170 likes | 331 Views
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.
E N D
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.
0,14 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. 0,25 0,43 0,10 0,23 ∞ 0,26 0,21 1,70 0,24 1,24 0,19 0 0,39 1,06 0 0,83 0,66 0,79 1,02 KRTAP5-2 KRTAP5-8 0,35 KRN1 KRTAP5-9 UHS KerA 0,43 ∞ 0,52 0,19 Alle værdier er dN/dS-værdier (ω)
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
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?