Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Scheer Ildikó: A metagenomikai teleszkóp

2,032 views

Published on

Scheer Ildikó: A metagenomikai teleszkóp

Budapest Science Meetup, 2014.10.09.

Published in: Education
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Scheer Ildikó: A metagenomikai teleszkóp

  1. 1. A Metagenomikai Teleszkóp Scheer Ildikó, MTA TTK Enzimológiai Intézet 2014. 10. 09.
  2. 2. Metagenomika  Genom szekvenálás  Rengeteg szekvencia információ  Sok új mikroorganizmus felfedezése  Metagenom: egy adott környezetben élő közösség teljes genetikai anyaga  Metagenomikai adatbázisok létrejötte  Extrém élőhelyek - archaea gejzír Pyrococcus
  3. 3. Hidden Markov modell (HMM)  Alkalmazása: ◦ Időbeli mintázat felismerés (beszéd) ◦ Lineáris szekvenciák  '80-as évektől a bioinformatikában  HMM: fehérje szekvencia hasonlóságok keresése valószínűségi módszerekkel  HMM génkeresésre
  4. 4. HMM genom adatok analízisére és összehasonlítására  HMM fehérjékre – random aminosav szekvencia generátor, sok köztes állapottal  Az n+1-edik állapot az n-ediktől függ  Paraméterek: ◦ Állapotok ◦ Állapotok kimeneti valószínűsége ◦ Átmeneti valószínűségek  „Rejtett”: a belső állapotokat nem lehet egyértelműen meghatározni a kimeneti szekvenciák megfigyelésével
  5. 5. HMM – „betanítás”  Egy sorozatnyi (hasonló) szekvenciával „betanítható”  A betanítási folyamat iteratívan változtatja a paramétereit, hogy ráilljen a betanítási készletre  Kimenet: hasonló fehérjék  Egy adott bármely aminosav szekvencia – modell megmondja, hogy mi a valószínűsége, hogy pontosan ez az adott szekvencia legyen a kimenet
  6. 6. Miért is teleszkóp?
  7. 7. Modell organizmus proteómok Modell organizmus proteómok Adott funkciójú fehérjék számos fajból Adott funkciójú fehérjék számos fajból Az eredeti projekció A teleszkóp
  8. 8. DNS hibajavító fehérjék A Gerontológia Molekuláris és Klinikai Alapjai, Kvell és munkatársai, 2011. , PTE
  9. 9. Vizsgált DNS hibajavító fehérjék ◦ dUTPáz ◦ Uracil-DNS glikoziláz (UNG) ◦ Timin-DNS glikoziláz (TDG) ◦ Archea uracil-DNS glikoziláz ◦ NTHL1 ◦ OGG1 ◦ Rad50 ◦ Mre11 (Megelőzés) Bázis kivágó javítás Dupla szálú DNS törés javítás
  10. 10.  Metagenomok: ◦ Iron Mountain savas iszap ◦ Yellowstone Bison Hőforrás ◦ Eltávolító Iszap Közösség  Archaea proteómok a „régi HMM”-ben: ◦ Escherichia coli ◦ Archaea fajok  Haloferax volcanii  Halobacterium salinarum  Methanosarcina acetivorans  Methanococcus maripalidus  Thermococcus kodakaraensis  Pyrococcus furiosus  Archeoglobus fulgidus  Methanococcus janaschii  Pyrococcus abyssi  Pyrococcus horikoshii  Methanobacterium thermoautrophicum  Sulfolobus acidocaldarius  Sulfolobus islandicus  Aeropyrum pernix  Sulfolobus solfataricus  Eukarióta proteómok: ◦ Élesztő ◦ Caenorhabditis elegans ◦ Lúdfű ◦ Ecet muslica ◦ Zebra hal ◦ Szarvasmarha ◦ Kutya ◦ Csirke ◦ Egér ◦ Sertés ◦ Patkány ◦ Ember
  11. 11. HMM építés Ismert gén előfordulások Összerende-zett fehérjék Régi HMM Eredeti találatok Eukarióta modell proteóm Extrém metagenom Fehérjék a metagenomból Metagenom találatok Összerende-zett találatok 1. cso-port 2. cso-port 3. cso-port Új HMM 1 Új HMM 2 Új HMM 3 Teleszkóp találatok Clustal HMM építés HMM keresés Clustal Csoportosítá s HMM keresés HMM keresés ORF keresés
  12. 12. „Új” teleszkóp találatok Eredeti találatok Teleszkóp találatok Foszfodiészteráz motívum 1-5 (P1-P5) Dupla szálú DNS kapcsolat felismerő v hurok 1-6 (R1-R6) Konzervált hidrofób felületi csoport Walker A (P-hurok) v Q hurok Zn-hurok ABC-”aláírás” motívum Walker B v His-kapcsoló
  13. 13. Találatok – Mre11 Találatok száma  Több teleszkóp találat, mint eredeti találat Eredeti találatok Teleszkóp találatok „Új” teleszkóp találatok
  14. 14. Találatok – Rad50 Találatok száma  Több teleszkóp találat, mint eredeti találat Eredeti találatok Teleszkóp találatok „Új” teleszkóp találatok
  15. 15. Mre11  Részben már ismert funkciók 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 Mre11 original Mre11 only in new Adott tulajdonsággal rendelkező találatok száma Összes Mre11 találat száma  De „új” teleszkóp találatok egy része:  új fehérje család  további funkcionális tulajdonság Mre11 eredeti találat Mre11 „új” teleszkóp találat
  16. 16. Rad50 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00  De „új” teleszkóp találatok egy része: további funkcionális tulajdonságok Rad50 original Rad50 only in new Adott tulajdonsággal rendelkező találatok száma Összes Rad50 találat száma  Részben már ismert funkciók Rad50 eredeti találat Rad50 „új” teleszkóp találat
  17. 17. A Metagenomikai teleszkóp, mint módszer, haszna  Ismeretlen funkciójú fehérje funkciójának megfejtése  Ismert fehérje új funkciója
  18. 18. Köszönöm szépen a figyelmet!

×