|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ФНКЦ РР |
||
Изучение организации митохондриального генома низших эукариотНИР
Survey of lower eukaryotes mitochondrial genome organisation
- Руководитель НИР: Колесников А.А.
- Ответственный исполнитель: Герасимов Е.С.
- Участники НИР: Афонин Д.А., Брюшкова Е.А., Гаспарян А.А., Горлов Д.А., Замятнина К.А., Конакова з., Малеева Ю.В., Руденская Ю.А., Федяков А.В.
- Подразделение: Лаборатория молекулярной биологии
- Срок исполнения: 1 января 2021 г. - 31 декабря 2027 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 24-1-21
- Номер ЦИТИС: 121032300092-3
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
- Приоритеты и перспективы НТР Российской Федерации согласно Стратегии НТР РФ: переход к передовым цифровым, интеллектуальным технологиям
- ПН России: Науки о жизни
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
- Критическая технология России: Геномные, протеомные и постгеномные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.15.25 Молекулярная биология гена
- 34.15.23 Молекулярная генетика
- 34.15.29 Молекулярная эволюция
-
Ключевые слова:
тепловой шок, транскриптом, митохондриальный, адаптационные перестройки генома, редактирование, паразитические простейшие, простейшние
heat shock, protozoa, mitochondrial genome, fungi, transcriptome, adaptive reorganisation of genome, euglenozoa, parasitic protists -
Описание:
Анализ структурной организации митохондриальной ДНК низших эукариот и генетических основ формирования кинетопласта.
-
Abstract:
Lower eukaryotes demonstrate how complex and diverse mitochondrial genomes can be. Most bizarre structures were found within these organisms. The project aims to uncover the structural organisation of mitochondrial DNA of lower eukaryotes and especially the Kinetoplastids. We will focus on mitochondrial nucleoid structure and the genetic bases of the kinetoplast evolution.
-
Планируемые результаты:
В результате выполнения работ по проекту мы рассчитываем получить модель, описывающую роль основных белков, участвующих в формировании митохондриального нукеоида Kinetoplastida, проследить эволюцию генов этих белков и описать генетические основы формирования кинетопласта. В частности, будут выделены и охарактеризованы белки группы KAP (Kinetoplast Associated Proteins) некоторых видов трипаносоматид, небольшие HMG-содержащие белки, для которых показано присутствие в составе ассоциата кпДНК.
-
Научный задел:
Наша группа давно занимается изучением митохондриального генома. Данная тема является продолжением темы государственного задания АААА-А16-116021660076-6 "Изучение организации митохондриального генома низших эукариот (живые наносистемы)" (2016-2020гг). В частности, нашими объектами являются простейшие из группы Kinetoplastida. Для простейших этой группы характерен ряд уникальных черт молекулярной организации, в том числе, касающейся генома митохондрии (уридиловое редактирование). В настоящее время мы детально изучаем экспрессию митохондриального генома этих простейших и имеем разработанный инструментарий для анализа данных, позволяющий нам активно принять современные технологии секвенирования для изучения редактирования РНК. Анализ ДНК-белковых взаимодействия, который планируется проводить в ходе данного проекта, мог бы дополнить полученные нами данные до модели, более целостно описывающей экспрессию митохондриального генома. В том числе, это может пролить свет на функции так называемой дивергентной области максикольца - протяженной гетерогенной по строению зоны повторов. Изучением дивергентной области наша группа занимается довольно давно, и в последние годы нам удалось получить структуры довольно большого числа ДО максиколец.
- Добавил в систему: Колесников Александр Александрович
Источник финансирования НИР
| госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: -В дополнение к полученным ранее КАР1, КАР3 и КАР6, получены генноинженерные варианты белка КАР2. Проведена предварительная характеристика полученного рекомбинантного белка. Показано, что он обладает умеренной субстратной специфичностью в реакции связывания с кпДНК. Для сравнения свойств нативных( т.е. выделенных непосредственно из клеток) и рекомбинантных форм КАРs был проведен большой цикл экспериментов по оптимизации методов выделения кинетопластов (ДНК содержащая часть митохондрии трипаносоматид) и последующего выделения ДНК ассоциированных белков. Самостоятельная часть проекта - продолжение работ по характеристике миникольцевого компонента кинетопластного генома Leptomonas pyrrhocoris. Работа проводится с использованием биоинформационных методов и базируется на анализе данных полногеномного секвенирования генома. Показано, что наличие двух консервативных областей характерно для трипаносоматид из, так называемой, группы медленно эволюционирующих видов (представители родов Leptomonas и Crithidia). Установлено, что половины каждого миникольца различаются по своим характеристикам (по содержанию GC пар, по наличию специфических "регуляторных" последовательностей, по участкам, кодирующим гидовые РНК и др. | ||
| 2 | 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: Были установлены структуры миниколец митохондриального генома для двух представителей трипаносоматид, относящихся к разных филогенетическим ветвям дерева. Проведены аннотация и сравнительный анализ полученных данных с известными миникольцевыми геномами. Было показано, что структура миниколецвой компоненты митохондриального генома трипаносоматид может существенно различаться у разных представителей семейства. У некоторых, например Trypanoplasma borreli, молекулы, несущие гены гРНК, по-видимому, могут вообще не быть кольцевыми. Также для данной компоненты генома характерна высокая степень размерной вариабельности: известны варианты как с крайне короткими, так и с необычайно крупными молекулами. Исследования, проводимые в рамках проекта, расширяют наши представления о возможных структурных вариантов организации митохондриальной ДНК, что позволяет нам лучше оценить возможные сценарии эволюции структуры кинетопласта в целом. Так, например, исследования генома T. borreli позволяют нам предположить, что миникольцевая компонента генома могла происходить из случайных АТ-богатых участков ДНК, возможно, экзогенного происхождения, поначалу не игравших никакой генетической роли в клетке. На это указывает характер расположения генов гРНК. Результаты исследований были опубликованы в виде 2 научных статей в ведущих международных журналах по теме исследования. Нами были проведены оптимизации метода получения нативных KAP белков и получены предварительные данные, указывающие на то, что с использованием данного метода можно получать фракции, обогащенные целевыми KAP белками. | ||
| 3 | 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: По результатам 3 этапа можно сделать следующие выводы: Белки КАР2, КАР4 и КАР6 вряд ли выполняют функцию компактизации ассоциата кпДНК. Возможно, эта функция проявляется локально на отдельной стадии жизненного цикла. Молекулы КАР белков взаимодействуют с индивидуальными миникольцевыми ДНК для видов, у которых размер миникольцевых ДНК превышает 2,5–3 т.п.н. Возможная роль большей части KAP белков состоит в структурной защите ДНК отдействия нуклеаз. Не исключено, что KAP белки могут выполнять несколько функций. | ||
| 4 | 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: | ||
| 5 | 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: | ||
| 6 | 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: | ||
| 7 | 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. | Изучение организации митохондриального генома низших эукариот |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".