Введение к работе
Актуальность проблемы исследования. Изучение механизмов регуляции потока генов между различными бактериями, осуществляемых в природе трансмиссивными плазмидами и бактериофагами, позволяет приблизить нас к пониманию ключевых моментов в процессах формирования и адапгивного функционирования генома бактериальной клетки. Согласно современным представлениям в природе между различными, даже весьма отдаленными группами бактерий постоянно осуществляется обмен генетическим материалом, то есть нуклеиновыми кислотами (ДНК и, возможно, РНК). В частности известно, что множество природных трансмиссивных плазмид и умеренных бактериофагов способны эффективно осуществлять перенос ДНК между различными бактериальными клетками. Некоторые из них, включая R-плазмиды, кодируют гены резистентности к антибиотикам, и процесс их распространения между патогенными бактериями представляет собой важную проблему в чедицине и медицинской генетике.
Однако, когда ДНК плазмиды или фага входит в новую клетку,
зна часто разрушается специфическим ферментами, рестрикционными
эндонуклеазами, которые распознают "чужую" ДНК по отсутствию
зпецифического метилирования, выполняющего роль своеобразного
'молекулярного паспорта". Эти наблюдения ассоциируются в
іастоящее время с природным механизмом "эммиграционного
:онтроля", который, по-видимому, осуществляет контроль потока
енов между различными популяциями бактерий и способствует
пределенной генетической изоляции между отдаленными
іикроорганизмами. В то же время известно, что многие большие (50
300 т.п.н.) трансмиссивные плазмиды способны с высокой
ффективностыэ осуществлять свой перенос между бактериями с
аэличными системами рестрикции. Этот факт указывает на то, что
ти плазмиды могут кодировать антирестрикционные функции. В 1983-
5 гг. такие антирестрикционные функции Ard (alleviation of
estriction of DNA) были обнаружены в работах Белогурова и
авильгельского. Отметим, что подобные антирестрикционные функции
писаны для некоторых бактериофагов. Одна из них, кодируемая
актериофагон Т7, была детально изучена в работах Studier et al.
цнако молекулярные.основы антирестрикционных функций, кодируемых
оансмиссивными плазмидами, оставались неизвестными.
Настоящая работа посвящена изучению детальной структуры ard
генов плазиид рКМІОІ и ColIb-P9, кодируемых ими антирестрикционных белков и особенностей их функционирования в клетках E.coli.
Цель исследования. Основная задача данной работы заключается в идентификации антирестрикционных Ard белков трансмиссивных плазиид рКМІОІ и Со11Ь-Р9, определении нуклеотидной последовательности кодирующих их генов и изучении особенностей функционирования Ard белков в клетках E.coli.
Новизна результатов. В данной работе определена нуклеотидная последовательность ard генов неродственных трансмиссивных плаэмид групп IncN и IncI и идентифицированы кодируемые ими антирестрикционные белки Ard. Показано, что эти белки гомологичны (имеют около 60% идентичных аминокислот) и функционально сходны. На основе анализа предсказанных аминокислотных последовательностей Ard белков предложен механизм их действия на системы рестрикции-модификации I типа E.coli.
Практическая ценность работы. Данная работа позволяет прояснить механизмы регуляции обмена генами между различными бактериями, осуществляемого в природе при помощи трансмиссивных плазиид. Полученные результаты важны для понимания путей и способов распространения генов вирулентности и резистентности к антибиотикам среди бактерий, что имеет важное значение для медицины и медицинской генетики.
Апробация работы. Результаты работы были представлены на 93 Конгрессе Американского микробиологического общества в 1993 г. в Антланте (США).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано две статьи и одно тезисное сообщение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из разделов: "Введение", "Обзор литературы", "Материалы и методы", "Результаты", "Обсуждение", "Выводы" и "Список литературы". Работа изложена на 124 страницах машинописного текста, включающего 12 рисунков, 3 таблицы и список литературы, содержащий 182 ссылки.