Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Knoppjästsvampar är en typ av svampar med encellig morfologi. Knoppjästsvampar utgör Saccharomycotina, en understam till Ascomycota och innefattar mer än 1000 idag beskrivna arter, bland annat bakjästen Saccharomyces cerevisiae. Trots att S. cerevisiae är en av de mest studerade eukaryota organismerna förekommer ett stort antal andra arter av knoppjästsvampar som först nyligen sekvenserats och där ytterst få funktioner hos gener är kartlagda. Gener utan klarlagda funktioner brukar kallas ”orphan genes”.
Som grund för den fylogenetiska analysen i detta projekt ligger en icke-karaktäriserad genfamilj hos knoppjästsvampar som kodar för ett förmodat kloroperoxidas. Syftet var att försöka upprätta en hypotes om enzymets funktion baserat på de ekologiska förhållanden där arter av knoppjästsvampar med denna typ av gen återfinns. Sökningar gjordes efter homologa sekvenser till den valda genen, både inom gruppen knoppjästsvampar och inom andra taxonomiska grupper. De påträffade homologerna låg till grund för konstruktionen av ett fylogenetiskt träd som sedan användes som underlag för en hypotes om relationen mellan de kloroperoxidas-liknande gener som påträffades.
Undersökningen resulterade i ett fylogenetiskt träd där endast en del av alla arter av knoppjästsvampar bildade en monofyletisk grupp. Cirka två tredjedelar av de påträffade sekvenserna bildade en större monofyletisk grupp, medan de andra sekvenserna bildade mindre grupper som visade närmre släktskap med bakteriella kloroperoxidaser. Denna polyfyletiska fördelning av sekvenser från knoppjästsvamparna tyder på att nära evolutionärt släktskap finns mellan dessa och de bakteriella sekvenserna i analysen. Detta släktskap kan bero på en eller flera fall av horisontell genöverföring från bakterie till knoppjästsvamp.

Budding yeasts are a group of predominantly unicellular fungi that together form the subphylum Saccharomycotina of phylum Ascomycota. Subphylum Saccharomycotina consists of over 1000 described species, which include the common baker’s yeast Saccharomyces cerevisiae. S. cerevisiae is one of the most studied eukaryotic organisms but until recently only a few other species of budding yeasts have had their genomes sequenced. Despite the recent increase in sequenced budding yeast genomes, genome annotation has lagged behind resulting in many so-called “orphan genes”, genes without a described function, which have yet to be examined.
The focus of this project was a non-characterized gene family within budding yeasts that encode a putative chloroperoxidase. The purpose was to construct a hypothesis concerning enzyme function based on ecological or metabolic properties of the species where chloroperoxidase-like homologues were found. Searches for homologues for the chosen gene were performed both within Saccharomycotina and in other taxonomic groups. The found homologues formed a dataset which was used to construct a phylogenetic tree. This tree functioned as support for a hypothesis about possible relationships between species where homologous were found.
The analysis generated a phylogenetic tree where only a part of the sequences from budding yeasts constituted a monophyletic group. Two thirds of sequences found in budding yeasts formed a larger monophyletic group, while the remaining third formed smaller groups that exhibited closer relationships with bacterial chloroperoxidase than with the yeast sequences. This polyphyletic distribution of budding yeast sequences indicates a closer evolutionary relationship to bacterial sequences. This relationship could be due to one or several instances of horizontal gene transfer from bacteria to yeast.