Русские учёные расшифровали первый геном

Впервые банк расшифрованных геномов пополнился данными из России: учёные Научно-исследовательского института физико-химической медицины Росздрава и Института проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН прочитали геном малоизученной бактерии ахолеплазмы — возбудителя многих болезней растений. Теперь генетики думают над созданием препаратов для защиты растительного мира, а также возможностью использовать бактерию в качестве утилизатора холестерина. Краткое описание результатов работы учёных из лаборатории генной инженерии под руководством Василия Лазарева уже появилось на сайте www.ncbi.nlm.nih.gov, содержащем базы данных по биологическим наукам

Инициатором революционной для отечественной науки работы по расшифровке генома ахолеплазмы стал НИИ физико-химической медицины Росздрава. "Мы давно изучаем эту бактерию и отмечаем в ней некоторые нетипичные для данного вида микроорганизмов биохимические и физиологические свойства, — рассказывает предысторию проекта руководитель лаборатории генной инженерии института Василий Лазарев. — И раньше догадывались, что ахолеплазма имеет отличные от других представителей рода микоплазмы ферменты, и особенную организацию процесса жизнедеятельности. Но точно установить её особенности можно было только после расшифровки генома«.Acholeplasma laidlawii PG-8A (индекс проекта 19259) (Научно-исследовательский институт физико-химической медицины Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию Российской Федерации).
Acholeplasma laidlawii обнаруживается в твёрдых средах, компосте, клеточных культурах, таких как клетки тканей человека и некоторых видов животных (птиц, грызунов, приматов и др.). Эта бактерия имеет ряд особенностей. Во-первых, как и все изученные ахолеплазмы, она содержит в составе клеточной мембраны специфические липогликаны. Во-вторых, клетки A. laidlawii способны к биосинтезу de novo биополимеров двух важных групп: каротиноидов, встраивающихся только в клеточную мембрану, и насыщенных жирных кислот. Хорошим примером гибкости процессов обмена веществ у Acholeplasma laidlawii является синтез глюкозы благодаря использованию фермента пирофосфат-зависимой фосфофруктокиназы, которая также обнаружена и у других видов ахолеплазм. Впрочем, вид A. laidlawii имеет и примечательное отличие от представителей рода ахолеплазм, связанное с генетическим «алфавитом»: только у бактерии данного вида сочетание трёх букв UGA является сигналом остановки процесса считывания генетической информации. У других же микоплазм этот триплет кодирует аминокислоту триптофан.
Это первый проект по секвенированию генома бактерий семейства Acholeplasmataceae.

Работы начались в ноябре прошлого года и были проведены в рекордные для отечественной фундаментальной науки сроки — за 10 месяцев.

По словам учёного, процесс секвенирования генома ахолеплазмы выглядит примерно так: каждый клон заранее выращенной бактерии (то есть колонию, произошедшую от одной родительской клетки) переносят в питательную среду. Там его культивируют, наращивают до определённого размера, после чего с помощью специального оборудования выделяют из него дезоксирибонуклеиновую кислоту. Полученную ДНК нарезают на фрагменты длиной примерно 2000 пар оснований. Эти фрагменты клонируют в плазмиду, Воздействие бактерии ахолеплазмы на человека пока не доказано, но установлено, что она является возбудителем многих опасных заболеваний растительного мира, в том числе таких сельскохозяйственных растений, как картофель, клевер, лук, морковь, а также декоративных культур. Этот микроорганизм способен проникать в их ткани непосредственно через корневую систему и, трансформируясь в ультрамикроформы, вызывать, морфозы и желтухи, приводящие к преждевременной гибели растений которую, в свою очередь, вводят в клетки кишечной палочки. В новой среде плазмида амплифицируется, после чего её снова выделяют из кишечной палочки и секвенируют. Затем биоинформатики собирают кусочки ДНК в единый геном, и расшифровывают его свойства.

«Весь процесс роботизирован, — поясняет Василий Лазарев. — Институт имеет дорогостоящее оборудование, позволяющее достаточно быстро проводить подобные манипуляции. Если бы работу выполняли вручную, то времени ушло бы примерно в 100 раз больше. К тому же новые приборы позволили перейти на работу с микрообъёмами. Сегодня я могу держать в одной руке одновременно 384 микропробирки». Речь, конечно же, идёт о планшетном формате исследований.

Пока о результатах расшифровки генома ахолеплазмы учёные говорят только в общих чертах (готовится статья в один из самых авторитетных международных научных журналов), отмечая лишь, что эти результаты, по меньшей мере, неожиданны. У ахолеплазмы обнаружилось совершенно оригинальное свойство — способность утилизировать холестерин из внешней среды. Василий Лазарев допускает вариант, что на основе этой бактерии будет создана искусственная клетка с полезными программируемыми свойствами, чего вот уже несколько лет пытается добиться автор расшифровки первого генома человека Крейг Вентер. Возможно, после опубликования статьи о результатах исследования бактерию, до сих пор относящуюся к группе микоплазм, переклассифицируют.

Но, прежде всего, расшифровка генома ахолеплазмы, как, впрочем, и любой другой бактерии, имеет фундаментальное значение. Новые данные об отдельно взятом микроорганизме позволят лучше понять механизмы патогенности бактерий и вирусов. На основе этих знаний можно будет исследовать свойство микробов приспосабливаться к лекарственным препаратам, а в перспективе — разработать новые средства борьбы с возбудителями губительных для флоры заболеваний. В частности, в ахолеплазме предполагается найти гены-мишени, при воздействии на которых многие полезные растения будут спасены.

Источник www.strf.ru

E-mail пользователя:
Пароль:
Запомнить меня

У вас нет аккаунта? Создайте его сейчас.

Добавить комментарий

« Назад

« Предыдущая страница   | | Следующая страница »