Genome-wide functional annotation and structural verification of metabolic ORFeome of Chlamydomonas reinhardtii
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Recent advances in the field of metabolic engineering have been expedited by the availability of genome sequences and metabolic modelling approaches. The complete sequencing of the C. reinhardtii genome has made this unicellular alga a good candidate for metabolic engineering studies; however, the annotation of the relevant genes has not been validated and the much-needed metabolic ORFeome is currently unavailable. We describe our efforts on the functional annotation of the ORF models released by the Joint Genome Institute (JGI), prediction of their subcellular localizations, and experimental verification of their structural annotation at the genome scale. RESULTS: We assigned enzymatic functions to the translated JGI ORF models of C. reinhardtii by reciprocal BLAST searches of the putative proteome against the UniProt and AraCyc enzyme databases. The best match for each translated ORF was identified and the EC numbers were transferred onto the ORF models. Enzymatic functional assignment was extended to the paralogs of the ORFs by clustering ORFs using BLASTCLUST. In total, we assigned 911 enzymatic functions, including 886 EC numbers, to 1,427 transcripts. We further annotated the enzymatic ORFs by prediction of their subcellular localization. The majority of the ORFs are predicted to be compartmentalized in the cytosol and chloroplast. We verified the structure of the metabolism-related ORF models by reverse transcription-PCR of the functionally annotated ORFs. Following amplification and cloning, we carried out 454FLX and Sanger sequencing of the ORFs. Based on alignment of the 454FLX reads to the ORF predicted sequences, we obtained more than 90% coverage for more than 80% of the ORFs. In total, 1,087 ORF models were verified by 454 and Sanger sequencing methods. We obtained expression evidence for 98% of the metabolic ORFs in the algal cells grown under constant light in the presence of acetate. CONCLUSIONS: We functionally annotated approximately 1,400 JGI predicted metabolic ORFs that can facilitate the reconstruction and refinement of a genome-scale metabolic network. The unveiling of the metabolic potential of this organism, along with structural verification of the relevant ORFs, facilitates the selection of metabolic engineering targets with applications in bioenergy and biopharmaceuticals. The ORF clones are a resource for downstream studies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».