Біоінформатичний пошук мобільних генетичних елементів надродини Ty1/Copia у Deschampsia antarctica E. Desv.

  • І. О. Андрєєв
  • І. І. Конвалюк
  • В. А. Кунах
DOI: https://doi.org/10.7124/FEEO.v24.1122

Анотація

Мета. Пошук in silico послідовностей ретротранспозонів надродини Ty1/Copia в геномі Deschampsia antarctica E Desv. Методи. Біоінформатичний аналіз архівів коротких прочитань геному та транскриптому, представлених у базі даних GenBank. Як референтну послідовність для пошуку було використано МГЕ рису Tos 17 з надродини Ty1/Copia. Результати. Проведений пошук виявив у геномі D. antarctica послідовності ретротранспозонів надродини Ty1/Copia, які мають високий рівень подібності (до 75 % у районі гомологічних ділянок) до Tos 17. Нерівномірність розподілу знайдених прочитань уздовж референтної послідовності свідчить про існування в геномі групи послідовностей, які містять у своєму складі елементи, типові для надродини, що і характеризуються різним ступенем подібності до Tos 17, причому більш консервативні з них представлені серед знайдених прочитань відповідно у більшій кількості. Присутність подібних до Tos 17 прочитань у транскриптомі вказує на те, що виявлені в геномі послідовності МГЕ характеризуються певним фоновим рівнем транскрипційної активності. Висновки. Методами біоінформатичного аналізу in silico встановлено наявність в геномі D. antarctica транскрипційно-активних послідовностей транспозонів надродини Ty1/Copia. Знайдені послідовності можуть бути використані в подальших дослідженнях для створення праймерів та аналізу активності МГЕ цієї надродини у D. antarctica.

Ключові слова: біоінформатичний пошук, Deschampsia antarctica E Desv., мобільні генетичні елементи, Ty1/Copia.

Посилання

McClintock B. The signifiance of responses of the genome to challenge. Science. 1984. Vol. 226. P. 792–801.

Devos K.M., Brown J.K., Bennetzen J.L. Genome size reduction through illegitimate recombination counteracts genome expansion in Arabidopsis. Genome Res. 2002. Vol. 12. P. 1075–1079.

Bennetzen J.L. Transposable element contributions to plant gene and genome evolution. Plant Mol. Biol. 2000. Vol. 42. P. 251–269.

Todorovska E. Retrotransposons and their role in plant – genome evolution. Biotechnology & Biotechnological Equipment. Vol. 21 (3). P. 294–305. doi: 10.1080/13102818.2007.10817464.

Gerashchenkov G.A., Rozhnova N.A. Mobile genetic elements in plant sex evolution. Russ. J. Genet. 2010. Vol. 46 (11). P. 1271–1281. doi: 10.1134/S1022795410110013g.

Kunakh V.A. Mobile genetic elements and plant genome plasticity. Kyiv: Logos, 2013. 288 p. ISBN 978-966-171-721-2. [in Ukrainian]

Oliver K.R., McComb J.A., Greene W.K. Transposable elements: powerful contributors to angiosperm evolution and diversity. Genome Biol. Evol. 2013. Vol. 5(10). P. 1886–1901. doi: 10.1093/gbe/evt141.

Wicker T., Sabot F., Hua-Van A. et al. A unified classification system for eukaryotic transposable elements. Nat. Rev. Genet. 2007. Vol. 8. P. 973–982. doi: 10.1038/nrg2165.

Pearce S.R., Pich U., Harrison G. et al. The Ty1-copia group retrotransposons of Allium cepa are distributed throughout the chromosomes but are enriched in the terminal heterochromatin. Chromosome Res. 1996. Vol. 4. P. 357–364.

Kumar A., Bennetzen J.L. Plant retrotransposons. Annu. Rev. Genet. 1999. Vol. 33. P. 479–532.

Bennetzen J.L., Ma J., Devos K.M. Mechanisms of recent genome size variation in flowering plants. Ann. Bot. 2005. Vol. 95. P. 127–132. doi: 10.1093/aob/mci008.

Sabot F. Tos17 rice element: incomplete but effective. Mobile DNA. 2014. Vol. 5 (1). P. 10. doi: 10.1186/1759-8753-5-10.

Orłowska R., Machczyńska J., Oleszczuk S. et al. DNA methylation changes and TE activity induced in tissue cultures of barley (Hordeum vulgare L.). J. Biol. Res. 2016. Vol. 23 (1). P. 19. doi: 10.1186/s40709-016-0056-5.

Picault N., Chaparro C., Piegu B., Stenger W., Formey D., Llauro C., Descombin J., Sabot F., Lasserre E., Meynard D., Guiderdoni E., Panaud O. Identification of an active LTR retrotransposon in rice. Plant J. 2009. Vol. 58. P. 754–765. doi: 10.1111/j.1365-313X.2009.03813.x.

Makarevitch I., Waters AJ, West PT, Stitzer M, Hirsch CN, et al. Transposable elements contribute to activation of maize genes in response to abiotic stress. PLoS Genet. 2015. Vol. 11 (1). e1004915. doi: 10.1371/journal.pgen.1004915.

Dubin M.J., Scheid O. M., Becker C. Transposons: a blessing curse. Current Opinion in Plant Biology. 2018. Vol. 42. P. 23–29. doi: 10.1016/j.pbi.2018.01.003.

Ozheredova I.P., Parnikoza I.Yu., Poronnik O.O., Kozeretska I.A., Demidov S.V., Kunakh V.A. Mechanisms of Antarctic vascular plant adaptation to abiotic environmental factors. Cytol. Genet. 2015.Vol. 49 (2). P. 139–145.

Lee J., Kang Y., Shin S.C., Park H., Lee H. Combined analysis of the chloroplast genome and transcriptome of the Antarctic vascular plant Deschampsia antarctica Desv. Plos One. 2014. Vol. 9 (6). e101100. doi: 10.1371/journal.pone.0092501.

Camacho C., Coulouris G., Avagyan V., Ma N., Papadopoulos J., Bealer K.., Madden T.L. BLAST+: architecture and applications. BMC Bioinformatics. 2009.Vol. 10. P. 421. doi: 10.1186/1471-2105-10-421.

Rice genome: Os-Nipponbare-Reference-IRGSP-1.0 pseudomolecules. URL: http://rice.plantbiology.msu.edu/annotation_pseudo_current.shtml (Last accessed: 2019).

Okonechnikov K, Golosova O, Fursov M; UGENE team. Unipro UGENE: a unified bioinformatics toolkit. Bioinformatics. 2012. Vol. 28 (8). P. 1166–1167. doi: 10.1093/bioinformatics/bts091.