Введение к работе
Актуальность темы. Цианобактерии являются группой прокариот., в которых процесс фотосинтеза и его генетический контроль наиболее близки к таковым в высших растениях [Stanier, 1977]. Поэтому цианобактерии все чаще используют в качестве модельных систем для изучения функционирования фотосинтетического аппарата и генетического контроля фотосинтеза. Относительная простит организации этих бактерий и в тысячи раз меньший, чем у высших растений, размер генома сделали цианобактерии гфивлекательным объектом для изучения процессов фиксации углерода, свето-регулкруемпЯ генной экспрессии и ряда других метаболических процессов, свойственных растительной клетке. Исследование генетического контроля биологических процессов требует опережающего развития методов генетического анализа объекта. Одной из основ генетического анализа является возмозшость определения принадлежности мутаций к одному или разным генам, установление взаиморасположения и растояний между генами, т.е. доступность методов картирования геномов и наличие самой карты исследуемого генома. К началу данного исследования не были описаны карты генома цианобактерии Synecnocystis sp. РСС 6803, что определяет актуальность диссертационной работы.
Цель и задачи исследования. Целью работы являлось создание физико-генетической карты хромосомы цианобактерии Synechocystis sp. РСС . 6803, представленной в виде групп космид известной локализации,в,бактериальном геноме и, в конечном счете, в виде контига космид -энциклопедии клонов.
Для осуществления поставленной цели решали следующие задачи: конструирование космидной библиотеки Synechocystis sp; РСС 6803; определение пригодности 'библиотеки; :;: для конструирования энциклопедии клонов путем рёстрикционного и гибридизационного анализа клонов; выявление групп космид, соответствующих макрорестрикционным фрагментам хромосомы цианобактерии; выявление групп космид, соответствующих индивидуальным генам цианобактерии; построение энциклопедии клонов в области генома цианобактерии. соответствующей фрагменту Mlul-A и создание генетической карты этой области генома Synechocystis sp. РСС 6803.
Научная новизна и практическая значимость работы. В
результате проведенной работы впервые сконструирована и охарактеризована представительная космидная клонтека цианобактерии Synechocystis sp. РСС 6803. Показана пригодность этой клонотеки для получения физико-генетической карты генома Synechocistis sp. РСС 6803 представленной в виде энциклопедии клонов. Выявлены 40 групп космид библиотеки Synechocystis sp. РСС 6803, соответствующих макрорестрикционным фрагментам хромосомы цианобактерии. Эти группы представляют собой картирующую панель для локализации на физической карте цианобактерии клонированнньи фрагментов ДНК. Выявлены и соотнесены с картированными макрорестрикционными фрагментами группы космид библиотеки Synechocystis sp. РСС 6803, соответствующие 44 генам и хромосомным маркерам цианобактерии, в том числе 22 генам, регулирующим процесс фотосинтеза. Данные группы космид являются удобным источником материала для поиска новых генов, функционально связанных с использованными генами-зондами. Создана энциклопедия клонов -физико-генетическая карта высокого разрешения, представленная в виде контига космид, покрывающая четверть от всей хромосомы Synechocystis sp. РСС 6803. На карту нанесены 17 генов цианобактерии. Предложена принципиально новая схема генетического анализа мутаций цианобактерии, основанная на рекомбинационном анализе с помощью сформированной энциклопедии клонов.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 141 стр. машинописного текста и состоит из 5 глав: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение и выводы. Список литературы, приведенный в конце диссертации включает 160 наименований. Работа содержит 15 рисунков и 8 таблиц.