview:
DESCRIPTION
Projekt 6:. Molekylær Evolution Af Keratin Proteiner Vejleder: Rasmus Nielsen. Oversigt over oplæg. Introduktion af projektet og af keratin proteiner. Projektets fremgangsmåde og resultater. Sammenligning med artikel. Konklusion. Molekylær evolution af keratin proteiner. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Projekt 6:
Molekylær Evolution Af
Keratin Proteiner
Vejleder: Rasmus Nielsen
Oversigt over oplæg
• Introduktion af projektet og af keratin proteiner.
• Projektets fremgangsmåde og resultater.
• Sammenligning med artikel.
• Konklusion.
Molekylær evolution af keratin proteiner
• Det er blevet foreslået at KRN1 har været udsat for positiv selektion i den seneste evolution af mennesket.
• Hypotesen som skal testes er om familien af keratin associerede proteiner er udsat for positiv selektion.
Keratin proteiner• Keratin proteiner er strukturelle elementer i
hår, horn, negle, klør, fjer, skæl m.m.
• Mulig rolle i termoregulering.
• KRN1 polymorfi fundet i mennesket.
• Viden om keratin kommer primært fra får pga. kommercielle interesser.
Keratin associerende proteiner
• De vigtigste keratiner i pattedyrs hår er Keratin Intermediate Filaments (KIFs) og Keratin-Associated Filaments (KAPs).
• På baggrund af aminosyre sammensætningen kan KAPs opdeles i tre grupper:– High-sulfur (HS)– Ultrahigh-sulfur (UHS)– High-glycine/tyrosine (HGT)
• KRTAP5-familien tilhører UHS KAP-gruppen.– Findes i to klumper på hhv. højre og venstre arm på
menneskets kromosom 11.
Projektets fremgangsmåde
• Gen-sekvenser blev fundet ved BLAST-søgning med KRN1 genet i GenBank.
• Alle udvalgte gener har en E-værdi under 0,1.– Keratin associerede proteiner, specielt KRTAP5-familien: KRTAP5-1 til
–11.– Hos Homo sapiens (mennesket), Pan troglodytes (chimpanse), Mus
musculus (mus) og Ovis aries (får).
• De kodende sekvenser af generne blev behandlet i BioEdit.• Alignment på aminosyre-niveau vha. ClustalW og tilpasning på
nukleotid-niveau (17 gener er medtaget i den endelige behandling).
• Et fylogenetisk træ blev estimeret vha. Neighbor-Joining, Phylip.
dN/dS-ratio
• ω = dN/dS – dN: antal nonsynonyme mutationer pr. nonsynonyme
site.
– dS: antal synonyme mutationer pr. synonyme site.
• ω < 1: negativ selektion.
• ω = 1: neutral selektion.
• ω > 1: positiv selektion.
Behandling med PAML
• Gennemsnitlige dN/dS-ratio udregnes for alle grene.
• Statistisk sammenligning af to modeller til at beskrive data; M7 og M8.
0.1
KRTAP5-3
UHS KerB
Mus Krtap5
Chimp
KRN1KRTAP5-9UHS KerA
KRTAP5-2KRTAP5-8
KRTAP5-5
KRTAP5-7
KRTAP5-6
KRTAP5-4
KRTAP5-10
O.a UHS KR
O.a KRTAP5
KRTAP5-1
KRN1KRTAP5-9UHS KerA
KRTAP5-2KRTAP5-8
0,19
0,43
0,52
Alle værdier er dN/dS-værdier (ω)
1,02 0,35
0,66 0,83
1,060
0,79
0,39
0,191,24
0,210,26
0,10
0,25
∞
1,70
0,24
0,23
0,14
0,43
∞
0
Figur 1: Fylogenetisk træ uden rod
Der hvor ω > 1 tyder det på positiv selektion.
Der hvor ω = 0 blev der kun fundet synonyme substitutioner.
Der hvor ω = ∞ blev der kun fundet nonsynonyme substitutioner.
Mus musculus genet er Krtap5-4 og Ovis aries generne er hhv. UHS KRN og KRTAP5.4.
Chimpanse-genet er ortholog til KRN1.
0.1
KRTAP5-1
O.a UHS KR
O.a KRTAP5
KRTAP5-6
KRTAP5-4
KRTAP5-10
KRTAP5-3
UHS KerB
Mus Krtap5
Chimp
KRN1
KRTAP5-9
UHS KerA
KRTAP5-2
KRTAP5-8
KRTAP5-5
KRTAP5-7
Figur 2: Fylogenetisk træ uden rod – samme data som figur 1.
Artikel om KRTAP5-familien
• Shoichi Yahagi et al. 2004, Identification of two novel clusters of ultrahigh-sulfur keratin-associated protein genes om human chromosome 11.
• KRTAP5-familien – identificerer nye gener.
• BLAST med KerB på kromosom 11.
• Hypotese om molekylær evolution.
KRTAP5-genernes placering på kromosom 11.
Figur 1 fra Shoichi Yahagi et al. s.657
Evolutionær hypotese
Figur 7 fra Shoichi Yahagi et al. s.663
KRTAP5-10
KRTAP5-1
KRTAP5-6
KRTAP5-9
Chimp
KRTAP5-11
KRTAP5-3
KRTAP5-8
KRTAP5-5
KRTAP5-2
KRTAP5-8 n
KRTAP5-4
KRTAP5-7
Figur 3: Fylogenetisk træ uden rod.
Evolutionær hypotese på baggrund af data.
Projektets problemer.
• Alingment - Vigtigste faktor for pålideligheden af resultaterne.– Besværlig/usikker pga. mange repeats regions.
• Forskellig annotering af samme gen i GENbank.
• Kriteriet for valg af sekvenser.
Konklusion
• Positiv selektion findes i keratin proteinernes evolution.– Findes tidligt i pattedyrslinien og mellem
chimpansen og menneske KRN1/KRTAP5-9.
• Årsager:– Concerted evolution? – Adaption i forbindelse med migration?
Recommended