Введение к работе
Актуальность проблемы. Непостоянство - одно из важнейших свойств генома, диалектически противоположное его постоянству. Постоянство генома, обеспечивается точным воспроизводством дискретных факторов наследственности - генов. Одновременно присутствует и нестабильность, проявляющаяся, в первую очередь, в образовании генных мутаций.
В 1914 году Эмерсон, исследуя мозаичность перикарпа у кукурузы, выдвинул предположение о существовании часто мутирующих, нестабильных генов [цит по Crow, 1988]. Изучение нестабильности пошло по пути поиска факторов, увеличивающих скорость мутирования Было найдено, что скорость мутирования повышается под действием радиации [HJMuller, 1928], химических веществ - мутагенов [Сахаров, 1932; Рапопорт, 1946, Лобашев, 1967], температуры и УФ-излучения [Дубинин, 1966].
Несколько позднее получило широкое распространение представление о «реплицирующейся нестабильности» [Корогодин и др., 1977; Дубинин, 1978], Суть его в образовании потенциальных повреждений, которые лишь со временем могут превращаться в явные [Auerbach, Kilbey, 1971] Предмутационное повреждение реплицируется, обеспечивая нестабильное состояние генома не только в первом после воздействия, но и в последующих циклах деления клеток
Б Мак Клинток в конце 40-ых годов прошлого века описала «контролирующие элементы» кукурузы, задав новое направление исследованиям нестабильности - изучению мобильных элементов (МЭ) генома [McClintock В, 1948]. Оказалось, что именно МЭ являются причиной большинства спонтанных мутаций, а при образовании нестабильности под действием генетических или внешних воздействий резко повышается частота их перемещений.
В настоящее время ведутся активные исследования нестабильности, связанной с активацией перемещений МЭ, радиационно-индуцированной нестабильности и нестабильности при канцерогенезе. Несмотря на хорошую генетическую и молекулярную изученность явлений, причины, переводящие геном из стабильного состояния в нестабильное и наоборот до сих пор не ясны
В 2000 г в лаборатории клеточного деления ИЦиГ СО РАН была разработана методика получения факультативных доминантных деталей (ФДЛ) у Drosophila melanogaster. Линии дрозофилы, содержащие такие мутации, демонстрируют высокий уровень нестабильности генома Направленное получение нестабильных линий с ФДЛ открывает новые возможности для разработки проблемы генетической нестабильности.
Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось исследование нестабильности в линиях Drosophila melanogaster, несущих ФДЛ
В работе были поставлены следующие задачи:
1. При помощи разработанной методики получить серию мутаций у Drosophila melanogaster, содержащих ФДЛ во второй аутосоме и Х-хромосоме.
Описать основные генетические особенности полученных ФДЛ.
Изучить нестабильность генома в линиях с ФДЛ путем исследования скоростей транспозиций 412 мобильного элемента в линиях, содержащих и не содержащих ФДЛ.
Научная новизна. В работе представлена методика получения нового класса мутаций, представляющих собой доминантные летали с условным проявлением. В генетической практике описано несколько случаев спонтанного образования похожих мутаций, но способ направленного их получения разработан впервые.
Необычными являются свойства обнаруженных мутаций. Одним из них является способность переводить геном из стабильного состояния в нестабильное. Нестабильность выражается в потере летальных свойств со временем («разлеталивание»), хромосомной нестабильности (хромосомные потери), массовом образовании видимых мутаций, модификаций и нарушений развития одностороннего характера - морфозов
В нескольких линиях ФДЛ получили видимое проявление (диморфные мутации) Диморфная мутация имеет видимое проявление у самок и не имеет у самцов. Диморфные мутации также нестабильны Генетическая нестабильность у диморфных мутантов подтверждена на молекулярном уровне в виде активных перемещений МЭ 412. По частотам транспозиций диморфные линии достоверно отличаются от исходной и контрольной линий: одна линия - по инсерциям, другая - по эксцизиям. Контрольная линия получена в одном эксперименте с диморфными линиями, но не содержит ФДЛ.
Практическая ценность. Получены коллекции (около 100) мутантных линий по второй аутосоме и Х-хромосоме, а так же коллекция диморфных линий. Коллекции могут быть использованы для дальнейших исследований
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на Ш Съезде ВОГиС («Генетика в XXI веке- современное состояние и перспективы развития», Москва, 2004 г.), Ш Международной конференции «Проблема вида и видообразования» (Томск, 2004 г.), II Международной Конференции «Modem Problems of Genetics, Radiobiology, Radioecology and Evolution» (Армения, Ереван, 2005 г), V Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность), (Москва, 2006 г.), Международной Конференции «Генетика в Россини и мире», посвященной 40-летию Института общей генетики им Н И Вавилова РАН (Москва, 2006 г.), I Международной молодежной конференции «Молекулярная и клеточная биология» (Томск, 2007), а также на Отчетных сессиях ИЦиГ СО РАН в 2005 и 2006 гг.
Публикации. По результатам работы опубликовано 9 работ, в том числе 5 статей в рецензируемых изданиях.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов, результатов, обсуждения, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 135 страницах и
