Recerca de selenoproteïnes en l’Odobenus rosmarus divergens

Aquest treball té com a objectiu l’anotació de selenoproteïnes i proteïnes de maquinària associades en Odobenus rosmarus divergens a partir de la cerca d’homologia amb selenoproteïnes ja anotades d’altres espècies. Per tal de predir les proteïnes de la nostra espècie, hem escollit el Felis catus i l’Homo sapiens com a espècies de referència. De les espècies amb selenoproteïnes anotades, Felis catus era dels més pròxims a nivell filogenètic a Odobenus rosmarus divergens, per això l’hem escollit. Pel que fa a Homo sapiens, l’hem triat també com a referència ja que és el mamífer amb les selenoproteïnes més ben anotades.

Per tal de complir aquest objectiu s’han fet servir diverses eines informàtiques, com són el blast, l’exonerate o el T-coffee. Amb la realització d’un programa hem pogut automatitzar tots els processos informàtics per tal d’obtenir els resultats de forma més ràpida i còmoda.

Després d’analitzar tots els resultats s’han pogut caracteritzar un total de 10 Selenoproteïnes, 6 possibles Selenoproteïnes de les quals no s’ha trobat l’element SECIS, 5 possibles selenoproteïnes que no es pot assegurar que ho siguin per problemes d’anotació en els genomes estudiats, 11 homòlogues en cisteïna i 6 proteïnes relacionades amb la maquinària, altament conservades per la seva importància biològica. Pel que fa a SelS, no correspon ni a una selenoproteïna ni a una homòloga en cisteïna.

Totes les selenoproteïnes caracteritzades estan conservades i corresponen també a selenoproteïnes d’ Homo sapiens o Felis catus , a excepció d’una, la RPL30. En aquest cas és una proteïna de maquinària en l'humà que segons els nostres resultats podria ser una selenoproteïna en morsa. Per determinar en quin punt de la filogènia es va perdre la selenocisteïna en RPL30 s’haurien d’observar genomes ben anotats d’espècies properes filogenèticament a Odobenus rosmarus divergens . En el cas de Felis catus no sabem si aquesta proteïna no existeix o no ha estat anotada a SelenoDB.

Pel que fa a les possibles selenoproteïnes que no presenten SECIS, podria ser que aquest element s’hagi perdut durant el procés evolutiu d’aquesta espècie i en conseqüència aquestes proteïnes ja no siguin selenoproteïnes a la morsa. Per altra banda podria ser que l’element es trobi massa lluny del hit escollit.

Respecte les possibles selenoproteïnes que no podem assegurar degut a que no estan ben anotades, trobem entre elles SelV. Aquesta segons la literatura (Mariotti M et al, 2012) [8] és una selenoproteïna que va sorgir d’una duplicació de SelW i que és la menys conservada en els mamífers. Això coincideix amb els nostres resultats ja que el grau de semblança entre les seqüències alineades és molt baix.

En referència a les proteïnes caracteritzades com a homòlogues en cisteïna gran part d’elles es conserven respecte Homo sapiens i Felis catus . Excepte GPx6 que en humà és una selenoproteïna, per tant hipotetitzem que en algun moment de l’evolució de la morsa hi ha hagut un canvi d’una selenocisteïna a una cisteïna. En aquest grup de proteïnes trobem GPx5 que segons altres estudis va aparéixer a l’evolució dels animals placentaris a partir d’una duplicació en tàndem de GPx3 com en el cas de GPx6 que també va sorgir per aquesta duplicació. Aquest fet evolutiu s’ha pogut observar en els resultats obtinguts per blast d’aquestes proteïnes. A més, GPx5 segons la literatura és una homòloga en cisteïna en tots els animals placentaris, ja que quan van divergir de la resta d’espècies va haver-hi una substitució de Sec per Cys, fet corroborat pels nostres resultats.

El procediment d’obtenció dels resultats i les conclusions presenta algunes limitacions. En primer lloc, es requereix una base de dades de proteïnes ben anotades, per tal de poder utilitzar els genomes de les espècies escollides com a referència. En el nostre cas ha estat una limitació considerablement important ja que gran part de les proteïnes a estudiar del gat estaven incorrectament anotades o incompletes. En segon lloc, el resultats s'hn obtingut estudiant l’homologia amb selenoproteïnes ja anotades en altres espècies. En conseqüència, no podem detectar selenoproteïnes en el nostre genoma que no hagin estat anotades en els genomes de referència utilitzats. Un altre punt a considerar és la subjectivitat a l’hora de triar els hits segons els valors més adequats dels paràmetres d’e-value, llargària del hit o identitat, entre altres.

En conclusió, gràcies a les eines bioinformàtiques de les quals disposem actualment, hem pogut obtenir una sèrie de resultats i conclusions respecte una espècie no descrita fins al moment pel que fa a les selenoproteïnes. A més, a través d’aquest treball hem aconseguit adquirir un conjunt de competències en l’àmbit de la bioinformàtica, així com de programació en perl i llenguatge html. Per últim volem remarcar la importància del camp informàtic en el món de la biologia, que en el nostre cas facilita la recerca de proteomes.