CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN
3.2. MỨC ĐỘ THAY ĐỔI MẬT ĐỘ TRIMER TRONG CÁC TRÌNH TỰ
3.2.3. Tỉ lệ thay đổi của mật độ trimer giữa các vi khuẩn
Mật độ phân bố của một trimer là tần suất xuất hiện trung bình của trimer đó trên mỗi kbp trình tự. Theo kết quả nghiên cứu trình bày ở Mục 3.2.1, khi vi khuẩn tiến hóa, mật độ phân bố của tất cả các trimer đều thay đổi (hoặc tăng lên, hoặc giảm đi), và các loài khác nhau có số lượng các trimer (và các trimer BSĐN tương ứng) cụ thể có mức độ thay đổi về mật độ phân bố khác nhau trong các trình tự protein sense và antisense trên cả hai replichore của nhiễm sắc thể. Theo kết quả nghiên cứu trình bày ở Mục 3.2.2, khi vi khuẩn tiến hóa, mật độ của các trimer trong các trình tự protein sense và mật độ các trimer BSĐN tương ứng trong các trình tự protein antisense ít thay đổi hơn so với mật độ trimer trong các trình tự protein antisense và mật độ trimer BSĐN trong các trình tự protein sense, và những thay đổi về mật độ của các trimer trong các trình tự protein antisense và của các trimer BSĐN trong các trình tự protein sense thì lớn hơn nhiều, đồng thời cũng rất khác biệt nhau. Trong khi đó, khi tiến hóa, vi khuẩn cũng bảo tồn sự phân bố mật độ của trimer trong các trình tự protein sense trên một replichore và của trimer BSĐN tương ứng trong các trình tự protein antisense trên replichore còn lại (Mục 3.1.2). Do đó, phần nghiên cứu này đƣợc thực hiện nhằm xác định tỉ lệ tăng (hay giảm) của một trimer khi mật độ trimer thay đổi tăng (hay giảm) trong mối quan hệ với sự tăng (hoặc giảm) về mật độ của các trimer khác. Phương pháp xác định được trình bày trong Mục 2.2.7.
50
Theo kết quả trình bày ở Mục 3.2.1, ở các vi khuẩn trên nhánh I (Hình 2.1), số trimer (hoặc trimer BSĐN tương ứng) trên cả hai replichore có mật độ tăng ít hơn số trimer (hoặc trimer BSĐN tương ứng) có mật độ giảm. Tuy nhiên, kết quả trình bày ở Bảng 3.3 cho thấy, trên mỗi replichore, tổng số mật độ trimer tăng luôn bằng tổng số mật độ trimer giảm. Điều này có nghĩa là khi các trimer có mật độ tăng lên trên một replichore một lƣợng bao nhiêu thì các trimer có mật độ giảm đi trên replichore đó phải giảm một lượng tương ứng, cho thấy sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các trimer có mật độ tăng và các trimer có mật độ giảm trên cùng một replichore.
Bảng 3.3. Tổng mật độ trimer tăng (hoặc giảm) khi các vi khuẩn tiến hóa ra xa vi khuẩn B.
rhizoxinica HKI 454 ở nhánh I. Rx là R1 hoặc R2. Dấu - chỉ mật độ giảm.
Vi khuẩn A Vi khuẩn B
Replichore (Rx)
MT-S MT-AS MTBSĐN-S MTBSĐN-AS MTtăng-Rx hoặc MTgiảm-Rx
B. rhizoxinica HKI 454 B. lata383 R1
Tăng trên R1 17.845002 24.194306 24.717470 20.171424 86.928202 Giảm trên R1 -27.223226 -15.274410 -15.298157 -29.068822 -86.864615
R2
Tăng trên R2 22.869945 31.833317 26.418009 23.483676 104.604947 Giảm trên R2 -32.611337 -19.716494 -16.658466 -35.590371 -104.576669
B. thailandensi s E264 R1
Tăng trên R1 24.686799 25.569799 26.703473 26.783077 103.743148 Giảm trên R1 -32.884714 -18.639201 -18.464000 -33.690494 -103.678409
R2
Tăng trên R2 27.544156 30.163614 24.757997 29.725581 112.191349 Giảm trên R2 -33.470483 -20.600915 -18.813663 -39.278046 -112.163107
B. pseudomall ei 1026b R1
Tăng trên R1 25.600693 26.076054 27.390566 28.467093 107.534407 Giảm trên R1 -34.571840 -19.380295 -18.378030 -35.139966 -107.470131
R2
Tăng trên R2 30.703485 31.489971 27.317524 30.855487 120.366467 Giảm trên R2 -38.735461 -21.691941 -19.266892 -40.643000 -120.337295
B. mallei SAVP1 R1
Tăng trên R1 24.507338 24.821207 27.180740 28.080953 104.590238 Giảm trên R1 -34.031602 -18.952189 -17.615815 -33.928105 -104.527711
R2
Tăng trên R2 31.363901 33.438530 26.703962 31.406190 122.912583 Giảm trên R2 -37.820454 -22.640596 -20.228931 -42.193830 -122.883811
B. mallei ATCC2334 4 R1
Tăng trên R1 25.886213 34.248936 29.213937 28.130371 117.479457 Giảm trên R1 -36.025163 -29.488816 -19.034045 -33.987829 -118.535854
R2
Tăng trên R2 29.770804 33.277431 26.537656 30.631147 120.217038 Giảm trên R2 -36.619993 -22.107619 -19.670012 -41.790620 -120.188245
Tuy nhiên, sự tăng và giảm mật độ trimer trên một replichore thì không liên quan đến sự tăng và giảm mật độ trimer trên replichore kia, bởi vì tổng số mật độ trimer tăng (hoặc giảm) trên R1 có thể giống hoặc khác R2 (Bảng 3.3).
51
Hình 3.14. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. lata 383 tiến hóa ra xa B. rhizoxinica HKI 454.
Khi B. lata 383 tiến hóa ra xa B. rhizoxinica HKI 454 trong nhánh I, trên R1, tăng nhiều nhất về mật độ là trimer GAG trong các trình tự protein antisense và trimer BSĐN của nó (CTC) trong các trình tự protein sense (Hình 3.3A). Tỉ lệ tăng mật độ của GAG và CTC trong số các trimer có mật độ tăng tương ứng chiếm 7.3 và 6.1%
tổng mật độ tăng (Hình 3.14A). Trong khi đó, GAG trong các trình tự protein sense giảm nhƣng ở mức ít hơn, chiếm 2.6% tổng mật độ giảm, và tỉ lệ giảm của CTC trong các trình tự protein antisense chiếm 2.3% tổng mật độ giảm. Đáng chú ý là trimer GCG và trimer BSĐN của nó, CGC, tăng về mật độ trong tất cả các nhóm trình tự, với mức độ tăng cao nhất chỉ 1.3 lần (tương ứng với log10(MTB/MTA) = 0.12, Hình 3.3A), tuy nhiên GCG tăng trong các trình tự protein sense chiếm đến 6.6% tổng mật độ tăng và CGC tăng trong các trình tự protein antisense chiếm 6.8% tổng mật độ tăng (Hình 3.14A).
Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của các trimer (và trimer BSĐN) trên R2 cũng tương tự nhƣ trên R1 (Hình 3.14A và B), cho dù tổng mật độ tăng (và giảm) trên R2 cao hơn (Bảng 3.3).
52
Tỉ lệ tăng (và giảm) của các trimer giữa các loài B. thailandensis E264, B.
pseudomallei 1026b, B. mallei SAVP1, B. mallei ATCC23344 và loài B. rhizoxinica HKI 454 trong nhánh I tương ứng được trình bày trong Hình 3.15, Hình 3.16, Hình 3.17 và Hình 3.18. Ở các cặp vi khuẩn này, GAG trong các trình tự protein antisense và trimer BSĐN của nó (CTC) trong các trình tự protein sense vẫn chiếm tỉ lệ tăng đột biến, tuy nhiên chiếm tỉ lệ tăng cao nhất lại là GCG và trimer BSĐN của nó, CGC.
Hình 3.15. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. thailandensis E264 tiến hóa ra xa B.
rhizoxinica HKI 454.
Trên R1 và R2, tỉ lệ tăng của GCG trong các trình tự protein sense của B.
thailandensis E264 so với B. rhizoxinica HKI 454 tương ứng là 11.5 và 11% tổng mật độ tăng, và tỉ lệ tăng của CGC trong các trình tự protein antisense của B. thailandensis E264 so với B. rhizoxinica HKI 454 tương ứng là 12.6 và 12.1% tổng mật độ tăng (Hình 3.15).
Giữa B. pseudomallei 1026b và B. rhizoxinica HKI 454, tỉ lệ tăng của GCG trong các trình tự protein sense chiếm 11.5% tổng mật độ tăng trên R1 và 12% tổng mật độ tăng trên R2, đồng thời tỉ lệ tăng của CGC trong các trình tự protein antisense chiếm 12.9% tổng mật độ tăng trên R1 và 12.1% trên R2 (Hình 3.16).
53
Hình 3.16. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. pseudomallei 1026b tiến hóa ra xa B.
rhizoxinica HKI 454.
Hình 3.17. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. mallei SAVP1 tiến hóa ra xa B.
rhizoxinica HKI 454.
Giữa B. mallei SAVP1 và B. rhizoxinica HKI 454, tỉ lệ tăng của GCG trong các trình tự protein sense chiếm 12.5% tổng mật độ tăng trên R1 và 12.1% tổng mật độ
54
tăng trên R2, đồng thời tỉ lệ tăng của CGC trong các trình tự protein antisense chiếm 13.1% tổng mật độ tăng trên R1 và 11.7% trên R2 (Hình 3.17).
Hình 3.18. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. mallei ATCC23344 tiến hóa ra xa B.
rhizoxinica HKI 454.
Giữa B. mallei ATCC23344 và B. rhizoxinica HKI 454, tỉ lệ tăng của GCG trong các trình tự protein sense chiếm 11.4% tổng mật độ tăng trên R1 và 11.5% tổng mật độ tăng trên R2, đồng thời tỉ lệ tăng của CGC trong các trình tự protein antisense chiếm 11.7% tổng mật độ tăng trên R1 và 11.6% trên R2 (Hình 3.18).
Ở các vi khuẩn trên nhánh II (Hình 2.1), khác với trên nhánh I, số trimer (hoặc trimer BSĐN tương ứng) trên cả hai replichore có mật độ tăng nhiều hơn số trimer (hoặc trimer BSĐN tương ứng) có mật độ giảm (Mục 3.2.1), tuy nhiên lại giống với các vi khuẩn trên nhánh I, tổng số mật độ trimer tăng luôn bằng tổng số mật độ trimer giảm tính trên toàn replichore, và tổng số mật độ trimer tăng (hoặc giảm) trên R1 khác với trên R2 (Bảng 3.4).
55
Bảng 3.4. Tổng mật độ trimer tăng (hoặc giảm) khi các vi khuẩn tiến hóa ra xa vi khuẩn B.
phymatum STM815 ở nhánh II. Rx là R1 hoặc R2. Dấu - chỉ mật độ giảm.
Vi khuẩn A Vi khuẩn B
Replichore (Rx)
MT-S MT-AS MTBSĐN-S MTBSĐN-AS MTtăng-Rx hoặc MTgiảm-Rx
B. phymatum STM815 B. xenorovans LB400 R1
Tăng trên R1 6.754038 10.544184 9.409032 5.921241 32.628495 Giảm trên R1 -9.096937 -6.260887 -7.066157 -10.204787 -32.628768
R2
Tăng trên R2 7.118255 10.433867 10.138564 6.456061 34.146747 Giảm trên R2 -9.608009 -7.219696 -7.649038 -9.670427 -34.147170
Burkholderi a Sp. CCGE1003 R1
Tăng trên R1 7.499842 16.966639 7.979288 10.660198 43.105967 Giảm trên R1 -7.819881 -13.517954 -7.659042 -14.108582 -43.105459
R2
Tăng trên R2 8.977414 8.397565 6.863034 7.725097 31.963110 Giảm trên R2 -8.691900 -7.463819 -7.148330 -8.658843 -31.962892
Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của một trimer khi mật độ trimer thay đổi tăng (hay giảm) ở nhánh II khi các vi khuẩn tiến hóa ra xa B. phymatum STM815 đƣợc trình bày trong Hình 3.19 và Hình 3.20.
Giữa B. xenorovans LB400 và B. phymatum STM815 (Hình 3.19), trimer GAG và trimer BSĐN của nó, CTC, có mật độ thay đổi rất khác so với các cặp vi khuẩn trong nhánh I, đồng thời trimer tăng về mật độ chiếm tỉ lệ cao nhất tính trên tổng mật độ tăng của toàn bộ replichore không còn là GCG (và CGC) nữa mà là GGC, chiếm 8.1% (và trimer BSĐN của nó, GCC, chiếm 6.9%), và GGT, chiếm 8.4% (và trimer BSĐN của nó, ACC, chiếm 6.7%). Giữa hai loài này, trái ngƣợc với các cặp vi khuẩn trong nhánh I, GCG (và CGC) có mật độ giảm trong tất cả các nhóm trình tự trên cả hai replichore, giảm nhiều nhất là CGC trong các trình tự protein antisense trên R1, chiếm 8.6% tổng mật độ giảm.
Giữa Burkholderia Sp. CCGE1003 và B. phymatum STM815 (Hình 3.20), trimer GAG (và CTC) cũng có mật độ thay đổi khác so với các cặp vi khuẩn trong nhánh I, đồng thời cũng không giống với cặp B. xenorovans LB400 và B. phymatum STM815 (Hình 3.19) trong nhánh II; kiểu tăng (hoặc giảm) và tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của rất nhiều trimer (và trimer BSĐN tương ứng) cũng không giống như ở B. xenorovans LB400 và B. phymatum STM815.
56
Hình 3.19. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi B. xenorovans LB400 tiến hóa ra xa B.
phymatum STM815.
Hình 3.20. Tỉ lệ tăng (hoặc giảm) của mật độ trimer khi Burkholderia Sp. CCGE1003 tiến hóa ra xa B. phymatum STM815.
57
Như vậy, có thể thấy rằng vi khuẩn khi tiến hóa thì các số lượng khác nhau của trimer (và trimer BSĐN tương ứng) tăng lên (hoặc giảm đi) về mật độ với các tỉ lệ mật độ tăng (hoặc giảm) khác nhau tính trên tổng mật độ tăng (hoặc giảm) cho từng replichore. Cho dù số lượng trimer (và trimer BSĐN tương ứng) có mật độ tăng (hoặc giảm) ít hay nhiều thì tổng mật độ tăng luôn luôn bằng tổng mật độ giảm tính trên mỗi replichore.
Tỉ lệ mật độ tăng (hoặc giảm) là những giá trị thể hiện khả năng thay thế của các trimer (hay trimer BSĐN) để làm hình thành bộ gene mới của vi khuẩn khi vi khuẩn tiến hóa. Trị tuyệt đối của giá trị tỉ lệ tăng (hoặc giảm) mật độ trimer càng cao thì khả năng thay thế của trimer đó vào bộ gene càng lớn để tạo nên loài mới.
58