az attenuátorok jellemzése B. subtilis és E. coli esetén
a B. subtilis csillapítással vagy terminációval szabályozott operonjainak részletes irodalmi kutatását végeztük, és 46 ilyen operont találtunk. Ezek a kísérletileg jól leírt trp operonoktól azokig az operonokig terjednek, ahol Terminátor struktúrákat találtak, és a csillapítás várható, bár kísérletileg nem jól jellemezhető (a teljes listát lásd http://www.bork.embl-heidelberg.de/Docu/attenuation). Ezt a 46 ismert terminátorszerkezetet alkalmazták a B. subtilis csillapító terminátorok közös jellemzőinek meghatározására. Ezeket a jellemzőket felhasználva 3650 B. subtilis gén upstream régióit szűrtük át (az anyagokban és módszerekben leírt eljárások alkalmazásával) a Terminátor redők számára. Az eredeti 46 ismert Terminátor közül negyvenhárom megmaradt ebben a szűrésben. További 1117 upstream hajtást is kaptunk, amelyek megfelelnek a kritériumainknak. Ezenkívül kontrollként ugyanazt a szűrési és hajtogatási módszert alkalmaztuk az intergenikus régiókban a szekvenciák véletlenszerű keverése után (szűrés után 952 véletlenszerűen kevert szekvenciát kaptunk).
a szűrés után kapott összes intergenikus régió redőit és a kevert szekvenciákat stabilitásuk és hosszuk alapján ábrázoltuk (1.ábra). Az ismert Terminátor redők egy klaszterben fekszenek, amely egyértelműen elkülönül a véletlenszerűen kevert szekvenciák redőitől. A Terminátor redők a hosszúsághoz képest kisebb szabad energiájúak (XXL), mint a véletlenszerű szekvenciák előre jelzett redői. Két könnyen elválasztható klaszter hasonló mintázata merül fel, amikor összehasonlítjuk az ismert Terminátor struktúrákat összehajtott intragén régiókkal, amelyekben várhatóan nem találhatók terminátorok (az adatok nem jelennek meg).
a B. subtilis upstream szekvencia szegmenseiben a szár-hurok struktúrák stabilitása és hosszeloszlása. A piros vonal mutatja a legnagyobb varianciát (lásd anyagok és módszerek), amely a STEM-loop struktúrákból származik kevert szekvenciákban. A világoskék vonalak a szórás alapján adják meg a szignifikancia méréseket. Az egyes pontok meghatározása a szomszédos gének tájolásával együtt a jobb felső panelen látható.
a főkomponens elemzés segítségével meghatároztuk a véletlenszerűen kevert szekvenciák legnagyobb varianciáját. Ez olyan mértéket adhat nekünk (szórás alkalmazásával), amelynek hajtásai jelentősen eltérnek a véletlenszerű szekvenciák hajtásaitól (lásd anyagok és módszerek). Az 1160 hajtás közül a képernyőn kapott intergenikus régiók összesen 203 redője esik a főkomponensből származó 2.eltérési vonal (z) alá. Ezek tehát jelentősen különböznek a véletlenszerű redőktől és a csillapítás vagy az anti-termináció szabályozásának lehetséges végződési helyeitől. Ezek közül negyvenkettő az ismert csillapító Terminátor redők (a szűrés után fenntartott eredeti 43 ismert redőből). Így képesek vagyunk az ismert és kísérletileg jellemzett csillapítási és terminációs helyek 91,3% – át (42/46) megszerezni szűrőnk és szignifikancia mérésünk segítségével. Ezenkívül a szűrő és a szignifikancia mérése a véletlenszerű szekvenciák redőinek több mint 97,7% – át (930/952) szűri ki. A vonal alatti százhatvanegy (összesen 203, kivéve 42 ismert) redő (z) -2) kísérletileg még nem elemzett redő, és előre jelezhető, hogy csillapító Terminátor struktúrák.
egy részletes vizsgálat megállapította, hogy ezek közül a jóslatok közül sokat erősen alátámasztanak feltételezett csillapítási vagy antiterminációs helyként olyan genomikai kontextusok, mint a feltételezett promoter szekvenciák jelenléte, a feltételezett és ismert operonok upstream elhelyezkedése stb. Két Terminátor struktúra upstream gén, az ydbJ és az yqhI részletes példaként szolgál arra, hogy a genomikai kontextus hogyan tudja tájékoztatni és határozottan alátámasztani az 1.táblázatban szereplő előrejelzéseket (2. ábra). A B. subtilis ydbj génje hipotetikusan szerepel egy ABC transzporter gén homológiájával (a réz transzportban részt vevő ATP-kötő fehérje). A közvetlenül a downstream gén, az ydbK, homológiája van a membrán átívelő permeázokkal. Segítségével STRING (keresési eszköz a szomszédos gének ismétlődő példányainak megtalálásához), e két gén ortológusa ugyanabban a sorrendben található 15 másik távoli rokon Genom transzkripciós egységeiben is, ami arra utal, hogy ezek a gének operont alkotnak. Úgy tűnik, hogy ezek a gének tipikus ABC transzporter operon konfigurációban vannak, és több ABC transzporter operonról ismert, hogy a B. subtilis csillapításával szabályozható . Az ydbJ upstream régiónak van egy feltételezett promoter szekvenciája is, és az előre jelzett redők a teljes upstream szekvencia RNAfold (lásd anyagok és módszerek) felhasználásával azt sugallják, hogy összetett lehetséges anti-terminációs redőkben hajtogatható (az adatok nem jelennek meg). Ezen kontextus alapján azt jósoljuk, hogy ez egy csillapítással szabályozott ABC transzporter operon. A második példa, yqhI, a három génből álló első gén, amelyek mindegyike homológiával rendelkezik a glicin bioszintézis génjeivel egy feltételezett transzkripciós egységben. Ez a három gén futása ortológusokat is talált szomszédként más genomokban . A B. subtilis számos aminosav bioszintézis operonját ismert , hogy csillapítással szabályozzák, ezáltal alátámasztva ezt az előrejelzést.
A B. subtilis ydbj és yqhI gének szomszédságának és várható struktúráinak vázlatos rajza. A géneket színes nyilak jelzik, és a transzkripció orientációjában vannak a referencia gén orientációjához viszonyítva (ydbJ vagy yqhI). A nagy kék szárhurok rajzfilmek jelzik a várható Terminátor-hajtást csillapításban, a ‘ t ‘ egy kommentált standard Terminátor-hajtás. Az intergenikus régiókat skálázzuk, és ezek bp hosszúságait az ábra alatt adjuk meg.
annak érdekében, hogy lássuk, hogy a megfigyelt minták érvényesek-e az egyetlen olyan genomra, amelyben a csillapítást vagy az antiterminációt jól tanulmányozták és kísérletileg leírták, ugyanezt a módszert alkalmaztuk az E. coli Genom génjeinek upstream régióira is, amelyek esetében 16 operont írtak le csillapítással vagy antiterminációval. Amint az a 3. ábrán látható, az ismert E. coli csillapító és Terminátor struktúrák hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a B. subtilis. 15 a 16 ismert csillapítók tartjuk szűrés után. A szignifikancia mértéke 14 E. coli terminátort választ el a véletlenszerű redőktől, amint az a 3. ábrán látható. A B. subtilis-hez hasonlóan a (z) (z) -2) vonalat használva a szignifikancia mértékeként 146 régió csillapítását tudjuk megjósolni (3.ábra és 2. táblázat).
Stem-loop struktúrák stabilitása és hosszeloszlása az E. coli upstream szekvencia szegmenseiben. A piros vonal mutatja a legnagyobb varianciát (lásd anyagok és módszerek), amely a STEM-loop struktúrákból származik kevert szekvenciákban. A világoskék vonalak a szórás alapján adják meg a szignifikancia méréseket. Az egyes pontok meghatározása a szomszédos gének tájolásával együtt a jobb felső panelen látható.
az elemzés kiterjesztése 26 genomra
a B. subtilis és az e elemzése. a coli azt sugallja, hogy a bakteriális genomok szélesebb körű felmérése hasznosnak bizonyulhat mind a csillapítás, mind a terminációellenes szabályozás előrejelzésében ezekben a genomokban, valamint ezen szabályozási mechanizmusok evolúciójának és eloszlásának jellemzésében. Huszonnégy befejezett genomot választottak ki erre a felmérésre az evolúciós spektrum széles körű eloszlása alapján (3.táblázat). Mindegyik Genom intergenikus régióit ugyanazokkal a módszerekkel és szűrőkkel elemeztük, mint a B. subtilis és az E esetében. coli és előre jelzett csillapítás és anti-Terminator redők hasonlóan kapott.
amint azt a 3. táblázat mutatja, a vizsgált genomokban a feltételezett csillapítás és a terminációellenes szabályozó helyek száma széles körben eloszlik. Ezek a Mycobacterium tuberculosis 5-től a Clostridium acetobutylicum 275-ig terjednek (3.táblázat). A transzkripciós egységek végén a standard transzkripciós terminációs helyek előrejelzésére tett korábbi kísérletek hasonló eredményeket adnak. Érdekes módon a standard transzkripciós terminátorok eredményei korrelálnak a miénkkel. Amint azt az Ermolaeva et. al standard terminátorokkal a transzkripciós egységek végén (ez a tanulmány az ORF-ek végén lévő Terminátorokat tanulmányozta, és nem célozta meg az upstream régiókat, így kiszűrve a lehetséges csillapítókat), felmérésünkben a legtöbb csillapítási és antiterminációs hely hasonlóan megtalálható az E. coli, H. influenze, D genomjában. a radioduránok és a B. subtilis, valamint a legkevesebb előfordulás az olyan genomokban, mint a H. pylori és az M. tuberculosis (a genomok a felmérésükben beszámoltak).
első pillantásra úgy tűnik, hogy ez azt sugallja, hogy sok genom nem használja ugyanazokat a terminációs mechanizmusokat a standard transzkripciós terminációhoz, és nem használ csillapítást vagy antiterminációt a szabályozásban. Valószínűleg ez a helyzet egyes genomokban. Mégis, ha az upstream intergenikus régiók számát ábrázoljuk az előre jelzett helyek számával, akkor erős pozitív korreláció látható (4.ábra). Minél kisebb a gének és az intergenikus régiók száma Egy genomban, annál kisebb az előre jelzett terminátorok előfordulása (mind a standard transzkripciós terminátorok, mind az attenuációs/anti-terminációs szabályozó terminátorok). Ez azt jelzi, hogy mind a standard, mind a szabályozási termináció alacsony száma sok genomban a genom méretének és a szabályozó operonok számának csökkenésének köszönhető, és nem feltétlenül a különböző terminációs és szabályozási mechanizmusokra való támaszkodás miatt.
az intergenikus régiók számának grafikonja az összes vizsgált 26 genomban a feltételezett csillapítási és anti-terminációs helyek számával szemben. Számos ismert csillapítással vagy anti-terminációval rendelkező genomot jelölnek összehasonlításra, mint az M. tuberculosis és az Archaea. A szaggatott vonal exponenciális trendvonal.
van egy egyértelmű kiugró a vártnál jóval alacsonyabb számú feltételezett terminátorok látható ábra 4, Mycobacterium tuberculosis. Ez a genom sokkal kisebb valószínűséggel fordul elő feltételezett csillapító és anti-terminációs helyeken, mint azt a mérete és az intergenikus régiók száma sugallja. Unniraman et al. arra a következtetésre jut, hogy az M. tuberculosis más terminációs mechanizmust alkalmaz, amely Terminátor struktúrákat használ a más genomokban szükséges poli-U farok nélkül. Így a poli-U tartalmú Terminátor struktúrák számának csökkenése az intergenikus régiók számához viszonyítva azzal magyarázható, hogy M. tuberculosis más terminációs mechanizmusra támaszkodik. Ez nem feltétlenül bizonyítja, hogy az M. tuberculosisban nincs csillapítás vagy terminációellenes típusú szabályozás. Azonban, azt jelzi, hogy vagy a standard terminációs mechanizmus elvesztése ebben a genomban csökkent, ha nem szüntette meg a csillapítást vagy az antitminációt M. tuberkulózis vagy alternatívaként, csillapításszerű mechanizmus létezhet ebben a genomban, amely az M-t használja. tuberkulózis nem szabványos Terminátor.
a vizsgált 25 Genom közül az összes többi feltételezett csillapítási vagy terminációellenes szabályozási helyekkel rendelkezik. A genitalium a lehetséges szabályozó intergenikus régiók jelentős hányada, az alacsony számot könnyen elszámolhatja ennek a genomnak a viszonylag kis mérete és néhány intergenikus régió és transzkripciós egység. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a csillapítás és a terminációellenes szabályozás a prokarióták szabályozásának valószínűleg mindenütt jelenlévő mechanizmusa, kevés kivételtől eltekintve.
Genomméret és csillapítás
Ha egy genom GC-tartalmát összehasonlítjuk a véletlenszerűen kevert szekvencia alapján előre jelzett csillapítók számával, a GC-tartalom némileg korrelál az előre jelzett csillapítók számával, ami várható lenne, mivel a szűrőkben poli-U futtatásra van szükség. Az 5a. ábrán a véletlenszerűen megkevert intergenikus szekvenciákból származó redők 26 a genomokat az intergenikus régiónkénti szűrt redők számával ábrázoltuk az intergenikus régiók számához viszonyítva. Ha a szűrt redők száma teljesen véletlenszerű volt, akkor régiónként viszonylag állandó számú helynek kell lennie a régiók számához viszonyítva. Amint az az 5a. ábrán látható, ez nem teljesen így van. A véletlenszerűen kevert szekvenciákból nyert régiónkénti szűrt redők száma a genom GC-tartalmától függ. Az alacsony GC-tartalmú genomoknak régiónként valamivel magasabb a redők száma, mint a körülbelül 50%-os GC-tartalmú genomoknak, a magas GC-tartalmú genomoknak pedig sokkal alacsonyabb a száma, mint mindkettőnek. Ez várható a poli-U futásokat tartalmazó szárhurok-struktúrákra szűrt véletlenszerű szekvenciákból.
genom mérete és szabályozása. a) 26 genomból álló Intergenikus szekvenciákat véletlenszerűen összekeverünk, összehajtogatunk és szűrünk a jelentett módszerrel, hogy feltételezett csillapítókat kapjunk. Ezeknek a kevert és szűrt redőknek a számát intergenikus régiónként ábrázoltuk minden genomra az intergenikus régiók számával szemben. A korrelációnak, ha véletlenszerű, állandónak kell maradnia, és függetlennek kell lennie a genom méretétől. A kék gömbök a proteobaktériumokat és a Bacillis fajokat képviselik felmérésünkben, a bézs archaeabaktériumok, a többi zöld. A gömbök mérete a genom GC-tartalmának arányában van, és a GC-tartalmat minden gömbön belül címkézik. Az intergenikus régiónkénti véletlenszerű redők száma a GC-tartalom függvénye, amint az várható lenne a poli-U futásokkal rendelkező redők szűrésétől. Az ismert csillapítással vagy anti-terminációval rendelkező genomokat úgy jelöljük, mint azt a genomot, amelyről ismert, hogy nem használ csillapítókat poli-U futásokkal a terminációban. b) 22 genomból álló Intergenikus szekvenciákat hajtogattunk és szűrtünk a lehetséges csillapítók és a csillapítás vagy a terminációellenes szabályozás jelzése érdekében. Ezen előrejelzett csillapítók számát intergenikus régiónként összehasonlítjuk a genomban található intergenikus régiók számával. A véletlenszerűen kevert szekvenciák redőivel ellentétben a csillapítás gyakoriságának legerősebb meghatározója a genom mérete (az intergenikus régiók száma és a genom mérete erősen korrelál). A színek és a címkézés ugyanaz, mint az 5a.
még akkor is, ha figyelembe vesszük az M. tuberculosis GC-tartalmát, a többi magas GC-genomhoz képest csökkent az előre jelzett csillapítók száma (5b ábra). Valójában az 5b ábra (a tényleges intergenikus szekvenciák előrejelzett csillapítói) azt mutatja, hogy az intergenikus régiónkénti előrejelzett csillapítók számának legerősebb meghatározása nem a GC-tartalom, hanem a genom mérete (pontosabban az intergenikus régiók száma). Általánosságban elmondható, hogy a nagyobb genomokban nemcsak az előre jelzett csillapítók abszolút száma nagyobb, hanem az előrejelzett csillapítók előfordulása is nagyobb régiónként. Ha a GC-tartalom két genomban egyenlő, akkor a nagyobb genomban nagyobb valószínűséggel nagyobb az előre jelzett csillapítók száma intergenikus régiónként. Korábbi jelentések hasonló jelenségeket javasoltak a szabályozó fehérjékben, úgy tűnik, hogy a nagy genomokban nagyobb arányban vannak azok a gének, amelyek szabályozó motívumokat tartalmazó fehérjéket kódolnak . Érdekes, hogy az archaebaktériumokat és a magas GC-tartalmú genomokat leszámítva egy körülbelül 1500 intergenikus régióból álló Genom tűnik a küszöbértéknek, ahol a szabályozó csillapítók gyakorisága növekszik egy genomban.
az Attenuátorok eloszlása és konzerválása Gram – pozitív baktériumokban
hét gram-pozitív baktérium genomját (B. subtilis, B. halodurans, L. innocua, S. aureus, C. acetobutylicum, L. lactis és S. pneumoniae) elemezték annak megállapítására, hogy a csillapító terminátorok konzerváltak-e az ortológusok előtt. A B. subtilis-ben és a másik hat genomban ismert ortológusaik esetében az előre jelzett csillapítási terminátorok számát A 4. táblázat tartalmazza. A genomokat filogenetikai távolság szerint rendezzük B. subtilis az ezen genomok között megosztott ortológusok aminosav-szekvenciái alapján számítják ki. A B. subtilishez legközelebb a B. halodurans áll, az aminosav-szubsztitúciók átlagos száma helyenként 0,238, a legtávolabbi pedig az S. pneumoniae, az aminosav-szubsztitúciók átlagos száma helyenként 0,422. A 42. táblázatban felsorolt 4 gén esetében a többi genomban található ortológusok száma genomonként alig változik: a legmagasabb és a legalacsonyabb ortológusok száma 31 Az L. lactis-ban és 26 Az S. aureus-ban és a C. acetobutylicum-ban. Ez elsősorban azért van, mert ez a 42 gén hordoz néhány alapvető funkciót, például az aminoacil-tRNS szintézist. Másrészt az előre jelzett csillapítási végződtetési struktúrák száma jelentősen eltér: B-ben. haloduránok, 22 ortológ gén jósolta meg a csillapítási terminációs struktúrákat, míg csak 4 ortológ gén rendelkezik az előre jelzett struktúrákkal S. pneumoniae. Ez azt jelzi, hogy a csillapítással történő szabályozás hiánya vagy jelenléte sokkal gyengébben konzervált, mint a gén vagy az operonok jelenléte.
ugyanez a tendencia érvényes az ismertektől eltérő várható csillapítási terminációs struktúrákra is (5.táblázat). 105 ortológ géncsoport van, amelyeknek legalább egy másik genomja van, amely előrejelzett csillapító szerkezetet tartalmaz egy ortológ gén előtt. Azokra az ortológusokra korlátozva, amelyek előre jelezték a csillapítókat B-ben. subtilis (35 csoport), a B. subtilisben a csillapítással vagy antiterminációval szabályozható közös ortológusok közül a legmagasabb és a legalacsonyabb a 28 (L. innocua) és a 18 (S. pneumoniae). Az előre jelzett csillapítási végződtetési struktúrák száma azonban jobban változik. Míg a B. haloduransban 13 gén van előre jelzett struktúrával, amely a hat gram-pozitív baktérium közül a B. subtilishez legközelebb eső faj, a S. pneumoniae-ban csak 2 gén jósolta meg a struktúrákat.
bár a csillapítók egésze gyenge, az előre jelzett csillapítási terminációs struktúrák és a downstream génjeik egyes géncsoportok számára konzerválódnak. Az egyik ilyen példa az infC-rpml-rplt operon (6A ábra). Az infC upstream régiójában az S. pneumoniae-ban nem várható csillapítás-végződtetési szerkezet (5.táblázat). Közelebbről szemügyre ezt a régiót BLAST kiderült, hogy az n-terminál infC felett előre 27 bázisok. Azáltal, hogy a 27 bázist hozzáadtuk az upstream intergenikus régióhoz, stabil szár-hurok szerkezetet találtunk, amelyet poli-U maradványok követtek az S. pneumoniae-ban is (6B ábra). Még ebben a példában is jelentős különbségek vannak a fajok között a szár-hurok struktúrák relatív helyzetében és a szekvencia megőrzésében. Sőt, még a filogenetikailag legközelebbi pár között is, B. subtilis és B. haloduránok, az infC szár végétől a kezdő kodonig terjedő távolság 69, illetve 37 bázis, és csak a szárban található közös szegmensek GUGUGGGN{x}CCCACAC (x = 12 A B. subtilisben és x = 9 A B. haloduransban). A hét Genom közül csak gyenge hasonlóság van, GYGGG (GACGG a C. acetobutylicumban) a szár régióban.
a feltételezett infC-rpmI-rplt operon upstream régiójában várható csillapítási végződési struktúra. a) A gének sorrendje. Csak az intergenikus régiók méretarányosak, az intergenikus régiók hossza pedig a vonal alatt van megadva. Az ortológ gének azonos színekben vannak feltüntetve. A hipotetikus géneket és a többi nem ortológ gént a “hyp”, illetve azok génazonosítói jelzik. A genomok rövidítése: Bs, B. subtilis; Bh, B. halodurans; Li, Listeria innocua; Sa, Staphylococcus aureus; Ca, Clostridium acetobutylicum; Ll, Lactococcus lactis; Sp, Streptococcus pneumoniae. (b) előre jelzett csillapítás megszüntetése struktúrák. Az alappárokat piros pontok jelzik az alapkódok között. Az alapszámozás a down stream gén kezdő kodonjától való távolságot mutatja. Poly-Us csak le patak a szár-hurok szerkezet zöld színű. A gyengén konzervált szegmensek piros színűek. A genomok rövidítése ugyanaz, mint az a) pontban.
Az előre jelzett csillapítási terminációs struktúrák megőrzése a lehetséges Nusa gént tartalmazó operon upstream régióiban is megfigyelhető (7a ábra). A hét Genom közül négy előre jelzett csillapító struktúrákat tartalmaz a hipotetikus fehérje előtt (ylxS a B. subtilis-ben). A szár-hurok struktúrák a három Genom többi részében is megtalálhatók, bár ezek a struktúrák nem haladnak át a szűrőkön. A struktúrák elhelyezkedése a downstream gén transzkripciós kiindulási helyéhez és maguk a szekvenciák is jelentősen eltérnek ebben a példában is. Ezekben a szárszekvenciákban a GUGGG szegmens (GAGCG az L. lactis-ban és GAGGC az S. pneumoniae-ban) konzerválódik az előre jelzett Nusa gént tartalmazó operonban (7b ábra). Érdekes módon az 5 bázisú szegmensek azonosak vagy nagyon hasonlóak az infC-től felfelé elhelyezkedő szárhurok-struktúrák szegmenseihez (6B ábra). A két operonban a géneket kódoló fehérjék részt vesznek a transzkripcióban. A szekvencia szegmensek megőrzése az infC-rpmI-rplT operon és a Nusa-t tartalmazó operon előrejelzett csillapítási Terminátor struktúráiban azt jelenti, hogy létezik egy közös szabályozó mechanizmus, amely felismeri a szár-hurok struktúrát, és ez mindkét operont azonos módon szabályozná.
előrejelzett csillapítási terminációs szerkezet az ylxS gén upstream régiójában. a) A gének sorrendje. A statisztikai szignifikanciájú előre jelzett szárhurok-struktúrákat kék színnel, a többi struktúrát, amelyek sem a szűrőkön nem haladnak át, sem kevésbé jelentősek, piros színnel jelölik. A másik magyarázat, lásd jelmagyarázat ábra 6A. (b) előre csillapítás megszüntetése struktúrák. Lásd legenda ábra 6B a magyarázat.
a csillapítók eloszlása és megőrzése Proteobaktériumokban
a csillapítók megőrzésének számos aspektusa azonnal nyilvánvaló a gram-pozitív baktériumok elemzéséből . Először is, a csillapítás vagy az anti-terminációs szabályozás eloszlása nem jól konzervált a gram-posztív baceria-ban, és emellett még a konzervált szabályozási rendszerekben is gyenge a szekvencia és a szerkezet megőrzése. Ugyanez igaz a proteobaktériumokra is. Az E-ben található 14 gén közül. coli (lásd az 5a táblázatot), amelyről ismert, hogy csillapítással vagy antiterminációval szabályozható, egyik sem rendelkezik attenuátorokkal előre jelzett upstream ortológusok mind a négy másik proteobaktérium genomban. Hat csillapító előrejelezte az upstream ortológusokat a másik négy Genom legalább egyikében. Három olyan gén, amelynek ortológusa van mind a négy másik genomban, de ezeknek nincsenek előre jelzett csillapítóik. Az E. coli fennmaradó öt génjének vagy nincs ismert ortológusa a másik genomban, vagy az ortológusok foltos eloszlással rendelkeznek, és nincsenek előre jelzett csillapítók. A kézi közelebbi vizsgálat megerősíti ezt a következtetést. Az 5b táblázat felsorolja az összes előre jelzett csillapítót a proteobaktériumok gamma-osztódásának öt genomjában, amelyekben hasonló csillapítót jósolnak egy másik Genom ortológusának. Amint az ebben a táblázatban látható, úgy tűnik, hogy a proteobaktérium genomokban az analóg operonok szabályozásának mechanizmusaként a csillapítás és az anti-termináció gyengén konzervált. Az öt genomban lévő összesen 475 génből és azok ortológusaiból, amelyek előre jelezték az attenuátorokat, csak 36 van két vagy több Genom upstream ortológusa (3., 5a. és 5b. táblázat).
a specifikus rendszerekkel kapcsolatos korábbi kutatások arról számoltak be, hogy az E. coli egyes operonjaiban a csillapítás és az anti-termináció szabályozása csak enyhén konzervált a gamma-osztódás proteobaktériumaiban. Kimutatták, hogy a regulációs rpsJ operon, valamint az E. coli trpE és pheA operonjai foltos eloszlásúak és gyengén konzerváltak a proteobaktériumok között. Amint azt a 2., 5A. és 5b. táblázat mutatja, a proteobaktériumok legtöbb ilyen rendszerére kiterjedően ki tudtuk terjeszteni a csillapítás és az anti-termináció elemzését, és megmutattuk, hogy ez igaz az E. coli összes ismert csillapítási és anti-terminációs szabályozó mechanizmusára, valamint a további gamma-osztódási genomok egyéb előre jelzett mechanizmusaira. A 8. ábra egy példát mutat be a csillapítók alacsony szekvenciájú megőrzésére és szabályozására. A 8a. ábrán a hisg operon egyik konzerváltabb csillapítója látható. Ezt az operont és szabályozó mechanizmust jól jellemzi az E. coli, és elemzésünk a V. cholerae és a H. influenzae csillapítási szabályozásának hasonló mechanizmusait jósolja. Az előrejelzett csillapítók megtartották pozíciójukat (körülbelül 40-50 bp-nél a hisg gén kezdeti kodonja), valamint a szárszekvenciát. Bár a környező intergenikus régiókat nem lehet összehangolni, V. cholerae és H. az influenzae-knak vannak lehetséges aminosav-vezető szekvenciái a hisztidinek futtatásával, amely jellemző az E. coli csillapítási szabályozási mechanizmusára. A P. aeruginosa, az N. meningitidus és az X. fastidiosa másik három Gamma alosztályú probacteria genomjában nem találtak előre jelzett csillapítókat. A P. aeruginosa – ban az intergenikus régió a hisG ortolog előtt csak 17 bp hosszú, az X. fastious-ban az ortológ gén átfedésben van az ORF-fel felfelé, és bár az analóg N. meningitidus intergenikus régió elegendő hosszúságú, nem várható csillapító.
Predicted attenuation termination structure in upstream region of HisG gene in E. coli. (a) Order of genes. Predicted stem-loop structures with statistical significance are indicated in blue. For the other explanation, see legend to figure 6a. Abbreviations for genomes: Ec, Escherichia coli; Hi, Haemophilus influenzae; Vc, Vibrio cholerae; Pa, Pseudomonas aeruginosa; Xf, Xylella fastidiosa; Nm, Neisseria meningitidis. (b) előre jelzett csillapítás megszüntetése struktúrák. Lásd legenda ábra 6B a magyarázat.