Comperative Genomics

1
Comperative Genomics
???????? ????????? ??????
???????? ????? ???? ????????? ??????? 2005.
2
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• ??????? ???????? ???
• ???? ????????? ????
• ???? I ?????? ????????? ?????? ???????
• ???? II ?????? ????????? ?? ?????? ????
• ????? ???????

3
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• ??????? ??????? ?? ?????? ?????? ?????.
• ???? ?? ??????? ????????.
• ??????
• - ???? ???? ???? ?????????? ?????
• - ?????? ??????? ?? ???? ???.
• ????? ?????????? ??????.
• ???? ??? ???? ????
• ???? ?????? ???? ?

4
??????? ????? ??????

• ?????? ?????
• ??????? ????? ??????
• ?????? ShotGun
• ????? ???? ??? ?? ??? ??? ???? ????

5
ShotGun sequencing
6
?????
14 ???? ?????. ?????? ?????? 20-40 ??? ?????.
???? ???? ????????????? ?????? ?????? ??????
???????????. ??????? ???????? ????? 742 ????.

• ?????? ???? ??????? de novo ?? ????

?????? ????? (???? - ?????? genolevures 00')

• 14 ???? ?????. ?????? ?????? 20-40 ???? ?????.
• ???? ???? ????????????? ?????? ?????? ??????
  ???????????
• ??????? ????????, ????? 742 ????.

7
????

• ???? ?????? ??????? ????? ???? ?

8
Sequencing and comparison of yeast species to
identify genes and regulatory elements()

• ???? ???? Mannollis Kellis
• ??? ????? Eric s. Lander

() Kellis M, et al. (2003) Sequencing and
comparison of yeast species to identify
genes and regulatory elements. Nature 423
241254
9
Kellis to the rescue

• ????? ????? ?????? ?? ????? ??????.
• ????? ?????
• ????? ???? ????? ?? S. cerevisiae
• ????? ???????? ?????? ?????? ??????? ???? ??????
  ???? ????? ??????.

10
Fungal phylogeny
11
Genome alignment algorithm

• ????? ?? ????? ???????????? ?"? ???? Blast
• ????? ??? ??"? ?????
• ????? ?????
• ??? ????? ????.
• ????? ??????
• ?? ?? synteny
• BUS

12
?????? ?????? ???????

• ???? ????? ?? 11
• ??????? ???? ??????? ?? ?????
• ????? ???? ?? ??? ?????
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13
???????
Figure 2
14
???????? 14
15
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• ????? ??? ?????? ???????????.
• ???? Vs. ??????????.

Figure 3
16
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• ?????? alignment ?? ???????
• ???? ????? ???? ??????????? ?-S.Cerevisiae
• ???? ORFs ???????.
• ????? ???????? ???? ?????????? ??? ???.

17
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• ??? ORF ????? ?????.
• ???? ?????? - 340 ?????? ?? ???????.
• 96 ????.
• ¾ ???????? ?? ??? ORF ???????(!)
• ????? ????? ?????? ?????.

18
???? ????? ????? ?????? (RFC)

• ???? ?? ORF ?- S. Cerevisiae ???? ?? ??? ??????
  ????????

Figure 4
19
??????

• ????? 503 ????
• ????? 43 ???? ?????
• ????? ????? ??????? - 5,726 ORF ???????
• ????? ??? ????? ?????? ???? ???? ???? ?? ????

20
????? ???? ?? ???? ???

• 210 ORF ?????? ?????? ????.
• ????? ???? ????? ?????? ??????.
• 330 ORF ??????? ????? ????.
• ?????? ???? ????? ????? ?????????? ???? ????.

21
Figure 5
22
????

• ???? 18 ???? ?? S.Cerevisiae ?? ????? ??????????
• ???? ???? ?????? ????

23
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• ???? species specific
• ????? ?????? ????? ?? ????? ??????
• ???? ?? ???? ???? ?????? ???? ????? 35 ????
  ????? ????? ????? ??????? ?-S. Cerevisiae.

24
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• ???? ????? ????? ???? - ????? ????, ?????? ????.
• ????? ??????
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• ??????? ?? ?????? ?????? ?? ??? ?????
• ????? ???? ?????? de novo ?? ?????? ????

25
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• ????? ??????? ???? ?? ???? ?????
• ????? ??????? ?? ????
• ????? ?? ????????? ????????????

26
?????
27
????!

• ???? ?? ?????? ??? ?
• ???? ?????? ???? !
• ????? ???? ? ????? ???? ?

28
Conservation and Evolution of Cis-Regulatory
Systems in Ascomycetes Fungi()

• ????? ????? Dr. Audrey Gasch
• ??? ????? Prof. Michel Eisen

() Gasch AP et al. (2004) Conservation and
evolution of Cis-Regulatory systems in Ascomycete
fungi. PloS Biol. 2e-398
29
????????

• ??? ????????? ?????? ????? ??????
• ??????? ?????? cis-?????????

30
?????? ????

• Cis-regulation elements
• ?????? ?????? - ????????? ???? ????? ????? ????
• ????? ??????? ???? ????
• ?????? ????? ????????????
• ?????? ??????? ???? ?alignment ?? ??????
  ?????????
• ????? ??????? ?? ?????? ??????????

31
???? ????? ????? ??????

• ????? ???? ???????? ??????
• ???? ????? ????? -gt ??-???????
• ????? ?????? ???????????
• ????? ?????? ???? ???????

32
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• ????' ????? ????,
• ???? ?????? ????? ??????? ??-??????? ?-S.
  Cerevisiae, ?????? ??-??????? ?? ?????? ??????.
• ??? ???? ?? ????? ?
• ???? ????,
• ????? ????.

• ????? ???? ??????,
• ????? ???? ?? ????? ?????? ????? ??????.
• ????? ??? ????? ?? Kellis et al. ???? ????? ?? ??
  60-80 ?????? ??????????.
• ????? ????? ?????? ???? ???? ?????? ???? ??? S.
  Pombe
• ???????, ?????

33
???? ?????

• 264 ?????? ???? ??-??????????
• ????? ??? ????? ?? 80 ????? ??????
• 41 ????? ???????? ??????
• ???? ?????

34
????? ???????

• 597 ??????? ???????
• 42 ??????? ???? ?????
• 4 ????? ??????? ?????

35
?-13 ?????? ??????

• ????? ????? ??? ??? ?????
• ?????? ???? ?????? ??? ????? ?????.

36
?????? vs. ????????

• ?? ???????? ???? ? 3 ???? 4 ?????? ???????
• ??? ???????? ???? ??????????? ???? ????? ???????
• ???? ???? ???? ???? ?????? ????

37
?????

• ???? ?????????? ??? ?????? ????????
• ???? ???????? ??? ????? ????? ???? ?????
  ???????? ?? ?

38
????? ????????

• ??!

39
????? ?????? ???? ????

• ???? ???? ?????? ??????????
• ????? ????? ????? ???????? ???? ???? ????

40
Conservation of Cis sequence enrichment in
specific gene groups. Figure 2
?????? ???????
41
???? ????? ??????

• MCB ???? ???? ???????? ???? ? G1
• ???? ????? ???? ?? ? S.Pombe

42

• Gen4p ????????? ?? ?. ?????
• GATA factors ????????? ?? ????
• ???? GATA
• ?????????? ?? GATA factors ?????? ??? ???? ????

43
??????? ?????? ?S. Cerevisiae-

• ??????? ????????
• ????? ?-S. Cerevisiae
• ????? ??????? ????
• ??????.

44
????

• ???? ????? ????? ?? ???????? ?? ?????, ?????
  ????? ????? ???? ?????? ????? ?
• ?????!

45
?????? ??????

• ????? ?? ???????? ????? ????? ?????
• ??????? ???? ??? ??????
• ????? ????? ???? ????

46
(No Transcript)
47
???? ??? ???????

• ??????? ???????? ?????? ??? ???? ???? ??????
• ??????????? ???????????? ?? ?????? ?????

48
?????? - ?????

• ?????? ????
• ?????? ??????
• ?????? ?????
• ????? ?????? ????? ?????

49
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• ????? ????? ??????? ??????
• ????? ????? ?????
• ???? ?? ??????
• deletions insertions
• ????? ?????

50
??-????????

• ????? ??????? ????? ??-????????
• Rpn4p ???? ??? ???? ?? ???? ???????????
• ? C.Albicans ????? ???? ???? ??????
• ? Rpn4n ? C.albicans ?? ?????? ????? ?-DNA ????

51
?????? ???? ????? ???

• ???? ?????? ???? ?????? ???? ?????
• ? N.Crassa ????? ???????? ?? Rnp4p
• ???? ????? ?? ????? ??????????? ?? ???????????
• ????? ? Rpn4p ???? ???? ?????

52
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• ????? ????? ??????? ??????
• ????? ????? ?????
• ????? ??????? ????? ??-????????
• ???? ?????? ???? ?????? ???? ?????

53
??? ?????

• ????? ?? ?????? ?????? ?? ????? ????? ??? ?????
  ???? ?? ???? ?????? ????????? ?? ??????? ?
  cis-??????????.

54
?? ??????

• ??????? ???????? ?????? ???????? ?? ?????
• ??? ??? ????? ????? ????????? ??? ?????
• ?????? ?????????
• ????? ??? ?????? ???????? ?? ?????? ?????
• Kellis et al. ????? ???? ?????? ???? ?? ???? ?
  S.Cerevisiae
• Gasch et al. - ????? ???? ???? cis-??????????

55
?????? ???? ????? ??????

• ???? ?? ???? ??? ????? ??????? ?????????????
  ??????? ?????? ?????
• ????? ???? ??? S. Cerevisiae ???? S. Bayanus ????
  ??? ???? ???? ?????.
• ???????? ?????? ???? ???? ????? ?????? ?? ????
  ????.

56
???? ???...

• Hsa21 ? Ptr22 ?? ???????????
• ???????? ?????? ??????? ????
• ???? ?????() ??? ??????? ??????? ???????? ??
  ??????

()Watanabe et al. DNA sequence and comparative
analysis of chimpanzee chromosome 22. Nature.
2004 May 27429382-8.
57
?????? ?????? ???????

• ?????? ??? ??? ??????? ?????
• ???? ???? ????? ????
• ????? ?????? ??? ????????
• ???? ????? ??????? ????? ??????
• ?????? ?????? ???????
• ????? ?????? ????
• ????? ???? ???????