Éabhlóid Mhóilíneach na Próitéine Baictéarídeach/Tréscaoilteachta-Méadaithe (BPIFA1) a Rialaíonn Freagraí Imdhíonachta na nÁbhar i Mamaigh Cuid 2

3. Torthaí

Rinneadh staidéar ar na seichimh phróitéin BPIFA1 atá ionchódaithe sa ghéanóim mhamach chun ról roghnúcháin agus éabhlóid oiriúnaitheach a chinneadh. Is é an próitéin BPIFA1 an príomh-idirghabhálaí maidir le comharthaíocht dhúchasach in aghaidh ionfhabhtuithe miocróbacha ag baictéir agus fungais. Nuair a cuireadh na seichimh le chéile le MSA, baineadh úsáid astu chun crainn fhileigineacha Bayesacha a chruthú agus rinneadh imscrúdú breise orthu. Chun cascáidí comharthaíochta incheallacha a thionscnamh, tá gá le sraith géinte a aithníodh sa speiceas mamach cuí agus a bhfuil fearann ​​feidhmeach (LBP-BPI) acu a ghníomhachtú. Maidir leis an dromchlaghníomhaithe fosfailipidí dipalmitoylphosphatidylcholine (DPPC), tá leibhéal an-ard roghnaíochta ag baint leis an bhfearann ​​seo atá ceangailteach le lipid. Cuirtear córas imdhíonachta dúchasach an aerbhealaigh uachtair i ngníomh mar fhreagra ar chomharthaí géiniteacha iomadúla, mar rátaí méadaithe ionadaíochta neamhshonracha, haploitíopaí suntasacha homalógacha, agus easpa éagsúlachta géiniteacha i bpróitéiní BPIFA1, rud a léiríonn go bhfuil láithreacht na próitéiní seo i bhfabhar dearfach. roghnú.

Fearann ​​struchtúrach atá i go leor próitéiní is ea Fearann ​​Ceangailteacha lipid (LBD), ar féidir leis roinnt móilíní lipid sonracha a cheangal chun feidhm nó logánú próitéiní a rialáil.

Tá sé léirithe ag roinnt staidéar go bhféadfadh tionchar a bheith ag fearann ​​ceangailteach lipid ar dhíolúine. Mar shampla, i roinnt orgáin limfóideacha tánaisteacha cosúil leis an spleen agus nóid limfe, rialaíonn móilín lipid ar a dtugtar S1P (fosfáit sphingolipid-1-) imirce agus imirce cealla T agus cealla B trí idirghníomhú le fearainn atá ceangailteach le lipid. coinneáil. Ina theannta sin, tá fearainn ceangailteach lipid i roinnt gabhdóirí dromchla cille imdhíonachta tábhachtacha, mar shampla TLR4, TLR7, agus TLR8, ar féidir leo cineálacha éagsúla móilíní lipid a cheangal agus gníomhachtú agus freagairt na gcealla imdhíonachta a rialáil.

Dá bhrí sin, tá gaol áirithe idir fearainn ceangailteach lipid agus díolúine, a sholáthraíonn smaointe nua freisin chun staidéar a dhéanamh ar rialáil freagairtí imdhíonachta ag fearainn atá ceangailteach le lipidí. Is féidir a fheiceáil nach mór dúinn ár n-imdhíonacht a fheabhsú chun víreas a chomhrac. Is féidir le Cistanche díolúine a fheabhsú go suntasach. Tá éifeachtaí frithvíreas agus frith-ailse ag Cistanche freisin, ar féidir leo cumas an chórais imdhíonachta a neartú chun troid agus díolúine an chomhlachta a fheabhsú.

Cliceáil buntáistí sláinte cistanche

3.1. Éabhlóid Mhóilíneach Géine BPIFA1

Sa obair seo, chuardaigh muid comharthaí oiriúnaithe sa ghéin BPIFA1, ag réimsiú ó lag de réir a chéile go comharthaí roghnóireachta láidre le linn éabhlóid oiriúnaitheach sa ghéanóim mhamach. Cinneadh an gnáthchéatadán codón sa ghéine BPIFA1 atá ag dul faoi éabhlóid oiriúnaitheach. Tar éis an nós imeachta céanna do gach seicheamh códaithe, rinneamar an meán-chomhréir de na codóin a roghnaíodh go dearfach a ríomh thar na brainsí go léir. Ag baint úsáide as éagsúlacht rátaí BUSTED agus comhchiallach i mbrainsí tástála a roghnaíodh go cúramach den phylogeny BPIFA1, chinneamar rianta de roghnú éagsúlú eipeasóideach ar fud na géine. Mar thoradh air sin, tháinig muid ar an gconclúid gur tharla roghnúchán éagsúil ar feadh na dtrí shliocht a scrúdaíodh. Ag baint úsáide as éagsúlacht rátaí comhchiallacha, thugamar faoi deara roghnúchán éagsúlaithe ar fud na géine sna brainsí tástála den phylogeny BPIFA1. Baineadh úsáid as rogha éagsúlaithe eipeasóideach ar fud na géine chun é seo a bhaint amach (LRT). Léirigh dhá bhrainse tástála fianaise ar éagsúlú roghnúcháin, rud a thugann le tuiscint go raibh an suíomh faoi réir ag an gcineál seo éabhlóid (Fíor 1).

Bhí na meánchóimheasa dN/dS do BPIFA1 thar gach láithreán agus líne níos airde ná ceann amháin. Mar thoradh air sin, rinneadh taighde ar an bpróitéin seo chun sínithe roghnú dearfach a aithint. Fuarthas amach go raibh struchtúr caomhnaithe aimínaigéid sa phróitéin, rud a fhágann gur féidir é a íonú, agus go raibh luach omega níos mó ná 1 aige. Rinneadh tástáil chosúlachta logála ar an bpróitéin seo, rinneadh anailís ar a shuíomhanna go léir, agus an ríomhadh an ráta ionadaíochta. Chun measúnú a dhéanamh ar cé acu ar tharla nó nár tharla rogha dhearfach, d’úsáideamar trí shraith dhifriúla de mhúnlaí dóchúlachta: M0 vs. M3, M1 vs. M2, agus M7 vs. M8. Rinneadh comparáid idir na meastacháin paraiméadar faoi M1 agus M2 agus fuarthas amach go raibh luach M2 de na próitéiní seo dearfach. Bhí céatadáin na láithreán a roghnaíodh go dearfach suntasach do na trí mhúnla, le luachanna de 422.86, 64.5, agus 93.63, faoi seach (Tábla 1).

Chun fianaise bhreise a sholáthar chun tacú le torthaí an roghnúcháin dhearfaigh, chuireamar an tsamhail Teaglaim Mheicníoch-Empiriúil i bhfeidhm ar shuímh ar leith a úsáideann an freastalaí Roghnúcháin. Le linn an phróisis seo, fuaireamar amach gur aithníodh go raibh roinnt suíomhanna faoi bhrú roghnach ag pointí éagsúla le linn na héabhlóide (Fíor 1). Mar gheall air seo, d'fhéadfaimis meastachán a dhéanamh ar an méid a caomhnaíodh an ghéin seo go héabhlóideach. Fuaireamar amach go raibh formhór mór na suíomhanna a roghnaíodh go dearfach caomhnaithe ar fud na cladaí mamaigh. Tharla sé seo toisc gurbh iad na aimínaigéid chaomhnaithe an chuid is mó de na comharthaí a úsáideadh le haghaidh roghnú dearfach in algartam an líonra néaraigh (Tábla 2).

Rinne an modh roghnaithe múnla codon measúnú ar 9113 samhlacha éagsúla. Bhí trí ráta sa mhúnla ab fhearr (log(L)=−18,910, mBIC=39,340.92) agus bhí sé ar an gceann is cruinne. Leis an tsamhail seo, baineadh amach feabhsuithe de 218.66 log(L) agus 398.33 pointe MBIC i gcomparáid le samhail ráta singil, inar tharla gach ionadú neamhchiallach ag an ráta céanna, mar a léirítear i dTábla 1. Bhí gach samhail sa tacar inchreidte cóimheas fianaise de 0.01 ar a laghad i gcomparáid leis an múnla is fearr, rud a chiallaíonn go raibh sé laistigh de 9.21 aonad mBIC den mhúnla is fearr, nó a choibhéis, go raibh cóimheas fianaise aige de 0.01 ar a laghad i gcomparáid leis an múnla is fearr. Mheas meánmhéid na múnlaí an ráta athraithe sa bhailiúchán samhlacha seo (Fíor 2). Rinneadh measúnú freisin ar an bpatrún roghnúcháin éabhlóideach ar shuíomhanna aimínaigéad sa phróitéin BPIFA1 trí úsáid a bhaint as anailís roghnúcháin samhail codon, a léirigh gur tharla ionadú suíomhanna aimínaigéad le linn éabhlóid oiriúnaitheach sna próitéiní. Thugamar le fios gur léirigh suíomhanna bunúsacha aimínaigéad na bpróitéin éabhlóid oiriúnaitheach de bharr cóimheasa ionadaíocha éagsúla. Bunaithe ar dháileadh na láithreán aimínaigéad i BPIFA1, b'ionann an t-uasráta ionadaíochta agus thart ar 1.19, agus ba é an ráta is ísle ná.14 (Fíor 2).

Is féidir réigiúin atá suntasach go fiseolaíoch de phróitéin a shainaithint trí chodarsnacht a dhéanamh idir minicíocht na n-ionadaíochtaí comhchiallacha (Ks) agus neamh-chomhchiallacha (Ka) sa phróitéin. Soláthraíonn sé seo an bonn chun a thabhairt i gcrích go bhfuil roghnú íonaithe agus roghnú áitiúil dearfach Darwinian ann. D’úsáideamar Selecton v. 2.2 (atá ar fáil ag http://selection-bio info-tau.ac.il, arna rochtain an 29 Meán Fómhair 2021), freastalaí gréasáin a ríomhann an cóimheas Ka go Ks (u) go huathoibríoch ag gach suíomh i an phróitéin. Is ionann dathanna éagsúla agus cineálacha éagsúla roghnúcháin (roghnú dearfach, roghnú íonúcháin, agus gan aon roghnú) agus úsáidtear iad chun an cóimheas seo a thaispeáint go grafach ag gach suíomh. Is éard atá sa tsamhail Roghnúcháin ná cnuasach de hipitéisí éabhlóideacha éagsúla is féidir a úsáid chun tástáil staitistiúil a dhéanamh ar an dóchúlacht go ndearnadh roghnú dearfach ar phróitéin ar leith. Feidhmíonn sé trí chomhéadan grafach úsáideora. Bhí tionchar ag an tsamhail mheicníoch-eimpíreach a bunaíodh le déanaí ar airíonna fisiceacha an aimínaigéid (Tábla 3).

3.2. Roghnú Oiriúnaitheach Géine BPIFA1

Chun a fháil amach an méid a d’oiriúnaigh speicis mhamach éagsúla dá dtimpeallachtaí, d’úsáideamar ailínithe iolracha de sheichimh códaithe na géine BPIFA1 ó gach ceann de na 34 speiceas. Is féidir na tástálacha seo a úsáid ina n-aonar nó i dteannta a chéile. Tugtar tástáil brainse ar an éagsúlacht tástálacha is coitianta. Le linn éabhlóid na speiceas veirteabrach, baineadh úsáid as roghnú na línéadaigh ar leith chun línte ar leith a aithint a bhí faoi réir brú roghnaithe. Ríomhadh dóchúlachtaí roghnóireachta a bhaineann go sonrach le lineage do gach grúpa phylogenetic ag baint úsáide as samhail oiriúnaitheach dóchúlacht éifeachtaí randamach suíomh brainse (aBS-REL). Ina theannta sin, baineadh úsáid as an teicníocht aBS-REL chun gach géin a dhioscadh chun a chinneadh cé na línte a bhí faoi réir roghnú oiriúnaitheach ag amanna éagsúla sa stair éabhlóideach.

Nuair a cuireadh i bhfeidhm é ar shínte mamach, dheimhnigh an tsamhail aBS-REL go raibh na géinte a thuar BUSTED faoi roghnú dearfach. Léirigh ár dtorthaí, a thug le tuiscint go raibh brú roghnach ag gníomhú ar ghéinte BPIFA1 i línte mamaigh, go raibh an dá hipitéis iomchuí (Tábla 4). I bhfylogeny na géine BPIFA1, bhí fianaise ann go raibh éagsúlacht éagsúil ó thaobh roghnúcháin in ocht mbrainse. Rinneadh measúnú ar thábhacht na dtorthaí agus úsáid á baint as an Tástáil um Chóimheas Dóchúlachta (p > 0.05), a rinneadh tar éis torthaí go leor tástálacha eile a mheas (Fíor 3). San iomlán, cuireadh 63 líne ar leith tríd an triail shonrach seo chun an roghnúchán a éagsúlú. Rinneadh tástálacha iolracha, agus fuarthas suntasacht na dtorthaí tríd an Tástáil Cóimheas Dóchúlachta a chur i bhfeidhm le tairseach p-luach de 0.05.

Tuairiscíonn an tábla seo achoimre staitistiúil ar oiriúnacht na samhlacha do na sonraí. Tagraíonn Bunlíne MG94xREV do mhúnla bonnlíne MG94xREV a thugann isteach catagóir ráta ω amháin in aghaidh an bhrainse. Tagraíonn an tsamhail oiriúnaitheach iomlán don mhúnla oiriúnaitheach aBS-REL, rud a thugann le tuiscint líon optamaithe de chatagóirí ráta ω in aghaidh an bhrainse.

Le linn an phróisis éabhlóideach, rinneamar scrúdú ar na luachanna omega trí na modhanna SLAC, FUBAR, MEME, agus FEL a úsáid chun tásca roghnaithe dearfacha a aimsiú (Tábla 5). De réir ár dtorthaí, tá an ghéin BPIFA1 i gcladaí mamach faoi réir roghnú éabhlóideach dearfach. D'fhéadfaimis a bhrath cé na réigiúin den ghéanóm a bhí faoi bhrú roghnach trí úsáid a bhaint as modh Bayesian. Is éard atá i gceist leis an teicníc seo an dóchúlacht posterior a chinneadh do gach códón. Is dóichí go ndearnadh roghnúchán éagsúlaithe ar shuímh a bhfuil líon níos mó féidearthachtaí acu, rud a fhágann go bhfuil rátaí níos airde d’ionadú neamhchiallach agus comhchiallach ná suíomhanna le líon níos lú dóchúlachta (Tábla 2). Ag baint úsáide as anailís BEB, fuaireamar amach go raibh roinnt suíomhanna ar fud an fhearainn LBP-BPI próitéin bactericidal faoi réir roghnú dearfach le dóchúlacht ard posterior de 95 faoin gcéad . Ba é seo an cás do gach suíomh. Bhí na suíomhanna scaipthe ar fud an fhearainn in áiteanna éagsúla. Scrúdaíodh torthaí PAML agus úsáid á baint as an tacar sonraí a fuarthas sa fhreastalaí Roghnúcháin. Bhí an freastalaí seo in ann roghnú oiriúnaitheach a aithint ag suíomhanna áirithe laistigh den phróitéin, rud a chuir ar ár gcumas a bhailíochtú go bhfuil roghnú dearfach ann. Chun na rátaí ionadaíochta a chinneadh, cuireadh samhail MEC i bhfeidhm. Léirigh na torthaí gur tharla roghnú oiriúnaitheach ag roinnt suíomhanna i BPIFA1 (Tábla 5).

3.3. Anailís Recombination

Maidir leis an ngéin BPIFA1, rinneadh anailís athcheangail chun naisc éabhlóideacha féideartha idir ghéinte a aimsiú. Léirigh an taighde trí imeacht athcheangail. Tháinig gach ceann de na sraitheanna athcheangail, lena n-áirítear na tuismitheoirí móra agus beaga, ón ngéin BPIFA1. D’aithníomar briseadhphointí athmheasctha ag úsáid anailís GARD. Ag ráta 30.30 samhail in aghaidh an tsoicind, rinne GARD iniúchadh ar 5120 samhail. Gineadh an spás cuardaigh de 72,874,879 samhlacha le suas le trí bhriseadhphointe ag 759 brisphointe féideartha an ailínithe, agus níor scrúdaigh an algartam géiniteach ach 0.01 faoin gcéad díobh sin. Agus cóimheas fianaise de 100 nó os a chionn, b'fhearr an tsamhail ilchrainn ná an tsamhail chrainn singil, rud a thugann le fios gur léirigh ceann amháin ar a laghad de na brisphointí míréir thopeolaíoch. Rinneadh é seo a bhailíochtú trí chomparáid a dhéanamh idir scóir AICc den tsamhail GARD is fearr a fheistiú, a cheadaigh topologí athraitheacha trasna deighleoga (37,996.2), agus an tsamhail, a ghlac leis an gcrann céanna le haghaidh na ndeighiltí go léir a chinn GARD, ach a cheadaigh faid bhrainse éagsúla. idir landairí. Go sonrach, ba é 37,996.2 scór AICc don tsamhail GARD is fearr a fheistiú, agus ba é 37,996.2 scór AICc don tsamhail. (Figiúirí 4 agus 5).

3.4. Idirghníomhaíochtaí Próitéin-Próitéin agus Anailís Ceangailteacha Ligand

D’úsáideamar an bunachar sonraí STRING chun próitéiní a cuireadh in iúl le BPIFA1 a chuardach, ag aithint roinnt péirí idirghníomhaíochtaí próitéine-próitéine. Bhí 13 nóid agus 35 imill sainithe ag na próitéiní a chuirtear in iúl le BPIFA1. Is iad imill na léaráide PPI na líonraí líne a nascann na nóid aonair (Fíor 6). Ba é an meánluach comhéifeacht cnuasaithe áitiúil ná 0.978. Bhí p-luach ag saibhriú PPI de 5.25 × 10−12. Rinne an líonra PPI ionadaíocht ar idirghníomhaíochtaí géine BPIFA1 le géinte imdhíonachta comh-léirithe eile. Ba iad COX7B2, BPIFB6, BPIFB4, BPIFB2, BPIFB3, PLTP, CETP, BPI, LBP, agus ODF2L na 10 géinte a bhí páirteach i líonra PPI BPIFA1 (Fíor 6).

Ba iad na géinte BPIFB6, BPIFB4, BPIFB2, agus BPIFB3 na cinn is suntasaí toisc go bhfuil baint acu le bealaí comharthaíochta bitheolaíocha, a bhfuil ról riachtanach acu maidir le díolúine dúchasach i gcoinne ionfhabhtú baictéarach. Ina theannta sin, tá na géinte seo uasrialaithe ag BPIFA1, cúis eile ar measadh iad a bheith chomh suntasach (Tábla 6). Tá na conairí móilíneacha riachtanach chun frídíní ionracha a dhíothú trí ghníomhaíocht a chuireann isteach ar scannáin atá comhdhéanta de na próitéiní gaolmhara go léir a bhfuil róil éagsúla acu. Bhí an ghníomhaíocht a chuirfeadh isteach ar na scannáin riachtanach chun frídíní ionracha a dhíchur. I measc dhá phróitéin ríthábhachtacha in idirghabháil comharthaí mar fhreagra ar lipopolysaccharides tá próitéin ceangailteach LPS (LPSBP) agus próitéin a mhéadaíonn tréscaoilteacht bactericidal (BPI). Léirigh siad cleamhnas láidir le Lipid A, substaint a fuarthas in LPS, agus bhí siad an-chosúil lena chéile. In ainneoin go bhfuil struchtúir chomhchosúla acu, comhlíonann LBP agus BPI feidhmeanna bitheolaíocha éagsúla atá difriúil go soiléir óna chéile. Mar shampla, is minic a nascann LBP le LPS agus éascaíonn sé go mór cur i láthair LPS go CD14 móide cealla, mar mhacrafagáin agus monaicítí, ach cuireann BPI cosc ​​ar bhithghníomhaíocht LPS agus íslíonn sé sin. Tá an dá phróitéin seo araon i láthair i mbaictéar.

Is comhpháirteanna ríthábhachtacha iad ligands sa phróiseas chun slonn agus gníomhaíocht próitéiní a rialú. Cuireann fórsaí ceangailteacha idirmhóilíneacha, amhail bannaí ianach, bannaí hidrigine, idirghníomhaíocht hidreafóbach, agus fórsaí Vander-Waals, leis an bpróiseas ceangailteach ligand. Mar gheall ar idirghníomhaíochtaí idir ligands agus próitéiní, athrófar struchtúr tríthoiseach an phróitéin. De bharr na n-athruithe seo ar staid chomhfhoirmiúil an phróitéin, d’fhéadfaí cuid d’fheidhmeanna an phróitéin a chosc nó a chur i ngníomh. Mar sin, rinneamar staidéar idirghníomhaíochta ceangailteach próitéine-ligand ag baint úsáide as tréithe fisiceimiceacha aimínaigéad chun a chinneadh cé na hiarmhair a idirghníomhaíonn leis an ligand agus cé na cinn nach n-idirghníomhaíonn. Chun é seo a bhaint amach, d’úsáideamar suíomh Gréasáin (http://crdd.osdd.net/raghava/lpicom, a bhfuarthas rochtain air an 18 Deireadh Fómhair 2021) a ríomhann an codán d’iarmhar a idirghníomhaíonn le ligand ar leith. Taispeánadh go n-idirghníomhaíonn príomh-iarmhair, mar shampla cistéin, glicín, alanín, lísín, aigéad aspartic, histidine, leucine, valine arginine, tryptophan, serine, threonine, agus tyrosine, le seacht ligands (1BP1, BPH, XE, NEH, CLA, CU, agus MG) agus PC1. I gcomparáid leis an idirghníomhaíocht le PC1, bhí buntáiste níos mó ag aimínaigéid mhuirearaithe, go háirithe aimínaigéid riachtanacha, nuair a bhí siad ag idirghníomhú le 1BP1, BPH, XE, NEH, CLA, CU, agus MG (Fíor 7). Bhí na aimínaigéid bheaga agus pholacha a chomhghaolú leo tréithrithe i ngach ceann de na trí ligand.

D’úsáideamar dhá chur chuige ar leith chun tuartha a dhéanamh maidir le suíomhanna ceangailteacha comhlántacha: bhí an chéad cheann ag brath ar chomparáid a dhéanamh ar fhostruchtúir cheangailteach-shonracha (TM-SITE), agus bhí an dara ceann ag brath ar ailíniú na bpróifílí seichimh (S-SITE). Rinne na teicníochtaí seo measúnú ar phróitéin BPIFA1 i gcoinne 500 próitéin neamh-iomarcach a chomhcheangal le 814 comhdhúile ian orgánacha, sintéiseacha agus miotail. Ag tosú le réamh-mheastacháin ar struchtúir próitéine ísealtaifigh, d'aithin na cineálacha cur chuige na hiarmhair cheangailteach de BPIFA1, ag baint amach meánchomhéifeacht comhghaolaithe Matthews (MCC) a bhí i bhfad níos airde. Ina theannta sin, nocht na teicníochtaí ligands a cheanglaíonn leis na hiarmhair (Tábla 7).

4. Plé

Cuireann cúlraí ilchineálacha ardáin ar fáil inar féidir daonraí atá faoi roghnú éagsúil a idirdhealú i bhfodhaonraí atá oiriúnaithe ó dhúchas [44]. Cinneann tionchar an roghnúcháin ar shreabhadh géine i measc daonraí, amhail cothromaíocht imirce-roghnaithe, an fhéidearthacht go ndéanfaí oiriúnú dúchasach agus éagsúlacht leanúnach. Tugtar an chothromaíocht idir-roghnaithe air seo freisin. Tá claonadh ann go dtiocfaidh éagsúlacht ghéiniteach áitiúil laistigh de dhaonraí homogenized mar gheall ar shreabhadh géine nuair nach bhfuil an éifeacht roghnúcháin chomh suntasach ná an éifeacht ar shreabhadh géine. Ina áit sin, d'fhéadfadh go mbeadh éagsúlachtaí géiniteacha ag carnadh agus á gcoinneáil thar lócais shonracha a d'fhéadfadh a bheith i gceist le roghnú éagsúil cumhachtach má tá an brú roghnach níos mó ná fórsa comhtháthaithe an tsreafa géine [45].

Sa toradh malartach a d’fhéadfadh a bheith ann, tá na buntáistí a bhaineann le sreabhadh géine teoranta trí roghnú i gcoinne inimircigh a bhfuil droch-oiriúnach ghéiniteach acu, rud a réitíonn an bealach le haghaidh oiriúnú áitiúil [45,46]. Ní mór nasc a bheith idir sreabhadh géine agus roghnú chun difríochtaí daonra i minicíocht sreabhadh géine a thuiscint [46]. Faoi imthosca den sórt sin, cinneann an roghnú cibé an leanann an daonra ag forbairt nó ag teacht chun cinn mar ghrúpa ar leith. Ríomh cur chuige eimpíreach Bayes an LRT ag gach láithreán brainse agus aimsigh sé na suíomhanna éagsúla go léir ina bhféadfadh roghnú éagsúlaithe tarlú. Bunaithe ar chur chuige eimpíreach Bayes, cuireadh an Comhfhogasú Fast, Neamhshrianta Bayesian, ar a dtugtar FUBAR freisin, i bhfeidhm chun an roghnú éagsúlaithe a tharlaíonn ag géine BPIFA1 a aimsiú. Cheadaigh FUBAR do scaipeadh láithreán-go-láithreán agus brainse-go-brainse na gcódón agus úsáideadh é chun iniúchadh a dhéanamh ar an éabhlóid oiriúnaitheach a tharla ag leibhéal na géine. Baineadh úsáid as modh MEME chun imscrúdú a dhéanamh ar an éabhlóid oiriúnaitheach a tharla ag leibhéal na géine [25,32,47]. Fuair ​​SLAC na suíomhanna códaithe éagsúlaithe eipeasóideach a raibh p-luach acu níos lú ná 0.01 (Tábla 1).

Baineadh úsáid as an tsamhail seo chun na rátaí ionadaíochta comhchiallacha agus neamhchiallacha a mheas, agus measadh go raibh suíomhanna códaithe a raibh rátaí ionadaíochta comhchiallacha níos airde ná nó cothrom leis an ráta neamhsiatach suntasach chun suíomhanna a shainaithint a bhí faoi roghnú éagsúlaithe. I MEME, fuarthas meastacháin chosúlachta uasta do chodóin ghéine BPIFA1 130, 167, 168, 190, 243, 265, agus 289 (Tábla 2). Bunaithe ar a gcuid comharthaí neamhshuntasacha, níor aithníodh na codóin seo mar shuíomhanna a roghnaíodh go dearfach, rud is cúis le carachtar eipeasóideach an roghnú nádúrtha. Bhí an roghnú nádúrtha a tharla go treallach le linn tréimhsí gearra den éabhlóid oiriúnaitheach folaithe ag an íonú nó an roghnú nádúrtha a tharla go minic. Dá bhrí sin, níorbh fhéidir comharthaí éabhlóide oiriúnaitheacha a aimsiú trí thástáil íogaireachta agus roghnú dearfach [48].

Fuaireamar seacht suíomh déag a roghnaíodh go fabhrach ag baint úsáide as an modh PAML, cúig shuíomh déag a roghnaíodh ag baint úsáide as an algartam IFEL, agus ceithre shuíomh a roghnaíodh ag baint úsáide as an algartam FEL. Ríomhadh an brú roghnaithe oiriúnaitheach ar sheichimh chódóin na géine BPIFA1 ag baint úsáide as samhail MEC. Mar thoradh air seo sainaithníodh seachtó is ceithre aimínaigéad (Fíor 1). Baineadh úsáid as samhail éabhlóide bunaithe ar roghnú dearfach, a léirigh difríochtaí ag leibhéal an chódóin (M8). D'úsáid an t-iarratas MrBayes ar an bhfreastalaí Roghnúcháin múnla MCMC chun difríochtaí sa ghéine MAVS i mamaigh ag an leibhéal codon a chinneadh roimhe seo [49].

Bunaithe ar thorthaí ailínithe próitéin MAFFT, léirigh staidéir roimhe seo go bhfanann an fearann ​​​​Ig sna sraitheanna códaithe MAVS. Tugann na torthaí seo le fios go bhfuil lasca próitéine malartacha i íonú réigiúin roghnaithe díobhálach agus mar sin ní dócha go gcoimeádfar iad le linn na héabhlóide [50,51]. Sainaithníodh láithreáin le haghaidh ilbhealaí éabhlóideacha ag baint úsáide as dáileadh ráta ilpharaiméadair, samhail éifeacht randamach le eatramh muiníne 95 faoin gcéad, agus luachanna substaintiúla Pr [ > ]. D’fhéadfaí suíomhanna a lonnú ansin a bhuíochas leis an modh seo (Tábla 3). I gcás an roghnúcháin dheimhneach, socraíodh meáchan an ráta ranga trí úsáid a bhaint as dáileadh déthaobhach ginearálta scoite do gach suíomh códaithe. Léiríodh cóineasú shamhail MCMC ag an bhfíric go bhfuarthas amach go raibh na meán-mheastacháin iardain do BPIFA1 níos gaire don luach fachtóir laghdaithe a measadh (Tábla 2).

Bhí raon na luachanna seo ó {{0}}.95 go 0.99. Le linn an phróisis roghnúcháin éagsúlaithe, níor breithníodh ach na suíomhanna códaithe a raibh luachanna fachtóir Bayes eimpíreach (EBF) de níos mó ná 50 acu. Rinneadh ríomhanna agus úsáid á baint as an méid samplach glan éifeachtach chun na luachanna EBF a chinneadh do gach suíomh códaithe a ndearnadh meastóireacht air agus úsáid á baint as roghnú dearfach. D’fhéadfaí feabhas a chur ar na roghnúcháin braite thar líon mór suíomhanna códaithe dá gcuirfí dáileadh paraiméadair roghnóireachta géine-shonracha isteach. Tugann na réimsí códaithe a roghnaíodh agus a aithníodh go dearfach fianaise shuntasach ar roghnúchán a éagsúlú i ngéinte BPIFA1 atá ag dul faoi shíneadh roghnach anois. Mar thoradh air sin, is féidir le roinnt sócháin a bhfuil an chuma orthu ar dtús a bheith neodrach (agus nach bhfuil aon tionchar láithreach acu ar fholláine) a bheith "cheadaitheach," rud a ligeann don phróitéin athruithe níos déanaí a sheasamh a bheadh ​​díobhálach ar shlí eile agus ina chúis le difríochtaí feinitíopacha [52]. Leagann sócháin neodracha in epistasis an bunús le haghaidh roghnúcháin agus oiriúnú níos déanaí, rud a tharraing aird mhór le déanaí agus a cuireadh ar fáil mar bhealach chun samhlacha neodracha agus roghnaithe éabhlóide a réiteach [53].

Ba é an ráta ionadaíochta don péire FWY agus HKR ná thart ar 50 faoin gcéad, ba é an ráta ionadaíochta do DENQ ná 50 faoin gcéad, agus ba é an ráta ionadaíochta do ACGILMPSTV ná 90 faoin gcéad. Rinne an líonra PPI ionadaíocht ar idirghníomhaíochtaí an phróitéin BPIFA1 le próitéiní imdhíonachta comh-léirithe eile. Ba iad COX7B2, BPIFB6, BPIFB4, BPIFB2, BPIFB3, PLTP, CETP, BPI, LBP, agus ODF2L na deich géinte a chinneamar a bheith freagrach as na hidirghníomhaíochtaí próitéine seo (Fíor 6). Is iad na géinte BPIFB6, BPIFB4, BPIFB2, agus BPIFB3 na cinn is suntasaí toisc go bhfuil baint acu le bealaí comharthaíochta bitheolaíocha, a bhfuil ról riachtanach acu maidir le díolúine dúchasach i gcoinne ionfhabhtú baictéarach. Ina theannta sin, tá na géinte seo uasrialaithe ag BPIFA1, rud a thugann cúis eile go bhfuil siad chomh suntasach (Tábla 6). Cuimsíonn comhéadain braislí d’iarmhair chaomhnaithe le comhdhéanamh aimínaigéad atá comhoiriúnach le croí an chomhéadain (iarmhair leis an athrú is mó ar adhlacadh ar cheangal) agus le réigiún caomhnaithe [54], agus comhfhreagraíonn réigiúin te a thagann chun cinn ó chnuasach spotaí te do pacáilte go docht. agus réigiúin chaomhnaithe.

Mar sin, tá comhéadain faoi bhrú éabhlóideach chun naisc reatha a choinneáil agus idirghníomhaíochtaí neamhfhabhracha neamhshonracha a sheachaint. Is féidir gnéithe fisiciceimiceacha áirithe a athrú chun an dóchúlacht go bhféadfadh comhéadain próitéine-próitéine idirghníomhaíochtaí mífheidhmiúla a dhéanamh [55] a laghdú. Mar thoradh ar ár n-imscrúdú, fuaireamar amach go raibh luachanna níos mó ná 1 do na codóin a roghnaíodh go dearfach curtha i láthair i dTábla 1. Léiríonn sé seo go raibh níos mó ama ag teastáil chun láithreáin chomhchiallacha a fhorbairt ná mar a bhí forbairt suíomhanna neamhchiniciúla (láithreáin dN). Feidhmíonn an tionchar tairbheach seo de roghnú Darwinian, a spreagann éagsúlachtaí núíosacha agus polymorphism ailléil níos mó, mar roghnú cothromaíochta nó íonaithe [56], rud a fhágann go n-athrófar an próitéin struchtúrach agus a chuireann isteach ar an gcosán comharthaíochta [57]. Cé go dtionscnaíonn siad ón lineage céanna, d'fhéadfadh iarmhairtí an-difriúla a bheith ag ionadú aimínaigéad i sliocht speiceas éagsúil [56,57]. Tá sé seo i gcodarsnacht leis an bhfíric go bhfuil a gcuid pedigree comhthráthach le haighneachtaí níos luaithe. Soláthraíonn na géinte BPIFA1 a roghnaíodh sa staidéar seo roinnt faisnéise le haghaidh bithanailís, a bhfuil sé mar aidhm aige géinte a roghnú bunaithe ar an scála ama éabhlóideach ó na tréimhsí is déanaí go dtí an tréimhse níos faide.

Ina theannta sin, d’fhéadfadh nach leor an mheicníocht bhunúsach éabhlóideach a thángthas air mar thoradh ar thaighde le déanaí toisc nach bhfuil gnéithe struchtúracha agus feidhmiúla líon mór próitéiní sa ghéanóm. Rinneadh scrúdú críochnúil ar éabhlóid agus ar oiriúnú géinte códaithe próitéine i Drosophila melanogaster chun na deitéarmanaint is ábhartha maidir le héabhlóid agus oiriúnú ag leibhéal na ngéinte códaithe próitéine a chinneadh. Baineadh é seo amach trí D. melanogaster a chur i gcomparáid le speicis atá gaolmhar go dlúth leo agus a ndaonraí. Rinne ár bhfoireann feidhmchláir mhórscála ar bhithfhaisnéisíocht agus ar anailís struchtúrach chun gnéithe struchtúracha agus feidhmiúla próitéiní a fháil amach. Ina dhiaidh sin, roinneamar na hiarmhair i suíomhanna éagsúla struchtúracha agus feidhmiúla ag baint úsáide as ár gcóras aicmithe. Rinneadh comparáid idir na rátaí éabhlóide seichimh agus oiriúnaithe thar raon de phróitéiní agus de shuíomhanna éagsúla, rud a chuir ar ár gcumas príomhspotaí oiriúnaithe a aithint ar fud an ghéanóim ar fad. Ina theannta sin, tá sé léirithe go n-idirghníomhaíonn próitéiní mear-oiriúnaitheacha lena chéile ag rátaí atá níos airde ná mar a thuar de sheans; léiríonn an fionnachtain seo gur dócha go mbeidh comhoiriúnú uileláithreach i measc próitéiní mear-oiriúnaitheacha.

Mar thoradh ar a gceangail fhisiceacha, is samplaí iad seo a leanas de mheicníochtaí a d’fhéadfadh rannchuidiú le comhoiriúnú: (1) is minic a aimsítear próitéiní mear-oiriúnaitheacha a bheith saibhrithe i ngníomhaíochtaí ceimiceacha comhchosúla agus faoi lé brú roghnaithe comhchosúil, agus (2 ) próitéiní tapa-oiriúnaitheacha comhéabhlóid. Léiríodh dhá chás dhifriúla d’éabhlóid oiriúnaitheach i PPIanna sa taighde seo, rud a thugann ar na húdair hipitéis a thabhairt go bhféadfadh ról a bheith ag na hidirghníomhaíochtaí fisiceacha seo i gcomhoiriúnú próitéiní mear-oiriúnaitheacha i D. melanogaster. Ina theannta sin, léirigh muid go bhféadfadh feiniméan an chomhoiriúnú tarlú i gciall níos ginearálta ná idir próitéiní tapa-oiriúnaitheacha amháin. Is gnách go mbíonn an ráta oiriúnaithe níos airde i bpróitéiní a idirghníomhaíonn le próitéiní mear-oiriúnaitheacha. Ós rud é go bhfuil ról ag idirghníomhaíochtaí móilíneacha san éabhlóid oiriúnaitheach, is cóir a bheith ag súil go bhféadfadh na hidirghníomhaíochtaí seo comhoiriúnú a rialú ar leibhéal níos domhanda. Tá sé curtha in iúl gurb é comhéabhlóid na dteagmhálacha fisiceacha an mheicníocht atá freagrach as na rátaí éabhlóideacha comhchosúla a breathnaíodh i bpróitéiní idirghníomhaithe.

5. Conclúidí

Ba é an sprioc a bhí againn ná na brúnna roghnacha a chuir le forbairt an chórais BPIFA1 plandaí agus mamaigh a shainaithint, a bhfuil a léiriú modhnaithe i raon leathan galair. Tháinig an phróitéin BPIFA1 chun cinn go tapa mar fhreagra ar bhrú roghnaíoch sa chine daonna, agus bhíomar in ann na cinntithigh roghnaithe géiniteacha is cúis lena ghníomhaíocht baictéaricídeach a aimsiú. Le linn a staire éabhlóideach, b'fhéidir go raibh ról ríthábhachtach ag roghnú dearfach maidir le feabhas a chur ar fhreagairt virulence ar spreagthaigh éagsúla, rud a d'fhéadfadh an éagsúlacht breathnaithe i gcobhsaíocht fheidhm na géine a mhíniú. Soláthraíonn ár dtorthaí tuiscint níos cuimsithí ar stair éabhlóideach ghéinte BPIFA1, rud a fheabhsóidh an anailís ghéanómaíochta fheidhmiúil ar phataigineacht i bpróisis bhitheolaíocha. Táthar ag súil go bhféadfadh na torthaí seo cabhrú freisin le feabhas a chur ar thuiscint ar chosc galair. Ina theannta sin, d’fhéadfadh go n-éascódh staidéar ar na géinte seo dearadh modh ar leith a d’fhéadfadh cabhrú le cinneadh a dhéanamh ar na próitéiní éagsúla géine atá i bpataiginí baictéaracha. Fágann ár dtorthaí orainn hipitéis a thabhairt go raibh ról lárnach ag srianta le linn an phróisis éabhlóideach i múnlú ár gcuid fionnachtana. Mar thoradh ar na teorainneacha seo, bhíomar in ann roinnt teorainneacha uimhriúla a aithint nuair a chúplálamar tréithe cosúil le fad próitéine le coimpléisc casta. Tá tréithe uathúla próitéiní suimiúil mar go bhféadfadh siad léiriú a thabhairt ar strusóirí neamhghnácha nó ar choigeartuithe homeostatacha a chuir ar chumas a láithreacht i gcealla. Dá bhrí sin, is rogha tuar dóchais inti iad le haghaidh tuilleadh taighde.

Ranníocaíochtaí Údair:

Coincheapú, HIA, agus JC; modheolaíocht, HIA, MAK, FAK, SI, RWA agus NSP; bogearraí, HIA, WN, NSP, RWA, agus SI; bailíochtú, MAK, JC, FAK, agus HIA; anailís fhoirmiúil, HIA, MAK, FAK, SI, RWA, agus NSP; imscrúdú, HIA, MAK, FAK, SI, RWA, agus NSP; acmhainní, HIA, MAK, agus JC; coimeád sonraí, HIA, MAK, FAK, SI, RWA, agus WN; scríobh – dréacht-ullmhú bunaidh, HIA; scríbhneoireacht — athbhreithniú agus eagarthóireacht, HIA, SI, RWA, WN agus NSP; léirshamhlú, JC agus MAK; maoirseacht, MAK, FAK, NSP, agus WN Tá leagan foilsithe na lámhscríbhinne léite agus aontaithe ag na húdair go léir.

Maoiniú:

Ní bhfuair an taighde seo aon mhaoiniú seachtrach.

Ráiteas an Bhoird Athbhreithnithe Institiúideach:

Neamhbhainteach.

Ráiteas Toilithe Feasach:

Neamhbhainteach.

Ráiteas Infhaighteachta Sonraí:

Beidh na sonraí go léir a bhaineann leis an Airteagal seo ar fáil go hoscailte do léitheoirí.

Buíochas:

Thacaigh Tionscadal Speisialta Airgeadais Chúige Guangdong 2022 um Fhoirgníocht Foraoiseachta Éiceolaíochta leis an staidéar seo.

Coinbhleachtaí Leasa:

Ní dhearbhaíonn na húdair aon choinbhleacht leasa.

Tagairtí

1. Li, J. ; Xu, P.; Wang, L.; Feng, M.; Chen, D.; Yu, X.; Lu, Y. Bitheolaíocht mhóilíneach BPIFB1 agus a dhul chun cinn i ngalar. Ann. Aistrigh. Med. 2020, 8, 651. [CrossRef] [PubMed] 2. Saferali, A.; Tang, AC; Strug, LJ; Quon, BS; Zlosnik, J.; Áth an Ghainimh, AJ; Turvey, SE Feidhm imdhíonachta na géine mionathraithe fiobróis chisteach BPIFA1. PLoS ONE 2020, 15, e0227067. [CrossRef] [PubMed]

3. Nam, B.-H.; Gealach, J.-Y.; Páirc, E.-H.; Kim, Y.-O.; Kim, D.-G.; Cong, HJ; Kim, W.-J.; Jee, YJ; An, CM; Páirc, NG; et al. Gníomhaíocht Fhrithmhiocróbach Peipidídí a Dhíorthú ó Sreabhán Olóige Próitéin Ceangailteacha Lipopolysaccharide/Tréscaoilteacht Baictéaróideach Méadú Próitéin (LBP/BPI). Mar. Drugaí 2014, 12, 5240–5257. [CrossRef] [PubMed]

4. Kirschning, CJ; Au-Óg, J.; Lampa, N. ; Reuter, D.; Pfeil, D.; Seilhamer, JJ; Schumann, RR Molann eagraíocht chomhchosúil na géinte próitéine ceangailteach lipopolysaccharide (LBP) agus próitéin aistrithe fosfailipidí (PLTP) teaghlach géine coitianta de phróitéiní atá ceangailteach le lipid. Géanómaíocht 1997, 46, 416–425. [CrossRef] [PubMed]

5. Balakrishnan, A.; Marathe, SA; Joglekar, M.; Chakraborty, D. Próitéin bactericidal/méadaithe tréscaoilteachta: Próitéin ilghnéitheach a bhfuil feidhmeanna aige thar neodrú LPS. Imdhíonacht Dúinn. 2012, 19, 339–347. [CrossRef]

6. Wright, SD; Ramos, RA; Tobias, PS; Ulevitch, RJ; Mathison, JC CD14, receptor do choimpléisc lipopolysaccharide (LPS) agus próitéin ceangailteach LPS. Eolaíocht 1990, 249, 1431–1433. [CrossRef]

7. Shao, Y. ; Li, C. ; Che, Z.; Zhang, P.; Zhang, W.; Duán, X. ; Li, Y. Clónáil agus tréithriú dhá ghéin próitéin ceangailteach lipopolysaccharide/tréscaoilteacht baictéaricídeach-méadú próitéin (LBP/BPI) ón gcúcamar farraige Apostichopus japonicas le feidhm éagsúlaithe i dtáirgeadh ROS a mhodhnú. Dev. Comp. Imdhíonól. 2015, 52, 88–97. [CrossRef]

8. Schaefer, N. ; Li, X. ; Seibold, MA; Jarjour, NN; Denlinger, LC; Castro, M. ; Clúdach, AM; Teague, WG; Buime, J. ; Bleecker, ER Éifeacht éagsúlacht ghéiniteach BPIFA1/SPLUNC1 ar a léiriú agus a fheidhm in epithelium aerbhealaigh asma. JCI Insight 2019, 4, e127237. [CrossRef]

9. Britto, CJ; Cohn, L. Baictéiricídeach/tréscaoilteacht-méadú próitéine fillte-ina bhfuil ball teaghlaigh A1 i gcosaint aerbhealaigh óstaigh agus galar riospráide. Táim. J. Riospráide. Cill Mol. Biol. 2015, 52, 525–534. [CrossRef]

10. Musa, M. ; Wilson, K.; Sun, L. ; Mulay, A. ; Bingle, L. ; Marriott, HM; LeClair, EE; Bingle, CD Logánú difreálach BPIFA1 (SPLUNC1) agus BPIFB1 (LPLUNC1) i gcuas srónach agus béil lucha. Res Fíochán Cille. 2012, 350, 455–464. [CrossRef]

11. Tsou, Y.-A. ; Tung, M.-C. ; Alastar, KA; Chang, W.-D.; Tsai, M.-H.; Chen, H.-L.; Chen, C.-M. Ról BPIFA1 in ionfhabhtuithe miocróbacha aerbhealaigh uachtair agus galair chomhghaolmhara. BioMed Res. Int. 2018, 2018, 2021890. [CrossRef] [PubMed]

12. Caikauskaite, R. BPIFA1 Idirghníomhaíochtaí le Baictéir agus a dTábhacht do Chosaint Óstach Aerbhealaigh. Ph.D. Tráchtas, Ollscoil Sheffield, Sheffield, RA, 2018.

For more information:1950477648nn@gmail.com