Введение к работе
Актуальность проблемы. Цитогенетическое изучение конкретных районов хромосом дрозофилы является фундаментальным подходом к исследованию структурно-функциональной организации индивидуальных генов и генома в целом. Разработанные на дрозофиле методы цитогенстического анализа предоставляют уникальные возможности для исследования генетического содержания отдельных участков хромосом, мутабилыюстн генов, точного картирования локусов. и, в конечном счете, для сопоставления генетической, цитологической и молекулярной карт определенных районов генома. Такой анализ позволяет значительно расширить круг локусов, доступных для генетического и молекулярного исследования, изучения их функционирования в развитии. Применение этого подхода не только существенно облегчает клонирование и анализ генов, но и создает предпосылки для изучения явлений, связанных с хромосомным уровнем организации генетического материала, в частности, эффекта положения генов (ЭП).
Район 44F-45D хромосомы 2 Drosophila mdemogaster совершенно не ізучен в цитогенетическом отношении. Между тем, исходя из данных генетического картирования, именно в этой области расположен ген радночув-ггвительности rad(2)201. Мутация этого гена rad(2)20lGl , обусловлнваю-цая чувствительность развивающихся особен к летальному действию тонизирующей радиации, выделена и детально охарактеризована в нашей габоратории [Баренцева, Захаров, 1976, Хромых,1982]. Сведения об организации и функционировании генов репарации у дрозофилы крайне )граничены,и их анализ представляет несомненный интерес.
Цели работы. Предпринятое нами исследование района 44F-45D пре-іедовало 2 основные цели: создать необходимые цитогенетическне предпо-:ылки для дальнейшего клонирования гена rad(2)201 и охарактеризовать >анее не изученный район генома. Обнаруженные в ходе работы особен-юсти спектра радиационно-нндуцнрованных перестроек заставили нас об->атиться к изучению мутагенеза в данной области и к исследованию эффекта юложения. Таким образом, задачами работы были: I. Возможно более очно локализовать ген rad(2)201; 2. Исследовать спектр мутаций, шдуцируемых ионизирующей радиацией в районе 44F-45D; 3. Иденти-лшировать и охарактеризовать существенные гены области 44F-45C. 4. Ізучнть ЭП генов в хромосомных перестройках в районе 44F-45D.
Научная новизна и значимость работы. Впервые детально охарактерн-опан ранее не изученный район генома дрозофилы 44F-45D. С исполыо-анием различных систем селекции мутаций получена большая коллекция ромосомных перестроек, в том числе дспеций, легальных мутаций и муіа-іий гена white, ннсертнроиапного в эту область и coci.me I'-элемент а. Оо-
наружены необычные особенности спектра выявляемых радиационно-ин-дуцированпых перестроек хромосом: преобладание гетерохроматиновых перестроек и относительно низкая частота делений. Проведен цитогенети-ческий и молекулярный анализ радиацнонно-индуцированных мутаций X-хромосомного гена white, ннсертированного в новую геномную позицию.
С высокой точностью локализован ген радиочувствительности. В районе 44F2-3;45C5-6 идентифицировано 18 жизненно-важных локусов. Определены их цитологическая локализация и порядок; описаны феногенети-ческне характеристики мутаций. Выявлено 6 генов существенных для эмбрионального развития, включая ранее не изученный гаплочувствителькыи локус Notopleural и новый ген, вовлеченный в контроль сегментации эмбрионов. Цитогенетически картирован относящийся к классу сегмент-полярных генов локус lines, показана его роль в имагинальном развитии.
Исследование гетерохроматиновых перестроек обнаружило, что все они вызывают ЭП прилежащих к точке разрыва генов, а район 44-45 высоко восприимчив к возникновению ЭП. Впервые проведенное специальное исследование вторичных перестроек, приводящих к усилению ЭП, обнаружило, что расстояние между разнесенными блоками гетерохроматпна существенно для проявления этого эффекта.
Практическая ценность работы. Исследование тонкой структуры района 44F-45C позволяет упростить дальнейший анализ генов этой области генома. Полученная в ходе работы коллекция мутаций перспективна для изучения различных аспектов генетического контроля развития дрозофилы позволяет создать оригинальные генетические модели для исследования эффекта положения генов. Часть этой коллекции передана в международный центр линий дрозофилы и уже используется в 4-х лабораториях.
Апробация работы. Материалы диссертации были изложены на 6-м Всесоюзном совещании по биологии и генетике дрозофилы, Одесса, 1989; на 6-м Всесоюзном совещании по микродозиметрии, Канев, 1989; на 6-м съезде ВОГиС им.Вавилова, Минск, 1993; на 13 Европейской конференции по дрозофиле, Агия Пелагия, Греция, 1'993, на 35 Ежегодной конференции по дрозофиле, Чикаго, США, 1994.
Публикации.По материалам диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем диссертации. Работа изложена на Ijy страницах машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, выводов и приложения; содержит % таблиц и 15 рисунков. Список литературы включает 2Ы названия, из которых Зф на русском языке.