Огнева З.В., Дубровина А.С., Тюнин А.П., Киселев К.В. Студентка 3 курса кафедры биотехнологии ШЕН ДВФУ Научный руководитель - Дубровина А.С., к.б.н., с.н.с. лаборатории биотехнологии БПИ ДВО РАН.
Ризуховидка Таля – Arabidopsis thaliana - широко используется в качестве модельного организма для изучения генетики и биологии развития растений. Малый размер генома. Геном секвенирован и депонирован в GenBank. Относительно короткий цикл развития. 2
Ограничение числа клеточных делений как следствие укорочения теломеров Повреждения ДНК, ошибки ДНК-полимеразы, накопление мутаций Окислительные повреждения биомолекул активными формами кислорода Случайное снижение функций генов, важных для соматических клеток многоклеточного организма Молекулярные механизмы старения Возрастная деградация организма Возможная смерть 3
Целью данной научно-исследовательской работы было выяснить, как влияет хронологический возраст однолетнего растения на частоту и молекулярный спектр соматических мутаций. Задачи : Определить частоту накопления соматических мутаций в четырех кодирующих и некодирующих участках ДНК A. thaliana на разных стадиях развития растения. Изучить разнообразие соматических мутаций, обнаруженных на разных стадиях жизненного цикла A. thaliana. 4
Соматические мутации Нуклеотидные замены Делеции Инсерции Транзиции A↔G T↔C Трансверсии A ↔T G↔C 5
Actin2 ( Actin ), tRNAPro-tRNACys ( mitoh ), ITS1-5.8rRNA-ITS2(ITS), rbcL. 6
7
Растения A. thaliana высаживали и выращивали в климатической камере Выделение ДНК из проростков 1, 4, 8 и 12 недельного возраста ПЦР участков исследуемых генов ( смесь Taq и Pfu полимераз, 6:1) Выделение ПЦР-продуктов из геля, клонирование, секвенирование Анализ результатов 8
Нуклеотидные замены Общее, %(кол-во) AtActin2, %(кол-во) ITS1-5.8 rRNA-ITS2, %(кол-во) tRNAPro-tRNACys ( mitoh ), %(кол-во) rbcL, %(кол-во) Транзиции A→G 31.8 (84) 36. 1 (13) 16.3 (16) 39.4 (26) 45.3 (29) G→A 7.2 (19) 2.8 ( 1 ) 11.2 (11) 6.1 (4) 4.7 (3) T→C 22.7 (60) 50 ( 18 ) 8.2 (8) 25.8 (17) 26.6 (17) C→T 11.7 (31) 2.8 ( 1 ) 14.3 (14) 13.6 (9) 10.9 (7) Трансверсии A→T 3.8 (10) - 7.1 (7) - 4.7 (3) A→C 12.1 (32) - 30.6 (30) 3.0 (2) - T→A 4.2 (11) 8.3 ( 3 ) 1.0 (1) 6.1 (4) 4.7 (3) T→G 1.5 (4) - 3.1 (3) 1.5 (1) - G→T 2.3 ( 6 ) - 3.1 (3) 1.5 (1) 3.1 (2) G→C 1.1 ( 3 ) - 2.0 (2) 1.5 (1) - C→A 0.8 ( 2 ) - 2.0 (2) - - C→G 0.8 ( 2 ) - 1.0 (1) 1.5 (1) - 9
p≤ 0,01=**; p ≤0,05=* 10
p≤ 0,01=**; p ≤0,05=* 11
p≤ 0,01=**; p ≤0,05=* 12
Установлено, что частота накопления соматических мутаций в исследуемых участках ДНК значительно возрастает c возрастом A. thaliana (1,6 мутаций на 1000 нуклеотидов у однонедельного проростка до 2,7 мутаций на 1000 нуклеотидов у растения в возрасте 12 недель). Показано, что в исследуемых участках ДНК накапливались точечные нуклеотидные замены, инсерции и делеции. Подавляющее большинство нуклеотидных замен - транзиции (около 73%), а замены A:T→G:C являлись наиболее часто встречающимся типами транзиций. 13
