Номер части:
Журнал
ISSN: 2411-6467 (Print)
ISSN: 2413-9335 (Online)
Статьи, опубликованные в журнале, представляется читателям на условиях свободной лицензии CC BY-ND

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ



Науки и перечень статей вошедших в журнал:
DOI:
Дата публикации статьи в журнале:
Название журнала: Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале, Выпуск: , Том: , Страницы в выпуске: -
Данные для цитирования: . СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ // Евразийский Союз Ученых — публикация научных статей в ежемесячном научном журнале. Биологические науки. ; ():-.

Бактерия Agrobacteriumtumefaciensнаходит широкое применение  в генной инженерии растений благодаря способности переносить свою ДНК в клетки пораженных растений, встраивать ее в геном растения-хозяина, индуцируя стабильную трансформацию клеток собственными генами [1, с. 208-211]. Вирулентные штаммы агробактерий несут Ti-плазмиды, размер которых превышает 200 т.п.о. [2, с. 109-127]. При заражении данным патогеном область Ti-плазмиды длиной 12-25 т.п.н. (Т-ДНК) случайным образом интегрируется в геном пораженного растения, а встроенные гены начинают экспрессироваться. Т-область содержит шесть генов, кодирующих ферментные системы биосинтеза фитогормонов ауксина и цитокинина, их экспрессия приводит к пролиферации клеток и росту опухолевых образований (корончатых галлов) [3, с. 154].

Однако трансформация клеток непосредственно с помощью Ti-плазмиды приводит к образованию опухолевых клеток, из которых невозможно получить целое растение. Поэтому для введения генов используют векторные молекулы на основе Ti-плазмиды с удаленными онкогенами. Вместо онкогенов в вектор по сайтам рестрикции клонируют последовательности целевых генов [4, с. 59-65; 5, с. 289-296].Так, бинарные векторы используют для переноса генетических конструкций, содержащих целевые геныв клетки растений, поскольку в их состав входят соответствующие регуляторные элементы, позволяющие проводить клонирование в E. coli и трансформировать растения с помощью A. tumefaciens. Так, бинарный вектор pBin19 содержит Т-область, фланкированную левой и правой границей (LB и RB), которая в процессе трансформации переносится в геном растения. В Т-ДНК данного вектора расположен также селективный ген nptII, кодирующий последовательность неомицинфосфотрансферазы II и придающий трансформированным клеткам устойчивость к антибиотику канамицину. NptII находится под контролем промотора и терминатора гена нопалинсинтазы (nos), позволяющих экспрессировать данный ген в эукариотических клетках. Для клонирования целевых генов в векторе pBin19 имеется полилинкер, расположенный внутри гена lacZ. Но около полилинкера отсутствует промотор эукариотического типа, поэтому данный вектор не является экспрессирующим для растений. Чтобы клонированные в данном векторе гены могли экспрессироваться, требуется ввести дополнительный промотор, способный функционировать в составе растительного генома.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Для создания модифицированного экспрессирующего вектора использовалась плазмидная ДНКpBin19. Данная плазмида содержит ген nptII, придающий устойчивость к канамицину и находящийся под контролем промотора гена нопалинсинтазы (Pnos), а также полилинкер с множественными сайтами клонирования (рис 1).

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рисунок 1.   Структура бинарного вектора pBin19.

LB, RB – левая и правая границы, lac – α-комплементарная область lac оперона, Pnos – промотор гена нопалинсинтазы, nptII – кодирующая последовательность неомицинфосфотрансферазы II из Tn5, noA – сайт полиаденилирования гена нопалинсинтазы; точками обозначены последовательности плазмиды pRK252, содержащие начало репикации из плазмиды RK2 с широким кругом хозяев.

Для модификации данного вектора использовали нуклеотидные последовательности плазмиды pFF19 (рис. 2).

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рис. 2. Карта плазмиды pFF19.

(35Senh – энхансер, 35Sprom — 35S-промотор вируса мозаики цветной капусты, 35SpolyA – сайт полиаденилирования)

Последовательность гена 35S-промотора длиной 994 bp была выделена из плазмидной ДНК pFF19 с помощью эндонуклеаз HindIII и EcoRI. Затем проводили лигирование Т4-лигазой промотора и вектора pBin19 (молярное соотношение вектор/вставка = 1:3) по сайтам рестрикции HindIII и EcoRI с использованием стандартных методик, предложенных фирмой-производителем (СибЭнзим, Новосибирск).

Генетические конструкции на основе вектора pBin19 вводились в клетки E. coli штамма JM 109 методом электропорации с помощью прибора производства Biorad (Bio-Rad Laboratories, США).

Рестрикционный анализ полученных клонов также проводился по стандартным методикам. Результаты анализов визуализировали с помощью электрофореза и обрабатывали с использованием системы гель-документирования GelDoc и программного обеспечения Bio-Rad (Bio-Rad Laboratories, США). В качестве калибровочных маркеров использовали 100 bp +1.5 Kb DNA Ladder (СибЭнзим, Новосибирск).

 

 

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Одним из основных регуляторных элементов бинарных векторов является промотор [6, с. 142]. «Сила» промотора, а, соответственно, возможность его использования в генной инженерии, определяется легкостью связывания с промотором фермента РНК-полимеразы и образования открытого комплекса, необходимого для инициации транскрипции [1, с. 108]. Одним из наиболее широко используемых является конститутивный 35S-промотор вируса мозаики цветной капусты (CaMV) [7, с. 285], который активен во всех тканях растения на протяжении всего цикла развития. Так, количественные исследования уровней транскрипции в трансгенных растениях табака показали, что 35S-промотор CaMV, по меньшей мере, в 30 раз сильнее NOS-промотора нопалинсинтазы [8, с. 184].

Последовательность гена 35S-промотора длиной 994 bp была встроена нуклеотидную послеловательность вектора по сайтам рестрикции HindIII и EcoRI (рис. 4 А, Б). На рис. 4 (Б) представлена полученная в результате лигирования конструкция Т-области модифицированного вектора (pBin19mod35S).

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рис. 3. Схема получения модифицированного бинарного вектора pBin19mod35S

LB, RB – левая и правая границы Т-области, Nospro– промотор гена нопалинсинтазы, NptII – кодирующая последовательность неомицинфосфотрансферазы II из Tn5, Noster – сайт полиаденилирования гена нопалинсинтазы; 35Spro– промотор CaMV, 35SpolyA– сайт полиаденилирования CaMV;

Полученным вектором pBin19mod35S трансформировали клетки E. coli штамма JM109. Рестрикционный анализ полученных клонов на наличие вставки 35S-промотора вируса мозаики цветной капусты проводился по сайтам рестрикции HindIII и EcoRI (рис.4).

Из данной электрофореграммы следует, что в одном из клонов вставка промотора прошла успешно, что подтверждается наличием на треке №6 полосы длиной 994 bp, соответствующей длине последовательности 35S-промотора CaMV. Таким образом, нами был получен экспрессирующий бинарный вектор pBin19mod35S, который можно использовать для клонирования целевых генов, их интеграции в геном растений и эффективной экспрессии в растительных клетках.

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рис. 4. Электрофореграмма продуктов рестрикционного анализа клонов, полученных в результате трансформации.

 Треки 1-5 – нерестрицированная плазмидная ДНК клонов, 6-10 – плазмидная ДНК клонов, обработанная рестриктазами HindIII и EcoRI.

 

Полученный бинарный вектор был успешно использован для создания генетических конструкций с фрагментами генов транспортного белка и белка оболочки вируса кустистой карликовости малины. Так, фрагменты длиной 503 и 383 bp, соответственно, были клонированы по сайтам рестрикции BamHI и SalIвектора (рис. 5).

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рис. 5. Схема получения генетической конструкции с фрагментом гена транспортного белка ВККМ

На рисунке 5 представлен вариант получения генетической конструкции на основе фрагмента гена транспортного белка ВККМ. Нами было получено несколько вариантов генетических конструкций. Так, часть конструкций была получена в результате лигирования по одному сайту рестрикции (BamHI илиSalI). Для этого вектор был обработан только одним из ферментов. В результате встраивалось несколько копий целевого фрагмента, что подтверждается результатами рестрикционного и ПЦР-анализа (рис. 6). Из данных рисунка видно, что в результате ПЦР были синтезированы как фрагменты длиной около 503 bp, соответствующие длине целевого фрагмента гена транспортного белка ВККМ, так и фрагменты превышающие длину фрагмента в 4 раза. Также были получены конструкции. Несущие единичные копии целевой последовательности, клонированной по двум сайтам рестрикции.

СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ

Рис. 6. Электрофореграмма продуктов ПЦР-анализа клонов, несущих фрагмент гена транспортного белка ВККМ

Полученный модифицированный бинарный вектор и созданные на его основе генетические конструкции планируется использовать в дальнейшей работе по получению трансгенных растений малины, устойчивых к вирусу кустистой карликовости малины.

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

  1. Патрушев Л. И. Искусственные генетические системы. Т.1. Генная и белковая инженерия. М.: Наука, 2004. – 530 с.
  2. ZaenenI., VanLarebekeN., VanMontaguM., SchellJ. SupercoiledcircularDNAincrown-gallinducingAgrobacteriumstrains.JMolBiol.,V. 86, № 1, 1974. – P. 109-127.
  3. Лутова Л.А. Биотехнология высших растений. Санкт-Петербург: СПбГУ,2003. – 243 стр.
  4. Wahlfors J., loimas S., Pasanen T., Hakkarainen T. Green fluorescent protein (GFP)fusion constructs in gene therapy research.Histochem Cell Biol., Vol. 115. N 1. – P. 59-65.
  5. Verkhusha V. V., Lukyanov K. A. The molecular properties and applications of Anthozoa fluorescent proteins and chromoproteins. Nat Biotechnol., 22. N3, 2004. – P. 289-296.
  6. Carter B. T., Lin h., Cornish V. W. Yeast n-hybrid system for molecular evolution. Directed evolution of proteins, or how to improve enzymes for biocatalysis. N.Y. Wiley., – P. 127-158.
  7. Frank A., Guilley H., Jonard G. Nucleotide sequence of cauliflower mosaic virus DNA. Cell. V. 21., – P. 285-294.
  8. Harpster, M.H., Townsend, J.A., Jones, J.D.G., Bedbrook, J. Dunsmuir, P. Relative strengths of the 35S cauliflower mosaic virus, 1′, 2′ and nopaline synthase promoters in transformed tobacco, sugarbeet and oilseed rape callus tissue. // Mol. Genet. Vol, 212.,1988. – P. 182-190.[schema type=»book» name=»СОЗДАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО БИНАРНОГО ВЕКТОРА ДЛЯ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ РЕМОНТАНТНОЙ МАЛИНЫ» description=»Одним из наиболее эффективных способов борьбы с вирусными инфекциями малины является получение устойчивых трансгенных растений методом агробактериальной трансформации. Для этого целевые нуклеотидные последовательности вводят в клетки A. tumefaciens с помощью бинарных векторов, способных экспрессироваться в прокариотических и эукариотических клетках. Такой бинарный вектор был получен на основе плазмиды pBin19. » author=»Мытницкая Юлия Федоровна, Заякин Владимир Васильевич, Нам Ирина Ян-Гуковна» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-03-01″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_27.06.2015_06(15)» ebook=»yes» ]
Список литературы:


Записи созданы 9819

Похожие записи

Начните вводить, то что вы ищите выше и нажмите кнопку Enter для поиска. Нажмите кнопку ESC для отмены.

Вернуться наверх
slot thailand slot gacor 2023 slot dana jendralsmaya slot dana slot server luar demo slot slot deposit pulsa slot gacor slot terbaru slot terbaik slot deposit pulsa
404: Not Found