01.07.2025, 11:00 Uhr

Universität Wien
UBB, Seminarraum 2.1
Djerassiplatz 1
1030 Wien

Titel: Improvement of the prediction of bacterial secreted proteins
using eukaryotic-like domains

Kurzfassung:
Bakterielle sekretierte Proteine (Effektorproteine) spielen eine wichtige Rolle in den
Interaktionen zwischen symbiotischen Bakterien und ihren eukaryotischen
Wirtsorganismen. Zur Vorhersage von Effektorproteinen gibt es eine Vielzahl
verschiedener Methoden, welche meist die Signalsequenzen bestimmter
Sekretionssysteme zur Erkennung von Effektorproteinen nutzen. EffectiveELD hingegen
nutzt eukaryotisch-artige Domänen (ELDs), um Effektorproteine vorauszusagen. Folglich
können bakterielle Effektorproteine weitreichend vorhergesagt werden, unabhängig
davon, wie sie sekretiert werden. Im Zuge dieser These werden zur Erstellung von
bakteriellen Trainingsdatensätzen Umweltmetadaten aus biologischen Datenbanken
(GOLD, NCBI, BacMap) und mit PhenDB vorhergesagte genomische Merkmale (T3SS,
T4SS, T6SS, SYMBIONT) dahingehend verglichen, wie präzise sie symbiotische und
nicht-symbiotische Bakterien unterscheiden können. Dabei wurde festgestellt, dass die
Umweltmetadaten deutlich sensibler bei der Erkennung von Symbionten sind, weshalb sie
für EffectiveELD verwendet wurden. Anschließend werden eukaryotische Pfam-Domänen
mithilfe eukaryotischer Proteine aus der eggNOG 4.5 Datenbank identifiziert. Ihre
Häufigkeit in nicht-symbiotischen Bakterien wird als Referenzwert für die Vorhersage von
ELDs verwendet. Dafür hat die vorherige Version von EffectiveELD einen z-Score
berechnet, welcher jedoch voraussetzt, dass die Daten normalverteilt sind. Die Annahme,
dass die eukaryotischen Domänen in nicht-symbiotischen Bakterien nicht normalverteilt
sind, wurde jedoch bestätigt. Versuche, die Daten zu transformieren, sodass sie einer
Normalverteilung entsprechen, waren nicht erfolgreich. Folglich wird der
nichtparametrische Wilcoxon-Vorzeichen-Rang-Test für eine Stichprobe als neue
Bewertungsmethode von EffectiveELD verwendet. Mit dieser Methode wurde eine
Selektion bekannter ELDs sehr genau vorhergesagt. Folglich wird jedes Protein, welches
eine eukaryotisch-artige Domäne enthält, von EffectiveELD als bakterielles Effektorprotein
eingestuft. Derzeit ist keine Implementierung von EffectiveELD geplant, es wird jedoch ein
Konzept für die Implementierung dieser neuen Version von EffectiveELD vorgeschlagen.