Projekt 6: Molekylær Evolution Af Keratin Proteiner Vejleder: Rasmus Nielsen.

Præsentationer af emnet: "Projekt 6: Molekylær Evolution Af Keratin Proteiner Vejleder: Rasmus Nielsen."— Præsentationens transcript:

1 Projekt 6: Molekylær Evolution Af Keratin Proteiner Vejleder: Rasmus Nielsen

2 Oversigt over oplæg Introduktion af projektet og af keratin proteiner. Projektets fremgangsmåde og resultater. Sammenligning med artikel. Konklusion.

3 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.

4 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.

5 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.

6 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.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.

7 d N /d S -ratio ω = d N /d S –d N : antal nonsynonyme mutationer pr. nonsynonyme site. –d S : antal synonyme mutationer pr. synonyme site. ω < 1: negativ selektion. ω = 1: neutral selektion. ω > 1: positiv selektion.

8 Behandling med PAML Gennemsnitlige d N /d S -ratio udregnes for alle grene. Statistisk sammenligning af to modeller til at beskrive data; M7 og M8.

9 KRN1 KRTAP5-9 UHS KerA KRTAP5-2 KRTAP5-8 0,19 0,43 0,52 Alle værdier er d N /d S -værdier (ω) 1,02 0,35 0,66 0,83 1,06 0 0,79 0,39 0,19 1,24 0,21 0,26 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.

10 Figur 2: Fylogenetisk træ uden rod – samme data som figur 1.

11 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.

12 KRTAP5-genernes placering på kromosom 11. Figur 1 fra Shoichi Yahagi et al. s.657

13 Evolutionær hypotese Figur 7 fra Shoichi Yahagi et al. s.663

14 Figur 3: Fylogenetisk træ uden rod.

15 Evolutionær hypotese på baggrund af data.

16 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.

17 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?