|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Современные проблемы микологии и альгологии. Молекулярная филогенетика грибовучебный курс
- Автор: Шнырева Алла Викторовна
- Год создания: 2016
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: 1. Молекулярная филогенетика: определение, задачи, методы исследования. Участки генома с филогенетически значимой информацией. Область применения. 2. Процедура определения родства и построения филогенетических деревьев. Множественные выравнивания, алгоритмы. Пакеты компьютерных программ, наиболее широко используемые в филогенетических реконструкциях: PAUP – анализ парсимоний; PHYLIP – анализ парсимоний, дистанционных матриц и матриц максимального правдоподобия; MEGA. Примеры. 3. Область применения молекулярно-филогенетических исследований. Международный проект AFTOL SBD (Assembling Fungal Tree of Life with Structural and Biochemical Database): прогресс и трудности. 4. Геномика: определение, задачи, методы исследования. Международные научные консорциумы и проекты по секвенированию геномов. 5. Биоинформатические ресурсы, программы для филогенетических исследований. Основные центры по полногеномному секвенированию. Портал Joint Genome Institute, MycoCosm – многофункциональный биоинформатический ресурс по секвенированию геномов грибов. Биоинформатические ресурсы SILVA, MycoBank, EMBL, UNITE. 6. Секвенирование геномов эукариот. Секвенирование транскрипторов эукариот. Два основных подхода полногеномного секвенирования: иерархический подход, основанный на картировании (map-based) и whole genome shotgun (WGS). Примеры. 7. Аннотирование геномов: в чем трудности. Сборка генов de novo. Аннотирование геномов модельных организмов на основе физических и генетических карт. 8. Бар-кодинг. Область применения. Недостатки и ограничения в применении. 9. Секвенирование 2-го поколения. NGS (Next Generation Sequencing). Общая схема работы платформ NGS. 10. Технология создания библиотек фрагментов ДНК для NGS. Клональная амплификация фрагментов ДНК: мостиковая и эмульсионная ПЦР. 11. Пиросеквенирование. Технология 454 Life Sciences. Секвенирование на платформе Illumina. 12. Метод иммунопреципитации хроматина с последующим секвенированием ChIP-Seq в эпигеномных исследованиях. 13. Технологии циклического лигазного секвенирования SOLiD и секвенирования единичных молекул Helicos и SMRT (single molecule real time sequencing). Области применения высокопроизводительного секвенирования NGS. 14. Исследование микробных сообществ методами NGS. Метагеномное секвенирование. Понятие «метагеном» и подходы в исследовании. Биоинформатический анализ данных метагеномного секвенирования. Комбинированный алгоритм анализа таксономического состава сообщества: сложности и перспективы. 15. Горизонтальный перенос генов (ГПГ). Филогенетический анализ различных групп организмов как свидетельство ГПГ. Механизмы ГПГ у прокариот: трансформация, трансдукция, трансфекция. Возможные механизмы ГПГ у эукариот. Эндосимбиоз – площадка для ГПГ. Примеры. 16. Категории генов, наиболее часто участвующих в горизонтальном переносе генов в царстве грибов. Примеры. ГПГ у эукариот с осмотрофным типом питания – грибы и оомицеты. 17. Горизонтальный перенос генов, участвующих в синтезе вторичных метаболитов. Примеры. ГПГ белков-транспортеров. ГПГ в эволюции грибов – паразитов растений (фитопатогенов). Примеры. 18. Геномное редактирование. Гибридные мегануклеазы типа цинковых пальцев ZFN (Zinc Finger Nucleases) и эффекторные TALEN (Transcription-Activator-Like Effector Nucleases); РНК-направляемые нуклеазы RGEN (RNA-Guided Engineered Nucleases). Типы мутаций и сайт-специфические модификации генома в результате гомологичной рекомбинации и негомологичного соединения концов. CRISPR-Cas система адаптивного иммунитета бактерий. Принцип работы CRISPR-Cas9 системы в геномном редактировании. Применение CRISPR-Cas9 системы для редактирования геномов грибов: примеры создаваемых конструкций. Общая стратегия геномной инженерии с помощью сайт-специфических нуклеаз. Перспективы использования CRISPR-Cas геномного редактирования в биотехнологии и медицине. Новейшие технологии, способствующие реализации задач геномного редактирования: методы трансфекции, цифровая капельная ПЦР (droplet PCR, dPCR). II. МИКРОЭВОЛЮЦИЯ. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭВОЛЮЦИИ. ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ. ВИДООБРАЗОВАНИЕ 19. Бесполое спороношение как эффективный способ воспроизведения грибов в природе. Типы конидиогенеза (таллический и бластический). Генетический контроль последовательных этапов конидиогенеза. 20. Генетический контроль конидиогенеза Neurospora crassa. Динамика образования таллических конидий и механизмы регуляции. 21. Конидиогенез Aspergillus nidulans. Стадии спорогенеза и генетический контроль. Основные гены, участвующие в регуляции конидиогенеза A. nidulans (бластический тип конидий). Стратегические и тактические мутации, нарушающие конидиогенез. Роль регуляторных генов семейства fluffy и ключевого регуляторного гена bristle. Роль фоторецепторного комплекса белков семейства velvet; регуляторная и сенсорная роль VeA комплекса. Два сигнальных пути запуска конидиогенеза у A.nidulans. Генетическая регуляция сопряженного с конидиогенезом синтеза вторичных метаболитов (афлатоксинов). 22. Микроциклическое конидиеобразование у грибов и его значение. Примеры. Действие света на морфогенез у грибов из различных отделов и основные фоторецепторные комплексы. 23. Понятие грибного индивидуализма. Вегетативная (соматическая) несовместимость в поддержании грибных индивидов в природе и в формировании популяций грибов. Генетический контроль вегетативной несовместимости. Het-локусы; полиморфизм het-локусов. Аллельные и неаллельные системы вегетативной несовместимости Podospora anserina. Структура het-e и het-d локусов; функция het-c локуса. Молекулярный механизм узнавания чужого посредством взаимодействия белков с доменом WD-40 повторов - продуктов het-генов. Вегетативная несовместимость как форма программированной смерти клетки (PCD). 24. Het-гены возбудителя голландской болезни вязов, Cryphonectria parasitica. Экологическая роль вегетативной несовместимости. 25. Популяция – единица эволюционного процесса. Популяции грибов. Общая характеристика популяций грибов и специфика их анализа. Клональность и панмиксия. Популяции со смешанным типом воспроизводства. Общее и специфическое в исследовании агамных и свободно скрещивающихся популяций. Примеры. 26. Динамика и структура грибных популяций. Факторы, влияющие на формирование популяционной структуры вида. Критерии и параметры оценки популяционной структуры вида. Полиморфизм и гетерозиготность. Генотипическое разнообразие. 27. Оценка генетической гетерогенности популяций. Изменение частот аллелей в популяции – элементарное эволюционное событие. Частоты генотипов и частоты аллелей. Равновесие Харди-Вайнберга. Отклонение от равновесия Харди-Вайнберга: причины и следствия. Инбридинг и гаметический дисбаланс. Отбор в грибных популяциях. 28. Эволюционные стратегии типов размножения у грибов из разных классов. Последовательные этапы популяционно-генетического анализа грибных популяций. Примеры. Схема популяционно-генетического анализа на примере базидиального гриба Pleurotus. 29. Движущие силы и факторы дивергенции популяций. Видообразование. 30. Вид - основная структурная единица биологической систематики живых организмов. Концепции морфологического, биологического и молекулярного (филогенетического) вида. Виды-двойники. Репродуктивная изоляция как основа формирования биологического вида. Генетическая основа гомоталлизма и гетероталлизма у грибов. Роль половой совместимости; генетический анализ. Примеры. 31. Изучение базидиальных грибов-биодеструкторов лигноцеллюлозы в природных популяциях. Комплексы ферментов, разрушающих полимерные лигноцеллюлозные комплексы. Грибы белых и бурых гнилей.
- Добавил в систему: Шнырева Алла Викторовна
Преподавание курса
- 5 октября 2016 - 21 декабря 2016 Шнырева Алла Викторовна
- МГУ имени М.В. Ломоносова, Биологический факультет
- обязательная, вариативной части, лекции, 28 часов
- Автор: Шнырева Алла Викторовна