Автореферат (1145827)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиЖук Анна СергеевнаФЕНОТИПИЧЕСКОЕ ПРОЯВЛЕНИЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГОМАТЕРИАЛА, УЧИТЫВАЕМЫХ В АЛЬФА-ТЕСТЕ У ДРОЖЖЕЙSACCHAROMYCES CEREVISIAEспециальность: 03.02.07 - генетикаАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата биологических наукСанкт-Петербург2016Работа выполнена на кафедре генетики и биотехнологии биологическогофакультета Федерального государственного бюджетного образовательногоучреждения высшего образования "Санкт-Петербургский государственныйуниверситет"Научныйруководитель:доктор биологических наук, профессор, академик РАН,Инге-Вечтомов Сергей Георгиевич, профессор кафедрыгенетики и биотехнологии, Федеральное государственноебюджетноеобразовательноеучреждениевысшегообразования "Санкт-Петербургский государственныйуниверситет"Официальныеоппоненты:доктор биологических наук, профессор,Ким Александр Иннокентьевич, профессор кафедры генетики,Федеральное государственное бюджетное образовательноеучреждениевысшегообразования"Московскийгосударственный университет им.

М.В.Ломоносова"доктор биологических наук, профессор, академик РАЕН,заслуженный деятель науки РФ,Ревазова Юлия Анатольевна, ведущий научный сотрудникотдела генетической токсикологии, Федеральное бюджетноеучреждение науки "Федеральный научный центр гигиены им.Ф.Ф. Эрисмана" РоспотребнадзораВедущаяорганизация:Федеральное государственное бюджетное учреждение"Петербургский институт ядерной физики им.

Б.П.Константинова", Национальный исследовательский центр"Курчатовский институт"Защита диссертации состоится ___________________ 2016 г. вчасов назаседании совета Д.212.232.12. по защите докторских и кандидатских диссертацийпри Санкт-Петербургском Государственном университете по адресу: 199034Санкт-Петербург, Университетская наб., д. 7/9, СПбГУ, биологический факультет,кафедра генетики и биотехнологии, аудитория 1.С диссертацией можно ознакомиться в центральной библиотеке им.

М. ГорькогоСанкт-Петербургского Государственного университета и на сайте СанктПетербургского государственного университета (http://spbu.ru/).Автореферат разослан ___________________ 2016 г.Ученый секретарьдиссертационного советаД.212.232.12,доктор биологическихнаукМамон Людмила Андреевна3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Живые организмы постоянно испытываютразнообразные воздействия генетически активных факторов, которые нарушаютстабильность генома (Абилев и Глазер, 2015). Изменение темпов мутирования поддействием экзогенных и эндогенных факторов может существенно отразиться начисленности и генетической структуре популяции, а также здоровье человека иприспособленности растений и животных к условиям обитания. Дестабилизациягенетическогоматериалаявляетсяпричинойвозникновениямногихнаследственных и онкологических заболеваний человека, а также приводит кснижению жизнеспособности организмов и ускоряет процесс старения клеток(Friedberg et al., 2006; Hoeijmakers, 2009; Bernstein et al., 2013).

Согласносовременным представлениям, в основе абсолютного большинства наследуемыхизменений генетического материала лежат первичные повреждения ДНК, такие какодно- и двунитевые разрывы ДНК, модификации оснований, пиримидиновыедимеры, 6-4 фотопродукты, аддукты, разрывы сахаро-фосфатного остова молекулыДНК (Pages and Fuchs, 2002; Friedberg et al., 2006). Процесс устранения первичныхповреждений ДНК включает несколько этапов и может занимать длительное время.В результате репарации поврежденной ДНК первичные повреждения либобесследно устраняются, либо превращаются в генные мутации и хромосомныеперестройки, или индуцируют реципрокную рекомбинацию, что приводит кизменению фенотипических признаков организма (Friedberg et al., 2006).

Влияниенаследуемых изменений генетического материала на фенотип организмов изученодостаточно хорошо, но данные о характере и механизмах фенотипическогопроявления первичных повреждений ДНК ещё до момента их превращения вмутации или устранения системами репарации практически отсутствуют. Длярешения этой актуальной задачи мы применили подход, разработанный на кафедрегенетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета,который получил название альфа-тест.Степень разработанности темы. Хорошо изучены последствия накоплениягенных и геномных мутаций в канцерогенезе, выявлены мутантные аллелинекоторых генов, которые тесно связаны с риском развития наследственных ионкологических заболеваний (Friedberg et al. 2006; Pierce, 2012; Alberts et al., 2015).Тем не менее, первые этапы становления генных и геномных мутаций (Лобашев,1946), а именно: механизмы возникновения и взаимопревращения первичных(предмутационных) повреждений ДНК, а также временны̀е параметры иэффективность их устранения системами репарации – требуют дальнейшего болееглубокого изучения.

В настоящее время разработано много методов длярегистрации генных и геномных мутаций различных типов (Kumari et al., 2008), ноиз-за врѐменного характера первичных повреждений эти методы не позволяютпрослеживать весь процесс превращения первичных повреждений ДНК внаследуемые изменения генетического материала, а также сопоставлятьфенотипическое проявление первичных повреждений и наследуемых измененийгенетического материала. Альфа-тест – единственная из известных систем,позволяющая регистрировать фенотипическое проявление первичных поврежденийДНК и отличать его от проявления наследуемых изменений генетическогоматериала.

К настоящему времени продемонстрирована эффективность альфатеста для выявления генетически активных физических и химических факторов, атакже для изучения результата инактивации ряда генов системы синтеза ДНК в4обход повреждений и репарации ДНК с двунитевыми разрывами (Степченкова идр., 2009; Kochenova et al., 2011). Данные, полученные нами ранее, подтверждают,что альфа-тест является адекватным подходом для регистрации фенотипическогопроявления первичных повреждений ДНК и наследуемых измененийгенетического материала, возникающих как спонтанно, так и при воздействииразличными мутагенами.Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работы: изучитьхарактер фенотипического проявления первичных повреждений генетическогоматериала и их вклада в наследственную и модификационную изменчивость удрожжей Saccharomyces cerevisiae с использованием альфа-теста.Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:1.

Оценить способность первичных повреждений различных типов:модификаций оснований, двунитевых разрывов, пиримидиновых димеров,индуцированных эталонными мутагенами, а также модификаций и неспаренностейоснований, возникших на фоне дефектов систем репарации, проявлятьсяфенотипически.2. Определить временные параметры процесса устранения ифенотипического проявления первичных повреждений относительно стадийклеточного цикла.Научная новизна. В представленной работе впервые установленамолекулярная природа первичных повреждений ДНК, способных проявлятьсяфенотипически в альфа-тесте, а также исследована возможность ихфенотипического проявления в зависимости от стадии клеточного цикла, накоторой возникли повреждения. Впервые с использованием изогенных штаммовдрожжей было проведено комплексное исследование эталонных мутагенов идефектов систем репарации в альфа-тесте, состоящем из двух взаимодополняющихсистем: тестов на "незаконную" гибридизацию и "незаконную" цитодукцию.Дополнительно в ходе исследования было установлено, что дрожжевые клетки,потерявшие хромосому III, способны вступать в гибридизацию.Теоретическая и практическая значимость работы.

Изучение процессапреобразования первичного повреждения в наследуемое изменение генетическогоматериала представляет особый интерес, как с теоретической, так и с практическойточек зрения. Исследования в этой области важны для понимания механизмовстановления мутаций, реципрокной и других типов рекомбинации и иныхнарушений генетического материала, а также для дальнейшего развитиягенетической токсикологии и исследования механизмов, блокирующих мутагенез.Полученные результаты вносят вклад в развитие теории мутационного процесса, атакже будут полезны для дальнейшего изучения взаимодействия системрепликации и репарации генетического материала, и исследования точностирепарации, и понимания фундаментальных механизмов изменчивости.

Результатыработы могут быть использованы в исследованиях в области общей биологии игенетики, мониторинга состояния окружающей среды, а также для разработки исовершенствования систем тестирования генетической активности факторов,обладающих потенциальной мутагенной и канцерогенной активностью, чтонеобходимо для защиты генома человека и животных от эндогенных и экзогенныхмутагенных факторов.

Полученные нами результаты могут быть использованы влекциях по курсам "Репликация, репарация и мутагенез", "Молекулярнаягенетика", "Частная генетика дрожжей", "Механизмы модификаций. К общей5теории изменчивости", читаемых на кафедре генетики и биотехнологии СанктПетербургского государственного университета, а также в образовательномпроцессе в биологических и медицинских высших учебных заведениях России.Методология и методы исследования.

В представленной работеиспользован интегральный подход, сочетающий методы классической имолекулярной генетики, современные молекулярно-генетические и цитологическиеподходы. В работе использован широкий спектр молекулярно-генетическихметодов (клонирование генов, трансформация клеток дрожжей и бактерий,полимеразная цепная реакция, методы по дизайну праймеров и плазмид, методиндукции потери хромосом), методы флуоресцентной микроскопии, проточнаяцитометрия, компьютерный анализ данных и статистические методы для оценкидостоверности результатов. Исследование проводили с использованием в качествемодельного объекта эукариотических микроорганизмов грибов Saccharomycescerevisiae.Положения, выносимые на защиту.

Модификации оснований идвунитевые разрывы ДНК могут проявляться фенотипически в альфа-тесте до ихустранения системами репарации или превращения в наследуемые изменениягенетического материала. Неспаренности оснований не имеют самостоятельногофенотипического проявления в альфа-тесте и могут быть учтены только после ихпревращения в наследуемые изменения генетического материала. В зависимости отмолекулярной природы первичного повреждения и связанной с этим егоспособностью нарушать матричные процессы, большинство первичныхповреждений могут фенотипически проявляться в альфа-тесте в пределах одногоклеточного цикла. Если первичное повреждение произошло на стадии G1, товероятность его самостоятельного фенотипического проявления в альфа-тестеявляется максимальной.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации