Введение - Систематическое положение группы Microsporidia

В конце XX века в специализированной литературе можно было найти данную группу в составе паразитических протист неясного систематического положения (так как до появления молекулярных методов анализа существовал таксон Fungi, как правило, относимый к Plantae, так же как и Bacteria и Archaea, лишь позже появился отдельный класс Protista). Долгое время предполагалось, что Microsporea являются наиболее примитивными эукариотами, поскольку для них характерны такие примитивные (плезиоморфные) признаки, как 70S рибосомы (с 16S и 23 S рРНК), и некоторые другие прокариотные черты. Жгутики, центриоли и настоящие, содержащие более трех цистерн, диктиосомы также отсутствуют [1].

Гипотеза Archezoa (утверждающая, что данный таксон более древний, чем грибы и простисты) была основана на отсутствии митохондрий в исследованиях методами микроскопии. Однако позднее были обнаружены следы митохондрий - пируват-дегидрогеназный комплекс и HSP70; тельца, которые удалось получить, индуцируя экспрессию соответствующих ядерных генов, называют митосомами, некоторые маркерные белки были обнаружены в цитозоле [2]. микроспоридия филогенетический гриб

Также отсутствие копий генов, кодирующих рибосомальные типы РНК, что свойственно для прокариот, но не для эукариот, сбивало с толку. Затем в связи с развитием токсикологии и паразитологии интерес к Microsporidia возрос и чаще стали обращаться к их протеому и геному, однако проблема их классификации стала более очевидной. В начале 2000-х полноценный обзор показал довольно близкое родство с грибами, была обнаружена консенсусная последовательность, присутствующая только у грибов, животных и архей, был проведен анализ более 20 последовательностей аминокислот.

Это очень мелкие одноклеточные организмы без жгутиков. Диаметр спор варьируется от 1 до немногим более 20 мкм. Все без исключения микроспоридии -- внутриклеточные паразиты. Обычно их трофонты свободно лежат в цитоплазме клетки хозяина, но иногда -- внутри паразитофорной вакуоли. Всего известно 1200 видов в составе 144 родов. В состав хозяев микроспоридий входят как одноклеточные организмы (Apicomplexa, Ciliophora), так и многоклеточные (миксоспоридии, книдарии, плоские черви, нематоды, мшанки, кольчатые черви, моллюски, членистоногие и позвоночные). В наибольшей мере микроспоридии освоили членистоногих и костных рыб. Среди млекопитающих они поражают преимущественно грызунов, хищников и некоторых приматов.

Микроспоридии имеют самый маленький из всех известных ядерный геном, однако плотность генов очень высока [1].

Все представители данной группы попадают в клетку сходным образом - используют характерные структуры - поляропласт, спиральную нить, заднюю вакуоль.

Таким образом, данный анализ проводился с целью попытаться установить систематическое положение Microsporidia, а также поиск гомологов белков-маркеров вышеуказанных структур, что может ускорить процесс создания лекарств против микроспоридиозов.

Актуальность. Исследуя систематическое положение Microsporidia, мы анализируем белковые последовательности с помощью наиболее современных программ; установление родства с группами, являющимися паразитами человека и животных может ускорить процесс создания лекарств против микроспоридиозов.

Целью данного исследования является установление систематического положения Microsporidia.

Основные задачи исследования: провести выравнивания выбранных белков среди Viridiplantae, Fungi, Microsporidia, Archaea, Parabasalia, Diplomonadida, Metazoa; построить филогенетические деревья на основе полученных выравниваний; проанализировать последовательности на наличие консервативных участков; проверить родство на основе трехмерной структуры белков.

Материалы и методы. Белковые последовательности были получены из базы данных UniProt [3], нуклеотидные последовательности из базы данных EBBL [4]. Мы подбирали последовательности схожей длины, пользуясь алгоритмом поиска гомологов BLAST, а также отбирали вручную. При создании выравниваний использовались средства JalView (алгоритм Muscle для белков и Mafft для нуклеотидных последовательностей) и MEGA6, которая также применялась для построения деревьев методом Neighbor-joining. Для визуализации структур применялись программы PyMol и Jmol.

Анализировались следующие белки:

    1. Гистоны H2A 2. ДНК-полимераза 3. ДНК-зависимая РНК-полимераза 4. ГТФаза 5. Глицинил-тРНК-синтетаза 6. EF-1-alpha 7. TF IIB

Данная выборка не случайна: здесь отображены наиболее консервативные белки. Далее приведем анализ каждого филогенетического древа по всем белкам выбранных представителей.

Научная новизна. Впервые был проведен комплексный анализ указанных последовательностей у перечисленных групп, а также построены филогенетические деревья, оценена скорость эволюции данных групп на основе комплексного анализа.

Результаты исследования.

Похожие статьи




Введение - Систематическое положение группы Microsporidia

Предыдущая | Следующая