ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАГЕНЕЗА ДНК РАСТЕНИЙ Arabidopsis thaliana В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА И СТАДИИ ВЕГЕТАЦИИ 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.
ARABIDOPSIS THALIANA Ризуховидка Таля – Arabidopsis thaliana широко используется в качестве модельного организма для изучения генетики и биологии развития растений. Малый размер генома. 2. Геном секвенирован и депонирован в Gen. Bank. 3. Относительно короткий цикл развития. 1. 2
Молекулярные механизмы старения Ограничение числа клеточных делений как следствие укорочения теломеров Повреждения ДНК, ошибки ДНК-полимеразы, накопление мутаций Случайное снижение функций генов, важных для соматических клеток многоклеточного организма Окислительные повреждения биомолекул активными формами кислорода 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 Транзиции Трансверсии A↔G T↔C Инсерции A ↔T G↔C Делеции 5
Участки ДНК, выбранные для исследования накопления соматических мутаций: Actin 2(Actin), t. RNAPro-t. RNACys (mitoh), ITS 1 -5. 8 r. RNA-ITS 2(ITS), rbc. L. 6
Arabidopsis thaliana на разных стадиях вегетации 7
Материалы и методы Растения A. thaliana высаживали и выращивали в климатической камере ПЦР участков исследуемых генов (смесь Taq и Pfu полимераз, 6: 1) Выделение ДНК из проростков 1, 4, 8 и 12 недельного возраста Выделение ПЦРпродуктов из геля, клонирование, секвенирование Анализ результатов 8
Общее, Нуклеотидные замены %(кол-во) At. Actin 2, %(кол-во) ITS 1 -5. 8 r. RNA-ITS 2, %(кол-во) t. RNAProt. RNACys (mitoh), %(кол-во) rbc. L, %(кол-во) 39. 4 (26) 6. 1 (4) 25. 8 (17) 13. 6 (9) 45. 3 (29) 4. 7 (3) 26. 6 (17) 10. 9 (7) 3. 0 (2) 6. 1 (4) 1. 5 (1) 4. 7 (3) 3. 1 (2) - Транзиции A→G G→A T→C C→T 31. 8 (84) 7. 2 (19) 22. 7 (60) 11. 7 (31) A→T A→C T→A T→G G→T G→C C→A C→G 3. 8 (10) 12. 1 (32) 4. 2 (11) 1. 5 (4) 2. 3 (6) 1. 1 (3) 0. 8 (2) 36. 1 (13) 16. 3 (16) 2. 8 (1) 11. 2 (11) 50 (18) 8. 2 (8) 2. 8 (1) 14. 3 (14) Трансверсии 7. 1 (7) 30. 6 (30) 8. 3 (3) 1. 0 (1) 3. 1 (3) 2. 0 (2) 1. 0 (1) 9
Общий уровень мутаций 4 Уровень мутаций на 1000 пн 4 3 * * ** 3 2 2 1 1 0 1 4 8 недели 12 1 Actin 2 4 недели ITS rbcl 8 12 Mitoh p≤ 0, 01=**; p ≤ 0, 05=* 10
Уровень нуклеотидных замен 4 Уровень нуклеотидных замен на 1000 пн * 3 3 * 2 ** 2 1 1 0 0 1 4 8 12 недели Actin p≤ 0, 01=**; p ≤ 0, 05=* ITS Rbcl Mitoh 11
Общий уровень инсерций и делеций 3 Уровень инсерций и делеций на 1000 пн 3 Уровень инсерций и делеций на 1000 нк ** ** 2 2 1 * ** ** ** 1 ** 0 0 1 4 8 недели 12 1 4 8 недели Actin p≤ 0, 01=**; p ≤ 0, 05=* ITS Rbcl 12 Mitoh 12
Выводы • 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
Спасибо за внимание: )
Скачать презентацию ИССЛЕДОВАНИЕ МУТАГЕНЕЗА ДНК РАСТЕНИЙ Arabidopsis thaliana В ЗАВИСИМОСТИ
2014-04-DVFU-Zlata-03.pptx