Изучение конъюгативных свойств плазмиды p19 из почвенного штамма Bacillus subtilis 19 тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.15, кандидат биологических наук Шиловский, Игорь Петрович

• Шиловский, Игорь Петрович
• кандидат биологических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Шиловский, Игорь Петрович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Бактериальная конъюгация.

1.1.1. Основные закономерности конъюгации на примере F-фактора Е. coli.

1.1.1.1. Общая характеристика конъюгации.

1.1.1.2. Этапы конъюгации.

1.1.1.3. Гены и белки конъюгации.

1.1.1.4. Регуляция процесса конъюгации.

1.1.2. Сходство элементов конъюгативного аппарата с компонентами системы секреции IV типа (T4SS).

1.1.3. Конъюгативная мобилизация RCR плазмид.

1.1.4. Ретроконъюгация у бактерий.

1.1.5. Конъюгативные транспозоны.

1.1.6. Особенности конъюгации грам-положительных микроорганизмов.

1.1.7. Конъюгация у бацилл.

1.1.7.1. Группа В. cereus.

1.1.7.2. Группа В. subtilis.

1.2. Плазмиды бацилл.

1.2.1. Общая характеристика плазмид бацилл.

1.2.2. Строение крупных плазмид бацилл и свойства, определяемые их генами.

1.2.3. Механизмы репликации крупных плазмид бацилл.

1.2.4. Характеристика отдельных крупных конъюгативных плазмид бацилл.

1.2.4.1. Я subtilis.

1.2.4.1.1. pLS20.

1.2.4.1.2. р1387-3 и другие плазмиды из московской коллекции.

1.2.4.1.3. pBS72, р19 и другие плазмиды из белорусской коллекции.

1.2.4.2. В. thuringiensis.

1.2.4.2.1. рХО 16.

1.2.4.2.2.pAW6 3.

1.2.4.2.3. рВМВ67.

1.2.4.3. В. anthracis.

1.2.4.3.1. pXOl.

1.2.4.3.2. рХ02.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ.

3.1. Клонирование фрагментов ДНК плазмиды р 19, предположительно несущих гены конъюгации.

3.2. Определение нуклеотидной последовательности клонированных фрагментов ДНК плазмиды р19.

3.3. Анализ нуклеотидных последовательностей плазмиды р19.

3.4. Инактивация предполагаемых конъюгативных генов плазмиды р19.

3.5. Изучение явления ретроконъюгации у Bacillus subtilis.

4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение конъюгативных свойств плазмиды p19 из почвенного штамма Bacillus subtilis 19»

Bacillus subtilis является наиболее изученным видом среди грам-положительных бактерий и широко применяется как в лабораторной практике в качестве модельного микроорганизма, так и в прикладных исследованиях по биотехнологии. Кроме того, существенным достоинством этой бактерии служит полное отсутствие патогенности. Ее геном был секвенирован одним из первых (Kunst et al., 1997); у В. subtilis уже давно разработаны методы, позволяющие осуществлять обмен генетическим материалом за счет трансформации и трансдукции. Однако до сравнительно недавнего времени у нее не был описан такой, распространенный у других бактерий, способ гибридизации, как конъюгация. Такой пробел объясняется, в основном, тем, что у лабораторного штамма В. subtilis 168 отсутствуют крупные конъюгативные плазмиды. В лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН была разработана система, позволяющая воспроизводить конъюгативный перенос у различных штаммов В. subtilis (в том числе и у В. subtilis 168) и других бацилл с помощью крупной (размером 97 тпн) плазмиды р19, которую несет природный штамм В. subtilis 19, выделенный проф. М.А. Титок (Белорусский гос. университет) из лесных почв Белоруссии. Конъюгативная плазмида р19 оказалась способной к «самопереносу», переносу мелких неконъюгативных плазмид и к конъюгативному переносу хромосомных генов; это делает ее удобным инструментом для различного рода опытов, связанных с переносом генетического материала у бацилл во многих областях генной инженерии и биотехнологии. Однако строение различных областей этой плазмиды, их «генный набор», и принадлежность ее к какой-либо группе других конъюгативных плазмид бактерий до настоящего времени не изучались.

Целыо работы являлось изучение строения областей, ответственных за конъюгативный перенос, у крупной конъюгативной плазмиды р19, и исследование некоторых особенностей конъюгации, происходящей с участием этой плазмиды.

В задачи исследования входило:

1. На основе полученных ранее производных плазмиды р19 провести клонирование и секвенирование генов конъюгации.

2. Осуществить в базе данных поиск гомологов генов, расположенных на секвенированных плазмидных фрагментах.

3. Провести функциональный анализ генов, лежащих на секвенированных участках плазмиды р 19.

4. Провести сравнительный анализ р19 и других конъюгативных плазмид.

5. Разработать систему, позволяющую обнаружить явление ретроконъюгации у бацилл и изучить это явление на модели плазмиды р19 у Bacillus subtilis. Работа была выполнена в группе генетики плазмид лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН им. Н.И.Вавилова.