Занятие 3.

Укоренение в среднюю точку

Необходимо укоренить дерево, построенное при выполнении задания 7 предыдущего занятия методом neighbor-joining, в среднюю точку.

Воспользуемся программой retree пакета PHYLIP. Для этого:

• Скопировала файл retree.exe с диска P в свою рабочую директорию.
• Скопировала файл со скобочной формулой, выданный программой neighbor, в файл с именем intree (именно так, без расширения!)
• Запустила retree (из командной строки Windows; например можно в Far manager навести курсор на exe-файл и нажать <Enter>)
• Нужное мне действие — укоренение в среднюю точку ("Midpoint root the tree").

Neighbor-Joining:(c неукорененным деревом и длинами ветвей)
 +--RS12_NEIMA
  +-2 
  ! !  +-RS12_RALPJ
  ! +--1 
  !    +--RS12_BURCA
  ! 
  !  +-RS12_ERWCT
  3--4 
  !  ! +RS12_SALTY
  !  +-5 
  !    ! +RS12_ECOLI
  !    +-6 
  !      +RS12_ENT38
  ! 
  +--RS12_PSEAE

Изображение укорененного дерева:

                   г=========================1:RS12 NEIMA
  г===============10
  Ѓ                Ѓ                       г==============2:RS12 RALPJ
  Ѓ                L======================11
  Ѓ                                        L======================3:RS12 BURCA
  Ѓ
  Ѓ                           г================4:RS12 ERWCT
==9==========================12
  Ѓ                           Ѓ       г==5:RS12 SALTY
  Ѓ                           L======13
  Ѓ                                   Ѓ  г==6:RS12 ECOLI
  Ѓ                                   L=14
  Ѓ                                      L==7:RS12 ENT38
  Ѓ
  L========================8:RS12 PSEAE

Изображение его же с помощью программы FigTree
Изображение дерева правильного

Укоренение в ветвь в ветвь 3-4 (на дереве по методу neighbor-joining), от правильного дерева отличается.

Использование аутгруппы

Реконструируйте программой fprotpars укорененное дерево отобранных вами бактерий, используя то же семейство белков, что и в предыдущем задании, а в качестве аутгруппы — белок того же семейства из сенной палочки (Bacillus subtilis, BACSU).

Получила из Swiss-Prot последовательности белка RS12 с данной функцией из отобранных вами бактерий seqret sw:RS12_BACSU где BACSU - мнемоника вида бактерии.

Файл с невыровненными последовательностями белков протеобактерий с последовательностью белка из сенной палочки.

последовательности

Создала выравнивание отобранных белков программой muscle: muscle -in sw2.fasta -out sw2_aligned.fasta

Экспортировала в GeneDoc



С помощью программы fprotpars было построено дерево из имеющихся последовательностей белков и белка аутгруппы. fprotpars -sequence sw2_aligned1.msf -outfile sw2_tree.fprotpars

                       +--BURCA     
     +-----------------8  
     !                 +--RALPJ     
     !  
  +--7     +--------------NEIMA     
  !  !     !  
  !  !     !     +--------ERWCT     
  !  +-----6  +--5  
  !        !  !  !  +-----ECOLI     
  !        !  !  +--3  
  1        +--2     !  +--ENT38     
  !           !     +--4  
  !           !        +--SALTY     
  !           !  
  !           +-----------PSEAE     
  !  
  +-----------------------RS12_BACSU

Затем в программе retree дерево было обработано: аутгруппа была выделена и дерево укоренено:


Дерево укоренилось в ветвь 1 (на дереве по методу fprotpars), не совпадает с правильным деревом

Бутстрэп

Проведите бутстрэп-анализ филогении, используя программу fprotpars. Этапы работы:
• Создала 100 бутстрэп-реплик выравнивания белков протеобактерий программой fseqboot.

  sw2_tree.fseqboot 
  

• Создала по полученным репликам деревья программой fprotpars (для этого просто подайте выходной файл программы fseqboot на вход программе fprotpars).

  sw2_tree.fprotpars 
  

• Создайте из полученных деревьев единое дерево по принципу "расширенного большинства" (extended majority rule tree). Для этого файл с деревьями, выданный программой fprotpars, подала на вход программе fconsense.

  sw2_tree.fconsense 
  

  
                                       +------PSEAE
                  +---------------48.6-|
                  |                    +------NEIMA
                  |
           +-94.1-|                    +------ENT38
           |      |             +-28.7-|
           |      |      +-70.6-|      +------SALTY
           |      |      |      |
    +------|      +-99.9-|      +-------------ECOLI
    |      |             |
    |      |             +--------------------ERWCT
    |      |
    |      +----------------------------------RALPJ
    |
    +-----------------------------------------BURCA
  
  
  

Самую высокую поддержку (99.9%) получили бактерии (ENT38,SALTY,ECOLI,ERWCT) таксона Enterobacteriaceae.
Ветви, которые не получили поддержку:

{BURCA,RALPJ, NEIMA}против{ERWCT,ECOLI, ENT38,SALTY,PSEAE} 41.75
{ECOLI,ENT38}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,ERWCT,SALTY,PSEAE}  28.64
{BURCA,RALPJ, NEIMA,ERWCT,ENT38,PSEAE}против{ECOLI,SALTY}  28.47
{NEIMA,ERWCT,ECOLI, ENT38,SALTY}против{BURCA,RALPJ,PSEAE}  8.69
{ERWCT,ECOLI}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,ENT38,SALTY,ENT38}  7.84
{BURCA,RALPJ, NEIMA,ENT38,PSEAE}против{ERWCT,ECOLI,SALTY}  7.58
{ERWCT,SALTY}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,ECOLI, ENT38,PSEAE} 7.47
{ERWCT,ECOLI, ENT38}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,SALTY,PSEAE} 7.34
{ERWCT,ENT38}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,ECOLI,SALTY,PSEAE}  6.66 
{ERWCT,ENT38,SALTY}против{BURCA,RALPJ, NEIMA,ECOLI,PSEAE}  6.54
{BURCA,NEIMA,PSEAE}против{RALPJ,ERWCT,ECOLI,ENT38,SALTY}   3.95
{BURCA,NEIMA}против{RALPJ,ERWCT,ECOLI,ENT38,SALTY,PSEAE}   2.86
{BURCA,RALPJ,ERWCT}против{NEIMA,ECOLI,ENT38,SALTY,PSEAE}   0.13
{BURCA,RALPJ,ERWCT,ECOLI,}против{NEIMA,ENT38,SALTY,PSEAE}  0.07
{NEIMA,SALTY,PSEAE}против{BURCA,RALPJ,ERWCT,ECOLI,ENT38}   0.07

,