Введение к работе
Актуальность проблемы. Оогенез представляет собой сложный, контролируемый скоординированным действием большого числа генов, многоэтапный процесс, результагом которого является формирование зрелой яйцеклетки Изучение оогенеза - одна из приоритетных задач современной биологии и медицины Несмотря на то, что уже известны многие гены, контролирующие этот процесс, в настоящее время ведутся интенсивные поиски новых генов и особенно комплексов взаимодействующих генов, участвующих в его регуляции Данная работа посвящена изучению роли гена Trithorax-hke (Trl) в оогенезе Drosophila melanogaster Ген Trl кодирует многофункциональный белок GAGA, одной из основных функций которого является регуляция экспрессии генов Наиболее хорошо изучена роль этого белка в ходе эмбриогенеза О функциональной значимости белка GAGA в ходе оогенеза дрозофилы ранее можно было судить только на основании косвенных данных Было известно, что продукты гена Trl, активно экспрессирующегося в яичниках взрослых мух, накапливаются в растущем ооците и необходимы для развивающегося эмбриона Однако при анализе ранее известных 2>/-мутантов и генетических мозаиков не было выявлено никаких морфологических нарушений в структуре яичников и яйцевых камер Отсутствие прямых доказательств того, что ген Trl необходим для оогенеза дрозофилы, связано с тем, что в мировых коллекциях отсутствовали мутации, позволяющие проводить подобного рода исследования В данной работе были получены и охарактеризованы новые гипоморфные мутации гена Trl, которые позволили провести всесторонний анализ влияния гена Trl на оогенез дрозофилы Белок GAGA требуется для обеспечения экспрессии множества генов дрозофилы, поэтому полученные в работе данные позволяют выявить не только участие самого гена Trl в ходе оогенеза, но и ряд предполагаемых, ранее не описанных в литературе, генов-мишеней белка GAGA, участвующих в контроле оогенеза Результаты исследования оогенеза дрозофилы имеют фундаментальное значение для выяснения причин стерильности насекомых, а данные о формировании актиновых филаментов и миграции клеток могут быть использованы в исследованиях, проводимых на других модельных объектах
Цели и задачи" работы состояли в изучении роли гена Trl и кодируемого им белка GAGA в оогенезе D melanogaster В связи с этим были поставлены следующие задачи-
Получить новые гипоморфные мутации гена Trl, влияющие на оогенез дрозофилы, и провести их картирование,
Провести анализ влияния вновь полученных мутаций на экспрессию гена Trl как на уровне мРНК, так и на уровне белка,
Исследовать влияние этих мутаций на оогенез дрозофилы,
Изучить изменение фертильности и морфологии яичников мутантов в зависимости от уровня экспрессии гена Trl
Научная новизна работы
Получены и охарактеризованы новые гипоморфные мутации гена Trl, в разной степени снижающие экспрессию гена Полученные мутации явились уникальным инструментом, позволившим впервые провести детальное исследование влияния гена Trl на оогенез дрозофилы
Впервые показано, что изменение экспрессии гена Trl приводит к изменению структуры яичников мух Нарушения выявляются как в овариолах, так и в отдельных яйцевых камерах Установлено, что 7>/-мутации вызывают изменение числа половых клеток (питающих и ооцитов) в яйцевых камерах по сравнению с нормой Впервые у 7И-утантов выявлены дефекты в формировании стадиоспецифических цитогагазматических актиновых филаментов в питающих клетках на поздних стадиях развития яйцевой камеры В работе впервые описано нарушение в функционировании соматических клеток у Trl мутантов На поздних стадиях развития яйцевой камеры у мутантов нарушается миграция бордюрных и центрипетальных клеток Дефекты в формировании цитоплазматических актиновых филаментов и в функционировании соматических клеток приводят к нарушению процесса переноса цитоплазмы питающих клеток в ооцит и, следовательно, к прекращению роста ооцита
Положения, выносимые на защиту
В результате проведенного в данной работе исследования было установлено, что нарушение в экспрессии белка GAGA является причиной выявленных дефектов в ходе оогенеза мутантов Установлено, что все анализируемые Trl-мутанты характеризуются однотипными, но проявляющимися в разной степени нарушениями морфологии яичников Степень проявления нарушений коррелирует с уровнем снижения транскрипции гена Trl в яичниках Наиболее сильные нарушения зарегистрированы для мутантов Шза, у которых значительно снижен уровень экспрессии гена Trl в яичниках У мутантов Trl362
Научно-практическая значимость работы Результаты данной работы способствуют расширению фундаментальных знаний о процессе оогенеза насекомых Материалы данной диссертационной работы могут быть использованы в курсах лекций для студентов биологических и медицинских факультетов
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав (обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение), выводов и списка литературы Работа изложена на 122 страницах печатного текста, содержит 7 таблиц и иллюстрирована 41 рисунком В списке литературы приведен 201 источник
