Введение к работе
Актуальность проблемы. Вопрос о роли горизонтального перемещения генов в эволюции и популяционной динамике природных сообществ бактерий является принципиально важным не только с общебиологической точки зрения, но и для решения многих практических задач, в частности для оценки риска интродукции в окружающую среду бактерий,.,сконструированных методами генной инженерии. Горизонтальному переносу генов устойчивости к антибиотикам среди клинических бактерий посвящено бесчисленное количество работ (Levy, Novick, 1986)... Однако очевидно, что перемещения этих генов, вызванные искусственно созданным чудовищным давлением отбора, обусловленным массированным применением антибиотиков в медицине и ветеринарии, могут не отражать закономерностей перемещения генов в естественных условиях среды. Поэтому много работ (давших, впрочем, весьма скромные результаты) посвящено изучению межвидового переноса генов почвенных бактерий в модельных система): путем внесения в образцы почвы специально сконструированных донорных или, реже, реципиентных штаммов (Levy, Miller, 1989). Однако попыток изучения реального распределения потенциально мобильных генов в природных популяциях почвенных или водных бактерий, особенно з глобальном масштабе, практически не предпринималось, по-видимому, из-за отпугивающей сложности задачи.
Цель и задачи исследования. Целью данного исследования, являющегося частью обширной работы, проводимой в Отделе молекулярных основ генетики ИМГ РАН, -было описание распределения генов устойчивости к ртути и связанных с ними генов транспозиции среди грамотрицательных бактерий, обитающих в местах с естественно повышенным содержанием этого токсичного элемента. В задачи исследования входило:
1. Изучение инсерционной специфичности и физических карт обнаруженных в ОМОГ транспозонов устойчивости к ртути. Изучение распределения последовательностей ДНК, близкородственных этим транспозонам, среди разных видов бактерий различного географического происхождения.
2. Определение полкой нуклеотидной последовательности тег-оперона, обнаруженного ранее в штамме Acinetobacter. Поиск и определение близкородственных последовательностей в других родах бактерий. Изучение транспозиционных генов, отвечающих за перемещения этого тег-оперона.
Научная новизна и практическая ценность работы. В работе впервые обнаружено, что в природе существуют транспозоны устойчивости к ртути, которые существенно отличаются по структуре от транспозонов, описанных для клинических бактерий. Продемонстрировано, что в природе происходят межродовые перемещения генов устойчивости к ртути. Показано, что географически эти перемещения могут иметь глобальный характер и сопровождаются актами гомологичной рекомбинации между дискретными вариантами тег-оперонов. Результаты работы свидетельствуют, что, несмотря на значительное разнообразие mer-оперонов почвенных и водных бактерий, генетическая структура популяции этих оперонов и несущих их транспозонов относительно проста, является единой для всего земного шара и доступна для исследования.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на семинаре -Отдела молекулярных основ генетики Института молекулярной генетики РАН (1994), на конференции Acinetobacter'94 (1994, Эдинбург).
Структура и объем работы. Текст диссертации организован стандартным образом и включает следующие разделы: "введение", "обзор литературы", " результаты исследования", "заключение", "выводы". Техт иллюстрирован рисунками и таблицами и содержит список цитируемых литературных источников.