Главная Студент Кафедры Биологии Научно-исследовательская работа

Научно-исследовательская работа

История научно-исследовательской работы на кафедре

Исследования на 2016 г.

Запланирована поисковая НИР: «Генетические аспекты наследственных заболеваний и современные подходы к их коррекции».
Срок исполнения: 2015-2020.

Цель исследования: Изучить генетические аспекты митохондриальных заболеваний (синдром  Лебера, синдром МЕRRF, синдром MELAS, синдром NAPF) и их распространение

Задачи исследования на 2016 г. :

  1. Изучение литературных данных по данной проблеме
  2. Создание базы данных по различным нозологическим формам митохондриальных заболеваний часто встречающимся в РБ.

Полученные результаты исследований за 2014 год.

Достоверные различия (p<0,05) между ГЦ-насыщенностью всех изученных мРНК трихинеллы и цианорабдитис являются основополагающим отличием стратегий кодирования митохондриальных белков данных нематод. Аналогичный характер взаимосвязей между ГЦ-насыщенности и доли ГЦ3-кодонов у человека и трихинеллы указывает на то, что сходство ГЦ-насыщенности мРНК человека и трихинеллы, по-видимому, является одним из проявлений коэволюции в системе “паразит-хозяин” на молекулярно-генетическом уровне. Наличие достоверных различий между средними соотношениями наблюдаемой и теоретически ожидаемой частот претерминальных кодонов человека и С.elegans достоверно (р<0,05) при отсутствии таковых для человека и T.spiralis свидетельствует о наличии сходства стратегий кодирования митохондриальных белков человека и трихинеллы в мРНК.

Наблюдаемые различия характера связи между содержанием аминокислот (групп GARP и FYMINK) и ГЦ-насыщенностью, могут быть объяснены с разной удаленностью ГЦ-насыщенности мРНК от точки равновесия с мутационным давлением (50,0%). Так, по мере удаления от данной точки наблюдается более выраженный наклон линий линейных трендов и модулей коэффициентов корреляции между содержанием изучаемых групп аминокислот и ГЦ-насыщенностью кодирующих их мРНК. По наклону линейных трендов и характеру корреляционной связи между содержанием данных групп аминокислот и ГЦ-насыщенностью мРНК, ближе к человеку находится трихинелла, а не цианорабдитис.

Таким образом, можно говорить о наличии коэволюции на нескольких последовательно связанных молекулярных уровнях – начиная с особенностей ГЦ-содержания, выражающихся в доле ГЦ3-насыщенностью и частоте претерминальных кодонов и влияющих на содержание аминокислот в митохондриальных белках.

Успешно завершена научно-исследовательская работа «Коэволюция геномов и кодируемых ими белков компонентов систем «паразит-хозяин» при гельминтозах»

Перечень изданий кафедры биологии: (1923-2006; 2007; 2008; 2009; 2010; 2011; 2012-2016)

Задачи исследования на 2013 г.

Определить критерии сопряжения эволюции компонентов системы паразит-хозяин на молекулярно-генетическом уровне.
Полученные результаты.

Выявлено сходство изменений в геномах организмов, тесно сосуществующих на протяжении совместной эволюции (система паразит-хозяин). Установлены механизмы адаптации паразита на молекулярно-генетическом уровне.
Задачи исследования на 2012 г.

Установить направление и механизмы мутационного давления в митохондриаль-ных ДНК в процессе эволюции и оценить его влияние на стратегию кодирования и аминокислотный состав кодируемых белков.

Полученные результаты:

В качестве объектов исследования с сервера NCBI (www.ncbi.nlm.nih.gov) взяты последовательности ДНК, кодирующих субъединицы НАДН-дегидрогеназы (1-6 и 4L), субъединицы 1-3 цитохром-с-оксидазы, цитохром b человека (H. sapiens), трихинеллы (T. spiralis, опыт) и свободноживущей нематоды цианорабдитис (C. elegans, контроль). Раз-бивка ДНК на динуклеотиды, подсчет количества отдельных типов динуклеотидов и их разницы в ДНК человека и трихинеллы, ДНК человека и цианорабдитис произведены в программе Microsoft Excel 2007. Сходство динуклеотидного состава изучаемых ДНК оце-нено по дистанции динуклеотидного состава. Выравнивание последовательностей выполнено с помощью программы ClustalW (на матрице Gonnet при стандартных условиях) в пакете MEGA 4. Полученные результаты обработаны методами описательной статистики в программе Microsoft Excel, корреляционный анализ выполнен с помощью коэффициента Пирсона, достоверность различий определена по критериям χ2 и Стьюдента.

Основными субстратами для действия мутационного давления в мтДНК циано-рабдитис являются тимин-содержащие динуклеотиды (ТТ, ТЦ, ЦТ, АТ, ТА). 2. В основе механизма мутационного давления лежат транзиция Т→Ц и трансверсия Т→А, приводя-щие к преимущественному образованию динуклеотидов ЦЦ, ЦА и АЦ. 3. Предложенные модели молекулярных механизмов направленного мутационного давления в изученных ДНК опыта и контроля достоверно отличаются.

Задачи исследования на 2011 г.

Определить стратегии кодирования ряда митохондриальных белков ряда гель-минтов (трихинеллы, аскариды и др.) и их потенциальных хозяев.

Полученные результаты:

Определена стратегия кодирования ряда митохондри-альных белков трихинеллы, аскариды и их потенциальных хозяев. Определены и сопо-ставлены основные показатели (ГЦ-насыщенность, частота использования претерминаль-ных и ГЦ3-кодонов, картина использования синонимичных кодонов, дистанции МакАй-нерни и др.) стратегии кодирования митохондриальных белков в мРНК трихинеллы и ее потенциальных хозяев.

Задачи исследования на 2010 г.

Получение из различных источников (ПЦР и секвенирование, интернет-ресурсы) нуклеотидных последовательностей ряда митохондриальных генов, мРНК и кодируемых ими аминокислотных последовательностей белков моногостальных и полигостальных паразитов и их хозяев, создание собственных баз данных.

Полученные результаты.

Изучена литература по планируемой тематике, выбраны объекты исследования, поставлены задачи исследования, а также выбраны и освоены методы исследования. Результаты обобщены в цикле статей в рецензируемых журналах.

В 2010 году на период до 2014 года запланирована новая тема НИР кафедры: «Коэволюция геномов и кодируемых ими белков компонентов систем «паразит-хозяин» при гельминтозах»

В 2009 году продолжено изучение литературы по планируемой тематике. Изучено мутационное давление в последовательностях мтДНК, кодирующих ряд белков человека, трихинеллы и цианорабдитис, и предложены модели его механизмов. Полученные результаты обобщены в учебно-методическом пособии («Молекулярная эволюция: материалы к факультативному курсу»), статьях и тезисах докладов, а также заключительном отчете (nir_z_2009) по теме ГР№ 2005422.

В 2008 году продолжено изучение литературы по планируемой тематике. Изучен характер аминокислотных замен в последовательностях ряда ферментов дыхательной цепи человека и трихинеллы, определены синонимичные и несинонимичные дистанции между последовательностями мРНК, кодирующими ферменты 1-го комплекса дыхательной цепи человека и трихинеллы. Полученные результаты обобщены в учебно-методическом пособии ('Методы изучения характера аминокислотных замен'), статьях и тезисах докладов.

В 2007 году сотрудниками кафедры начато изучение показателей стратегии кодирования ферментов дыхательной цепи в мРНК (ГЦ-насыщенности, содержания гуанина и цитозина в третьем положении нуклеотида в кодоне, частоты использования претерминальных кодонов, относительного использования синонимичных кодонов) компонентов системы 'паразит-хозяин', формирующейся при трихинеллезе. Полученные данные свидетельствуют о коэволюции трихинеллы и человека на молекулярно-генетическом уровне.

В 2006 году продолжено изучение литературы по планируемой тематике и созданы собственные базы данных последовательностей мРНК и кодируемых ими белков. Определены эволюционные дистанции и скорости эволюции аминокислотных последовательностей ряда митохондриальных белков. Полученные результаты обсуждены научных конференциях в Витебске, Одессе, Минске и опубликованы в виде статей и тезисов докладов.

С 2005 года научно-исследовательская работа кафедры ведется по теме «Сравнение нуклеотидных последовательностей геномов и аминокислотных последовательностей гомологичных белков моногостальных (Ascaris lumbricoides и Ascaris suum) и полигостальных (Trichinella spiralis) паразитов и их возможных хозяев (Homo sapiens и Sus scrofa domesticus)» рассчитанной на 1.01.05 - 31.12.09, ГР№ 2005422).

В 2005 году сотрудниками кафедры изучена литература по данной тематике, выбраны объекты исследования (ферменты дыхательной цепи человека и круглых червей и кодирующие их мРНК), поставлены задачи исследования, выбраны и освоены методы (изучение синонимичных и несинонимичных нуклеотидных замен, селекционные тесты, изучение аминокислотных замен, определение вида картины замен в сравниваемых аминокислотных и нуклеотидных последовательностях).

Полученные результаты обобщены в учебно-методических пособиях «Методы молекулярной эволюции и филогенетики» (2005), «Справочник терминов молекулярной эволюции и филогенетики» (2006), «Базисные методы молекулярной эволюции» (2006) и цикле статей в рецензируемых журналах.

Заключительный отчет 2010-2014

 

 Поделитесь