Аннотация: В настоящий момент известны последовательности геномов трех архей из рода Methanosarcina. Размер генома всех представителей этого рода значительно превышает средний размер генома архей. Так геном M.acetivorans составляет около 5 млн. пар оснований (пн), а геном M.barkeri - 4,8 млн. пн, при средней длине генома для архей около 3 млн. пн. Отличие наблюдается не только по физической длине генома, но и по количеству закодированных в нем генов. Было показано, что около 30% генов Methanosarcina mazei и около 20% генов Methanosarcina acetivorans имеют бактериальное происхождение (Deppenmeier et al., 2002, Galagan et al., 2002). Большое количество генов бактериального происхождения свидетельствует об активном горизонтальном переносе генов из бактерий в археи, при этом остается непонятным, в какие опероны встраиваются горизонтально перенесенные гены и как такие гены регулируются. В данной работе был применен метод сравнительной геномики для поиска общих для Methanosarcina горизонтально перенесенных генов, было изучено геномное окружение найденных генов и проведен поиск консервативных регуляторных последовательностей методом генетического футпринтинга. Были построены ортологические ряды для Methanosarcina, для каждого ряда был осуществлен поиск гомолов. Ряд отбирался для дальнейшего исследования если для всех белков ряда, все ближайшие гомологи были из бактерий. Для всех отобранных рядов был произведен филогенетический анализ, если все белки ряда располагались на одной ветви только с бактериальными белками, то они считались горизонтально перенесенными. Было показано, что предыдущие оценки количества генов бактериального происхождения были значительно завышены, более того, горизонтальные переносы из бактерий происходили не только в общего предка Methanosarcina, но и раньше в общего предка всего семейства Methanosarcinaceae. Было показано, что горизонтально перенесенные гены не всегда группируются в отдельные опероны, но часто оказываются встроенными в опероны архей, которые содержат гены с похожими функциями.

Аннотация: The problem of reconstructing ancestral states given a phylogeny and data from extant species arises in many areas of bioinformatics. One commonly used technique is the Markovian probabilistic model. We modify this model to account for data uncertainties, which appear when we have not exact data, but predictions about states at terminal nodes. As an example, we apply it to predictions about N-terminal signal peptides in bacterial proteins from clusters of orthologs. Another possible application of the model, as a novel comparative genomic approach, is correction of prediction errors.

Аннотация: In Escherichia coli N-acetylgalactosamine (GalNAc) and galactosamine (GalN) utilization pathway is controlled by the DeoR-family transcription factor AgaR. We applied comparative genomics approach to reconstruct AgaR regulon in multiple genomes from the Proteobacteria phylum. We predicted four types of AgaR binding DNA motifs that share a common pattern CTTTC. We reconstructed the AgaR regulons and the corresponding metabolic pathways in all studied species. As result we predicted many novel members of regulon and assigned their functional roles in GalNAc/GalN catabolic pathways. The pathway starts from transport of GalNAc/GalN into the cell by either PTS systems or secondary transporters with subsequent phosphorylation by committed GalNAc-specific kinases. We found that AgaS catalyzes the galactosamine-6-phosphate isomerase activity instead of previously proposed AgaI. Phylogenetic analysis of AgaR-regulated proteins revealed multiple horizontal gene transfers and gene duplications in the evolution of GalNAc/GalN catabolic pathways in Proteobacteria.

Аннотация: В данной работе рассматривается сравнительно-геномный анализ метаболизма малоната и пропионата, а также его регуляция у Протеобактерий. В ходе исследования найден ряд новых транскрипционных факторов, контролирующих утилизацию малоната и пропионата, идентифицированы их потенциальные сайты связывания, описаны новые члены регулонов (групп корегулируемых генов).