Academic Journal
Индукция структурных мутаций под действием γ-квантов и тяжелых ионов в гаплоидных эукариотических клетках
| Τίτλος: | Индукция структурных мутаций под действием γ-квантов и тяжелых ионов в гаплоидных эукариотических клетках |
|---|---|
| Πηγή: | VIII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов». |
| Στοιχεία εκδότη: | Crossref, 2024. |
| Έτος έκδοσης: | 2024 |
| Θεματικοί όροι: | ИОНИЗИРУЮЩЕЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ ДРОЖЖИ, ДВУНИТЕВЫЕ РАЗРЫВЫ ДНК, ДЕЛЕЦИИ, ТЯЖЕЛЫЕ ИОНЫ, РЕКОМБИНАЦИЯ, РЕПАРАЦИЯ |
| Περιγραφή: | Облучение ионизирующим излучением приводит к различным повреждениям, мутациям и гибели клеток. Наиболее опасными повреждениями ДНК являются двунитевые разрывы ДНК, которые служат мишенями нескольких систем репарации [1, 2]. Функционирование этих систем приводит к устранению подавляющей части повреждений или к появлению различных видов мутаций и структурных перестроек. Репарация путем гомологичной рекомбинации может сопровождаться конверсией и кроссинговером, репарация путем воссоединения негомологичных концов, может приводить к возникновению делеций. Консервативность основных клеточных молекулярных процессов (в том числе и репарационных) позволяет использовать в качестве модельной системы эукариотические одноклеточные дрожжи. Для анализа закономерностей возникновения структурных перестроек в данной работе использовали гаплоидные штаммы дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Межхромосомные рекомбинационные события определяли с помощью инвертированных повторов гена lys2, локализованных во II и III хромосомах и обеспечивающих потенциальную возможность осуществления гомологичной рекомбинации [3]. Для изучения внутрихромосомных рекомбинационных событий использовали штаммы с теми же последовательностями гена lys2, однако в этом случае обе последовательности находились во II хромосоме и были разделены геном LEU2. Восстановление синтеза лизина происходит в результате конверсии без кроссинговера, либо с кроссинговером. В последнем случае мы можем детектировать делеции по отсутствию гена LEU2. Для анализа закономерностей возникновения делеционных мутантов использовали также центромеросодержащую плазмиду YCpL2 (13.8 тпн, маркеры URA3, TRP1, LEU2, CAN1, CYH2), позволяющую проводить прямую селекцию утраты участка CAN1-CYH2 [4]. В качестве селективного маркера наличия плазмиды использовали URA3. Размер и локализацию возникшей делеции определяли с помощью генетического, электрофоретического и рестрикционного анализа. Облучение γ-квантами проводили на терапевтическом аппарате «Рокус», источник 60Со (мощность дозы 0,7 Гр/мин). Облучение ускоренными тяжелыми ионами с энергией 30–52 МэВ/нукл и ЛПЭ 17–124 кэВ/мкм проводили на Циклотроне У-400М. Выживаемость клеток для всех гаплоидных штаммов описывалась экспоненциальной функцией. Зависимость частоты рекомбинационных перестроек, в том числе сопровождающихся делециями, от дозы описывалась линейной и линейно-степенной функцией в случае облучения γ-излучением и тяжелыми ионами соответственно, и была порядка ~10-3 при дозе облучения 80 Гр (рис. 1а). Зависимость частоты делеций на плазмиде от дозы описывалась линейной функцией в обоих случаях (рис. 1б). Отметим, что частота хромосомных делеций в результате рекомбинации индуцируется на два порядка эффективнее плазмидных делеций, 10-3 и 10-5 соответственно. Плазмидная система позволяет отбирать протяженные делеции размером от 400 пн до 6 тпн, захватывающие от двух до четырех генов. Генетический анализ отобранных мутантов показал, что в необлученных клетках большую часть (70–90%) составляют делеции, захватывающие 2 маркера CAN1-CYH2, доля мутантов с делециями, захватывающими 4 маркера (TRP1, LEU2, CAN1, CYH2), составляла не более 1.0%. При γ-облучении с увеличением дозы доля мутаций с более протяженными делециями возрастала до 30%, а доля с делециями, захватывающими два гена соответственно уменьшалась. При облучении тяжелыми ионами индукция делеций была более эффективной. Закономерность спектра сохранилась, основную долю делеций, как и при γ-облучении составляли делеции захватывающие 2 гена, но доля делеций захватывающих 3 и 4 гена увеличилась. Генетический анализ был дополнен электрофоретическим и рестрикционным анализом. На рис. 2б представлены результаты рестрикционного анализа делеций, захватывающих два или три гена и возникших спонтанно или индуцированных γ-квантами и ускоренными ионами 11В. Размер делеций у проанализированных мутантов составлял от 0,4 до 6 тпн. У двух мутантов были обнаружены двойные делеции размер которых в сумме не превышал 200–300 пн. В дальнейшем для понимания механизмов возникновения делеционных событий планируется секвенировать делеционные концы и плазмидную ДНК мутантов, утративших четыре гена. |
| Τύπος εγγράφου: | Article Conference object |
| Γλώσσα: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38333 |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.doi...........482e2f26ee4c7b8972fc71301a8f2b91 |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2022.17.38333 |
|---|