Главная » Просмотр файлов » Диссертация

Диссертация (1145941), страница 2

Файл №1145941 Диссертация (Изучение роли транскрипционного фактора KNOX 3 в процессе органогенеза клубеньков бобовых растений) 2 страницаДиссертация (1145941) страница 22019-06-29СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Изучение взаимосвязи ТФ и гормонов как основных регуляторовразвития растений является важной задачей биологии развития.Степень разработанности темы. К числу важнейших групп ТФ относятгомеодомен-содержащие ТФ, в частности, транскрипционные факторы семействаKNOX. ТФ KNOX относятcя к суперсемейству белков TALE с гомеодоменом.Впервые ТФ, содержащие гомеодомен, были описаны у животных как ключевыерегуляторы развития. У растений ТФ KNOX известны как основные регуляторыфункционирования побеговой апикальной меристемы (ПАМ). Показано, чтомишенями транскрипционных факторов (ТФ) KNOX в меристеме побегаявляютсягены,кодирующиеизопентинилтрансферазы(IPT),ферментыбиосинтеза цитокинина, гормона, играющего ключевую роль в поддержанииактивности апикальной меристемы побега.

Цитокинин также играет важную рольв развитии азотфиксирующих клубеньков, формирующихся на корнях бобовыхрастений. Известно, что компоненты цитокининного сигналинга активируются вответ на Nod-фактор у бобовых растений. Более того, недавно было показано, чтоцитокинин также вовлечён в систему авторегуляции клубенькообразования (англ.autoregulation of nodulation, AON): синтезируемый в побеге цитокинин поступаетв корень и подавляет образование клубеньков. У ряда бобовых растений в ходеразвития клубеньков была выявлена активация экспрессии генов IPT, а такжегеновLOG(LONELYGUY),кодирующихферменты,необходимые дляобразования активных форм цитокинина.

Однако, возможные активаторыбиосинтеза цитокинина в клубеньках не известны. Поскольку известно, что вмеристеме побега ТФ KNOX активируют экспрессию генов биосинтезацитокинина IPT, представляет интерес изучение роли генов KNOX в развитиисимбиотического клубенька и исследование возможной роли генов KNOX вактивации биосинтеза цитокинина при клубенькообразовании.9Целью нашей работы является изучение роли генов KNOX в развитии клубенька улюцерны слабоусеченной (Medicago truncatula) и их возможной роли в активациибиосинтеза цитокинина.Задачи работы включают:1. Анализ экспрессии генов семейства MtKNOX при клубенькообразовании1.1. Количественный анализ экспрессии генов MtKNOX на разных стадияхразвития клубеньков1.2. Локальный анализ экспрессии гена MtKNOX3 при клубенькообразовании2.

Анализ экспрессии генов MtIPT и MtLOG, вовлеченных в метаболизмцитокинина, при клубенькообразовании3. Изучение роли гена MtKNOX3 с помощью изменения уровня экспрессииэтого гена в трансгенных корнях.3.1. Изучение влияния сверхэкспрессии гена MtKNOX3 на развитиеклубеньков.3.2. Изучение влияния искусственного подавления экспрессии гена MtKNOX3с помощью интерференции РНК на развитие клубеньков и экспрессиюпредполагаемых генов - мишеней (MtIPT, MtLOG)4.

Изучение непосредственного связывания ТФ MtKNOX3 с промоторамипредполагаемых генов-мишеней (MtIPT, MtLOG)5. Исследование взаимосвязи ТФ MtKNOX с компонентами системыавторегуляции клубенькообразования (AON): CLV1-подобной киназой MtSUNN иCLE-пептидами5.1.ИзучениеэкспрессиигеновMtKNOXиMtIPTусуперклубенькообразующего мутанта sunn-3 (в.т. ч. локальный анализ экспрессииMtKNOX3)5.2. Изучение влияния подавления экспрессии гена MtKNOX3 с помощьюинтерференцииРНКнаэкспрессиюклубенькообразовании10геновCLE,активируемыхприНаучная новизна диссертационной работы.

Впервые показано участиетранскрипционных факторов KNOX в развитии симбиотических клубеньков улюцерны (M. truncatula). Впервые показана активация экспрессии ряда геновсемейства IPT в развивающихся клубеньках. Впервые показана взаимосвязьмежду ТФ KNOX3 и активацией цитокининового ответа при развитииклубеньков.

Впервые показана активация экспрессии генов KNOX в побеге в ответна инокуляцию, что указывает на возможное участие этих генов в AON. Такжепоказано возможное участие ТФ KNOX3 в авторегуляции клубенькообразованиячерез влияние на экспрессию генов, кодирующих CLE-пептиды. На основеполученных данных предполагается общность механизмов активации биосинтезацитокининавПАМ,вклубеньках,атакжеприавторегуляцииклубенькообразования.Методы исследования и достоверность результатов исследования. Вработеиспользованыразнообразныемолекулярно-генетическиеметоды(клонирование фрагментов генов, трансформация бактерий, дрожжей и растений,ПЦР, ПЦР в режиме реального времени, анализ сдвига электрофоретическойподвижности (EMSA), метод на основе поверхностного плазмонного резонанса(SPR)), биохимические методы, такие как выделение и очистка белка из дрожжей,белковый электрофорез и вестерн-блот, методы микроскопии (визуализацииэкспрессии (GUS-окрашивание), приготовление микропрепаратов и т.д.), методыкультивированиярастенийinvitro,компьютерныйанализданныхистатистические методы для оценки достоверности результатов.

Исследованиепроводили с использованием в качестве модельного объекта Medicago truncatula(Jemalong A17). Достоверность экспериментальных данных, представленных вдиссертации, подтверждена воспроизводимостью результатов в несколькихбиологических и технических повторностях и доказана с применением методовматематической статистики.11Основные положения, выносимые на защиту.1) Транскрипционные факторы MtKNOX, а именно MtKNOX3/5/9, участвуютв регуляции развития клубеньков у люцерны M. truncatula.2)МеханизмдействиятранскрипционногофактораMtKNOX3приклубенькообразовании связан с активацией биосинтеза цитокинина, о чемсвидетельствуетизменениеэкспрессиигеновбиосинтезацитокининавтрансгенных корнях с изменением экспрессии гена MtKNOX3, а также прямоесвязывание гомеодомена MtKNOX3 с регуляторными последовательностямигенов MtIPT и MtLOG.3) Транскрипционные факторы MtKNOX участвуют в авторегуляцииклубенькообразования, и их экспрессия в побеге и корне регулируется с участиемкиназы MtSUNN.Теоретическая и практическая значимость работы.

Предложена новаясхема, объясняющая участие ТФ KNOX в клубенькообразовании у люцерны и ихроли в биосинтезе цитокинина. Результаты работы расширили понимание ролитранскрипционных факторов KNOX в развитии растений и, в частности, приклубенькообразовании. Результаты данной работы могут быть использованы вматериалах курсов лекций «Симбиогенетика», «Генетика развития растений» и«Актуальные проблемы биотехнологии», читаемых на кафедре генетики ибиотехнологии СПбГУ.Апробацияработы.Основныерезультатыдиссертационнойработыпредставлены в виде четырех статей, опубликованных в ведущих журналах, атакже в виде устных и стендовых докладов на научных конференциях.Работа выполнялась при поддержке грантов РНФ: 16-16-10011, РФФИ: 15-34271, РФФИ: 14-04-00591Объём и структура работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав иприложений. Полный объём диссертации составляет 178 страницы с 54рисунками и 2 таблицами. Список литературы содержит 234 наименований.12Глава 1. Обзор литературы1.1. Транскрипционные факторы семейства KNOX и их роль в развитиирастенийГены KNOX кодируют транскрипционные факторы (ТФ), которые относятся ксуперсемейству гомеодоменсодержащих белков TALE (Three Amino acid LoopExtension).

Его характерной чертой является наличие трёх дополнительныхаминокислотмеждупервойивторойальфа-спиралямигомеодомена.Представители группы ТФ TALE встречаются как у животных, так и у растений(Hamant and Pautot, 2010).Гомеодомен ТФ KNOX расположен на С-концевой части белка. Этот доменнеобходим для связывания транскрипционного фактора с регуляторнымипоследовательностями ДНК (и следовательно, контролирует специфичностьсвязывания), а также, возможно, участвует в образовании гомодимеров. Рядом сгомеодоменом (ближе к N-концу) расположен так называемый ELK домен(обогащенный аминокислотами Glu (E), Leu (L), Lys(K)).

Функция домена ELK неясна, но предполагается, что он содержит сигнал ядерной локализации и можетдополнительно участвовать в репрессии транскрипции. Домен GSE (обогащенныйаминокислотами Gly (G), Ser (S), Glu (E)) расположенный ближе к N-концуотносительно домена ELK, участвует в регуляции стабильности белка, посколькувегосоставеприсутствуетпоследовательностьPEST(обогащеннаяаминокислотными остатками Pro (P), Glu (E), Ser (S), Thr (T), которая, каксчитается, задействована в деградации белка через убиквитин-зависимый путь.Домен MEINOX, состоящий из поддоменов KNOX1 и KNOX2, находится в Nконцевой части белка и необходим для белок-белковых взаимодействий (Scofieldand Murray, 2006) (Рисунок 1).13Рисунок 1 - Схема доменной организации белка KNOX (Scofield, Murray, 2006).Ген KNOTTED1 кукурузы (KN1) был выделен два десятилетия назад прианализе мутантов, полученных методом транспозонного мутагенеза.

У мутантовпо гену KN1 наблюдалось образование «узелков» на листьях (‘knotted’ leaves), чтои обусловило название таких мутантов. Было показано, что ген KN1 принадлежитсемейству транскрипционных факторов (ТФ) с гомеодоменом (Vollbrecht, et al.,1991). Это открытие вызвало значительное волнение среди специалистов вобласти генетики развития, поскольку несколько лет до этого выделениегомеобокс-содержашихгеновуживотныхизменилопредставлениеомолекулярных основах развития и эволюции многоклеточных организмов.Клонирование первого представителя семейства генов KNOX у кукурузы,KNOTTED 1 (KN1), привело к подобному взрыву в области генетики развитиярастений (Hake, et al., 1995).

Характеристики

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6489
Авторов
на СтудИзбе
303
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее