📄Работа №75022
Тема: Молекулярные механизмы ложных генетических взаимодействий в библиотеке нокаутных дрожжевых штаммов
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
физика
Объем:
49 листов
Год:
2020
Просмотров:
69
4355
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Список используемых сокращений
Введение 4
Обзор литературы 6
Saccharomyces cerevisiaeкак модельный организм 6
Проект SGDP по созданию делеционной коллекции 6
Применение нокаутной коллекции 8
Генетические взаимодействия 9
Глобальная сеть генетических взаимодействий 11
Эффект соседствующего гена 13
Трансляция у эукариот и её регуляция 14
Инициация трансляции 14
Терминация трансляции 16
Реинициация трансляции и uORF 18
Полиаденилирование и уровень экспрессии 19
Рибосомный профайлинг 20
Цель и задачи исследования 21
Материалы и методы 22
Исходные данные 22
Методы 22
Обработка результатов секвенирования 22
Анализ дифференциальной экспрессии 22
Модель для расчёта дифференциальной экспрессии 23
Приложение инструмента svist4get для анализа 25
Результаты 26
Уровень экспрессии кассеты KanMX 26
Кассета KanMX смещает сайты старта транскрипции соседних генов, приводя к появлению блокирующих uORF 27
Кассета KanMX нарушает посттранскрипционную модификацию 3’ конца транскриптов соседних генов 29
Смещения TSS и активация альтернативных PAS, как молекулярный механизм NGE 31
Заключение 34
Выводы 36
Введение 4
Обзор литературы 6
Saccharomyces cerevisiaeкак модельный организм 6
Проект SGDP по созданию делеционной коллекции 6
Применение нокаутной коллекции 8
Генетические взаимодействия 9
Глобальная сеть генетических взаимодействий 11
Эффект соседствующего гена 13
Трансляция у эукариот и её регуляция 14
Инициация трансляции 14
Терминация трансляции 16
Реинициация трансляции и uORF 18
Полиаденилирование и уровень экспрессии 19
Рибосомный профайлинг 20
Цель и задачи исследования 21
Материалы и методы 22
Исходные данные 22
Методы 22
Обработка результатов секвенирования 22
Анализ дифференциальной экспрессии 22
Модель для расчёта дифференциальной экспрессии 23
Приложение инструмента svist4get для анализа 25
Результаты 26
Уровень экспрессии кассеты KanMX 26
Кассета KanMX смещает сайты старта транскрипции соседних генов, приводя к появлению блокирующих uORF 27
Кассета KanMX нарушает посттранскрипционную модификацию 3’ конца транскриптов соседних генов 29
Смещения TSS и активация альтернативных PAS, как молекулярный механизм NGE 31
Заключение 34
Выводы 36
📖 Введение
Гаплоидный геном дрожжей Saccharomyces cerevisiaeсодержит около 6000 генов [1]. Два десятилетия назад в рамках программы SGDP (англ. Sac¬charomyces Genome Deletion Project) была создана библиотека нокаутных штаммов [2, 3]. Целью этого проекта было выяснение функций отдельных генов посредством фенотипического анализа соответствующих мутантов. Каждый ген в этой библиотеке был заменен кассетой KanMX [4], содержащей ген устойчивости к антибиотику G418 под контролем сильного TEF-промотора. Терминатор TEF, а также соседние последовательности, в том числе искусственные уникальные теги и участки из исходного вектора, вставляются в хромосому вместе с геном KanMX.
Создание нокаутной библиотеки было революционным в области молекулярной генетики эукариот. В частности, многие гены были функционально охарактеризованы путём анализа фенотипа и генетических взаимодействий соответствующих нокаутных штаммов [5, 6, 7].
Тем не менее, в ходе процедуры производства нокаутного штамма генетический локус претерпевает сильные изменения. Поскольку дрожжи имеют компактный геном с очень короткими расстояниями между генами, введение сильно экспрессирующейся генетической кассеты, в принципе, может существенно изменить профиль транскрипции прилегающих областей, влияя на экспрессию соседних генов. Ранее было проведено исследование влияния соседних генов (англ. neighboring gene effect, NGE) на генетические взаимодействия [8, 9, 10]. Однако молекулярные механизмы такого воздействия не анализировались.
В данной работе, используя данные рибосомного профайлинга для нескольких десятков нокаутных штаммов S .cerevisiae,мы проанализировали транскрипционные и трансляционные изменения, индуцированные кассетой KanMX в модифицированных геномных локусах. Во многих случаях мы обнаружили существенные изменения в уровне экспрессии соседних генов, происходящие как на уровне транскрипции, так и на уровне трансляции. Эти изменения включают смещение сайтов старта транскрипции и активацию альтернативных сайтов полиаденилирования. Наиболее существенные изменения наблюдались, когда удаляемый ген располагался в направлении “голова к голове” (5’-конец к 5’-концу) относительно соседнего гена. В этом случае смещение старта транскрипции соседнего гена в 5’-концевом направлении удлиняло 5’-нетранслируемую область мРНК и влияло на её трансляцию через появление новых стартовых кодонов, предшествующих основному. При расположении генов “хвост к хвосту” (3’-конец к 3’-концу) была обнаружена активация альтернативных сайтов полиаденилирования в транскрипте соседнего гена и, как следствие, укорочение З’-нетранслируемой области.
Наши наблюдения описывают взаимодействие кассеты KanMX с соседними генами и дают представление о молекулярных механизмах, вовлеченных в феномен NGE. Мы предполагаем, что во многих случаях NGE нокаутных штаммов вызван дефектами на трансляционном уровне, аналогичным тем, которые были выявлены в нашем исследовании.
Создание нокаутной библиотеки было революционным в области молекулярной генетики эукариот. В частности, многие гены были функционально охарактеризованы путём анализа фенотипа и генетических взаимодействий соответствующих нокаутных штаммов [5, 6, 7].
Тем не менее, в ходе процедуры производства нокаутного штамма генетический локус претерпевает сильные изменения. Поскольку дрожжи имеют компактный геном с очень короткими расстояниями между генами, введение сильно экспрессирующейся генетической кассеты, в принципе, может существенно изменить профиль транскрипции прилегающих областей, влияя на экспрессию соседних генов. Ранее было проведено исследование влияния соседних генов (англ. neighboring gene effect, NGE) на генетические взаимодействия [8, 9, 10]. Однако молекулярные механизмы такого воздействия не анализировались.
В данной работе, используя данные рибосомного профайлинга для нескольких десятков нокаутных штаммов S .cerevisiae,мы проанализировали транскрипционные и трансляционные изменения, индуцированные кассетой KanMX в модифицированных геномных локусах. Во многих случаях мы обнаружили существенные изменения в уровне экспрессии соседних генов, происходящие как на уровне транскрипции, так и на уровне трансляции. Эти изменения включают смещение сайтов старта транскрипции и активацию альтернативных сайтов полиаденилирования. Наиболее существенные изменения наблюдались, когда удаляемый ген располагался в направлении “голова к голове” (5’-конец к 5’-концу) относительно соседнего гена. В этом случае смещение старта транскрипции соседнего гена в 5’-концевом направлении удлиняло 5’-нетранслируемую область мРНК и влияло на её трансляцию через появление новых стартовых кодонов, предшествующих основному. При расположении генов “хвост к хвосту” (3’-конец к 3’-концу) была обнаружена активация альтернативных сайтов полиаденилирования в транскрипте соседнего гена и, как следствие, укорочение З’-нетранслируемой области.
Наши наблюдения описывают взаимодействие кассеты KanMX с соседними генами и дают представление о молекулярных механизмах, вовлеченных в феномен NGE. Мы предполагаем, что во многих случаях NGE нокаутных штаммов вызван дефектами на трансляционном уровне, аналогичным тем, которые были выявлены в нашем исследовании.
✅ Заключение
1) В результате анализа данных рибосомного профайлинга нокаутных штаммов дрожжей S. cerevisiaeобнаружены случаи влияния нокаутирующей KanMX-кассеты на экспрессию соседнего гена.
2) Составлена классификация таких случаев:
а) транскрипционная активация или репрессия соседних генов;
б) смещение сайта старта транскрипции соседнего гена в сторону кассеты KanMX, вызывающее появление ингибирующих uAUG в удлиненной 5’-НТО и падение уровня трансляции основной рамки;
в) активация альтернативных сайтов полиаденелирования пре-мРНК, приводящая к изменению длины 3’-НТО и дерегулированию экспрессии мРНК на трансляционном уровне.
3) Количественно охарактеризовано влияние этих случаев на уровень транскрипции и трансляции соседнего гена для 59 нокаутных штаммов дрожжей.
4) Предложена модель механистического объяснения феномена NGE (эффекта соседствующего гена).
2) Составлена классификация таких случаев:
а) транскрипционная активация или репрессия соседних генов;
б) смещение сайта старта транскрипции соседнего гена в сторону кассеты KanMX, вызывающее появление ингибирующих uAUG в удлиненной 5’-НТО и падение уровня трансляции основной рамки;
в) активация альтернативных сайтов полиаденелирования пре-мРНК, приводящая к изменению длины 3’-НТО и дерегулированию экспрессии мРНК на трансляционном уровне.
3) Количественно охарактеризовано влияние этих случаев на уровень транскрипции и трансляции соседнего гена для 59 нокаутных штаммов дрожжей.
4) Предложена модель механистического объяснения феномена NGE (эффекта соседствующего гена).
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.