mobileOG-db: база данных с ручной курацией семейств белков, обеспечивающих жизненный цикл бактериальных мобильных генетических элементов

Бактериальные мобильные генетические элементы (МГЭ) кодируют функциональные модули, выполняющие основные и вспомогательные функции элемента; последние нередко лишь временно связаны с ним. Наличие этих вспомогательных генов, часто являющихся близкими гомологами преимущественно немобильных генов, приводит к высокой частоте ложноположительных результатов и ограничивает пригодность существующих баз данных для аннотирования МГЭ. Чтобы преодолеть это ограничение, мы проанализировали 10 776 849 белковых последовательностей из восьми баз данных МГЭ и составили полный набор из 6140 вручную курируемых семейств белков, связанных с «жизненным циклом» плазмид, фагов, интегративных, транспозируемых и конъюгативных элементов: интеграцией и эксцизией, репликацией, рекомбинацией и репарацией, переносом, стабильностью, переносом и защитой, а также фагоспецифическими процессами. При наличии экспериментальных данных мы включали их в многоуровневую схему аннотации, предусматривающую высококачественные аннотации и аннотации, основанные исключительно на биоинформатических данных. Кроме того, для каждой записи мы указывали класс МГЭ (например, плазмида или интегративный элемент), а также относили её к основной и дополнительной категории. Созданная база данных mobileOG-db (mobile orthologous groups — мобильные ортологичные группы) содержит более 700 000 последовательностей без дубликатов, распределённых по пяти основным категориям mobileOG и более чем 50 дополнительным категориям. Она предоставляет структурированный язык и интерпретируемую основу для широкого спектра исследований, посвящённых МГЭ. База данных mobileOG-db доступна по адресу mobileogdb.flsi.cloud.vt.edu/; пользователи могут выбирать, уточнять и анализировать произвольные подмножества динамичного мобилома.

Анализ бактериальных мобильных генетических элементов (МГЭ) в геномных данных — важный этап выявления причин антибиотикорезистентности, фенотипического и метаболического разнообразия, а также эволюции родов бактерий. Существующие методы аннотирования МГЭ требуют значительных биологических и вычислительных знаний, что затрудняет их полноценное применение. Чтобы устранить этот барьер, мы систематически проанализировали 10 776 849 белков из восьми баз данных МГЭ и выявили 6140 семейств белков МГЭ, которые могут служить кандидатами в характерные маркеры — белки, используемые как «сигнатуры» МГЭ для облегчения их аннотирования. Созданный ресурс mobileOG-db использует многоуровневую классификацию семейств белков плазмид, фагов, интегративных и транспозируемых элементов, распределённых по пяти основным категориям mobileOG и более чем 50 дополнительным категориям. Таким образом, mobileOG-db представляет собой обширный ресурс для простого и наглядного аннотирования элементов, который можно без существенных изменений интегрировать в существующие конвейеры выявления МГЭ и анализов совместной локализации.

Значимость: