Місцевий фітнес-ландшафт зеленого флуоресцентного білка

Карен С. Саркісян

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

2 Нижегородська державна медична академія, пл. Мініна 10/1, 603005 Нижній Новгород, Росія

3 Центральноєвропейський технологічний інститут, Університет Масарика, Брно, Чеська Республіка

4 Програма біоінформатики та геноміки, Центр геномного регулювання (CRG), Барселонський інститут науки і технологій, 88 Dr. Aiguader, 08003 Барселона, Іспанія

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

Дмитро Олександрович Болотін

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая, 16/10, 117997 Москва, Росія

3 Центральноєвропейський технологічний інститут, Університет Масарика, Брно, Чеська Республіка

Маргарита В. Меєр

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

Дінара Р. Усманова

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

6 Московський фізико-технічний інститут, Інститутський переулок 9, м. Долгопрудний, 141700, Росія

Олександр Сергійович Мішин

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

2 Нижегородська державна медична академія, пл. Мініна 10/1, 603005 Нижній Новгород, Росія

Георгій Васильович Шаронов

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

7 Медичний факультет МДУ, просп. Ломоносова. 31/5 119192 Москва, Росія

Дмитро Миколайович Іванков

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

8 Лабораторія фізики білків, Інститут досліджень білків Російської академії наук, вул. Інститутська, 4, м. Пущино, Московська область, 142290, Росія

Ніна Григорівна Божанова

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

Михайло Сергійович Баранов

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

9 Російський національний дослідницький медичний університет імені Пирогова, Островітянов 1, Москва, 117997, Росія

Онуралп Сойлемез

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

Богатирьова Наталія Сергіївна

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

Власов Петро К.

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

Єгов Євген Сергійович

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

Марія Д. Логачова

10 А.А. Інститут проблем передачі інформації імені Харкевича Російської академії наук, Москва, Росія

11 Кафедра біоінформатики та біоінженерії МДУ, Москва, Росія

Кондрашов Олексій Сергійович

11 Кафедра біоінформатики та біоінженерії МДУ, Москва, Росія

12 Кафедра екології та еволюційної біології Мічиганського університету, Ен-Арбор, Мічиган, США

Дмитро М. Чудаков

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

3 Центральноєвропейський технологічний інститут, Університет Масарика, Брно, Чеська Республіка

Катерина Володимирівна Путінцева

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

3 Центральноєвропейський технологічний інститут, Університет Масарика, Брно, Чеська Республіка

Ільгар З. Мамедов

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

3 Центральноєвропейський технологічний інститут, Університет Масарика, Брно, Чеська Республіка

Ден С. Тавфік

13 Відділ біологічної хімії Інституту науки Вейцмана, Реховот 76100, Ізраїль

Костянтин Олександрович Лук’янов

1 Інститут біоорганічної хімії імені Шемякіна-Овчиннікова, Міклухо-Маклая 16/10, 117997 Москва, Росія

2 Нижегородська державна медична академія, пл. Мініна 10/1, 603005 Нижній Новгород, Росія

Федір А. Кондрашов

5 Universitat Pompeu Fabra (UPF), 08003 Барселона, Іспанія

14 Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), 23 Стор. Lluís Companys, 08010 Барселона, Іспанія

Пов’язані дані

Анотація

Ми проаналізували місцевий ландшафт фітнесу avGFP, оцінивши рівні флуоресценції генотипів, отриманих шляхом випадкового мутагенезу послідовності avGFP (рис. 1). Ми використали сортування клітин, що активується флуоресценцією, та послідовно розподілили всю область кодування GFP, щоб проаналізувати флуоресценцію багатьох тисяч генотипів, створених шляхом випадкового мутагенезу послідовності дикого типу (Додаткова інформація S2 та розширені дані, рис. 1). Ми застосували декілька стратегій, щоб мінімізувати помилку нашої оцінки флуоресценції (Додаткова інформація S3.4 та S4.4), яка була оцінена на основі тисяч незалежних вимірювань послідовності дикого типу (коефіцієнт помилково негативних помилок 0,08%) та генотипів, що включають мутації, відомі для усунення флуоресценції (коефіцієнт помилково позитивних помилок 0,24%). Наш остаточний набір даних включав 56 086 унікальних послідовностей нуклеотидів, що кодують 51 715 різних білкових послідовностей. Наша процедура вводила в середньому 3,7 мутації на послідовність генів, і більшість досліджуваних генотипів містили кілька, до 15, помилкових мутацій. Тим не менше, оскільки загальна кількість можливих послідовностей зростає експоненціально із числом мутацій, частка послідовностей, відібраних для вибірки, була незначною для послідовностей, що містять більше двох мутацій (Розширена таблиця даних 1). Ми використовували ці дані для обстеження місцевого фітнес-ландшафту GFP, аналізуючи вплив одиночних, подвійних та множинних мутацій.