Сравнительная геномика регуляторных и метаболических систем М. Гельфанд ИППИ РАН Отчетная конференция программы «Моекулярная и клеточная биология» Апрель 2009

Вторичные структуры РНК, регулирующие альтернативный сплайсинг генов дрозофилы Консервативные комплементарные последовательности на концах интронов –по 150 нт. с обоих концов интрона –консервативность минимум в 7 из 12 геномов максимум 3 различия –стабильные (потенциально) спаренные участки минимум 9 комплементарных пар оснований минимум 2 пары GC максимум 1 пара GU 202 интрона, содержащих такие последовательности (сковородки)

Статистический анализ Контроль: случайные концы интронов –уровень ложных предсказаний 6±4% –при более мягких параметрах интронов- сковородок намного больше, но уровень шума также растет. Свойства: –среди интронов-сковородок более 50% альтернативных (в среднем 17%) –у интронов-сковородок более слабые акцепторные сайты сплайсинга –среди сковородок больше длинных интронов –среди генов со сковородками много генов, экспрессирующихся в клетках нервной системы, особенно ионных каналов

CG33298 АТФаза, участвующая в транслокации фосфолипидов. Альтернативные донорные сайты => альт. С-концы.

Atrophin Корепрессор транскрипции, деацетилаза гистонов. Новый альтернативный акцепторный сайт.

Nmnat Никотинамид мононуклеотид аденилилтрансфераза. Альтернативные донорные сайты => альт. С-концы.

Аналогичные структуры в других геномах 10 позвоночных 5 нематод

Т-боксы 805 Т-боксов в 96 бактериальных геномах Необычные структуры –Т-боксы II типа, регуляция трансляции (Actinobacteria) –двойные –полуторные

Реконструкция эволюционной истории Дупликации, изменения специфичности

Положительный отбор в альтернативно сплайсируемых областях генов человека Тест МакДональда- Крейтмана: сравнение полиморфизмов (человек) и зафиксированных замен (человек- шимпанзе) 25-35% позиций в минорных альтернативных областях эволюционируют под влиянием положительного отбора – это первый такой пример (раньше были только отдельные гены)

Новый класс бактериаль- ных транс- портеров: универсальное «заряжающее устройство» + специфи-ческие компоненты (иногда способные к независимой работе)

Другие исследования Регуляция транскрипции у бактерий –Метаболизм NAD (протеобактерии) –Катаболищм жирных кислот и разветвленных аминокислот (протеобактерии) –Синтез метионина и цистеина (стрептококки) –Ответ на радиационный стресс (дейнококки) –Дыхание (гагмма-протеобактерии) –SOS-ответ (гамма-протеобактерии) –Системы рестрикции-модификации Моделирование –Модель поиска фактором транскрипции участков связывания в ДНК –Модель эволюции участков связывания факторов транскрипции Функциональная аннотация – другие объекты –Участки начала репликации –Системы синтеза низкомолекулярных микроцинов –РНК-переключатели в метагеномах Альтернативный сплайсинг –Консервативность альтернативных экзон-интронных структур в геномах млекопитающих –Ошибки сплайсинга и мутации, затрагивающие сайты сплайсинга

Публикации 2007 –Chem. Rev. (22.8) –Proc. Natl. Acad. Sci. USA (9.6) –Nucleic Acids Res. (6.9) –Molecular Microbiology (5.5) –J. Mol. Biol. (4.5) –2 × BMC Genomics (4.2) –3 × BMC Evol. Biol. (4.1) –Appl. Environ. Microbiol. (4.0) –FEMS Microbiol Lett. (2.3) –Biometals (2.2) –4 × Мол. биология (0.8) –PLoS ONE (-) 2008 –Am. J. Hum. Genet. (11.0) –Nucleic Acids Res (6.9) –RNA (5.8) –Brief. Bioinform. (4.4) –BMC Genomics (4.2) –BMC Evol. Biol. (4.1) –Physics of Life Rev. (-) 2009 –2 × Nucleic Acids Res. (6.9) –Structure (5.2) –BMC Genomics (4.2) –2 × J Bacteriology (4.0)

Участники А.А.Миронов (АС – РНК, положительный отбор) Д.Д.Первушин (РНК и АС) А.Г.Витрещак (Т-боксы) Д.А.Родионов (транспортеры) В.Е.Раменский, ИМБ (АС – положительный отбор) V.Raker, Барселона (РНК и АС – эксперимент) A.Osterman, Сан Диего (транспортеры) T.Eitinger, Берлин (транспортеры) А.Голанд С.Денисов Е.Ермакова Ф.Еникеева А.Е.Казаков Г.Ковалева Ю.Коростелев Е.Курмангалиев П.Мазин Р.Нуртдинов Е.Пермина Д.Равчеев А.Б.Рахманинова С.Родионова В.Сорокин Е.Ставровская Е.Храмеева О.Цой Другие проекты программы МКБ: –И.И.Артамонова, ИОГен (CRISPR) –К.В.Северинов, ИБГ (фаги, микроцины, Р-М системы)