ВВЕДЕНИЕ
Мобильные генетические элементы (МГЭ) являются составной частью всех изученных геномов как про- так и эукариотических организмов [21]. Не смотря на то, что МГЭ широко распространены в геномах разных видов, большинство экспериментально доказанных представлений о механизмах их активности и контроля перемещений связаны с исследованиями на дрозофиле [2]. Так, мобильные генетические элементы представляют собой дискретные сегменты ДНК, которые могут перемещаться из одного местоположения в другое внутри хромосом или между ними. Геном Drosophila melanogaster содержит около 50-ти различных семейств мобильных генетических элементов, которые вместе составляют 10-15 % ДНК этого вида. Число копий элементов отдельных семейств варьирует от нескольких до сотни, и при активации они могут оказывать значительное влияние на функционирование генома и на генетическую изменчивость [31].
МГЭ имеют несколько механизмов перемещения и могут выполнять разные функции, в связи с чем, активация различных семейств мобильных элементов может иметь как отрицательные, так и положительные последствия для генома хозяина [29].
Выяснение механизмов действия МГЭ на геном эукариот является в настоящее время одной из наиболее актуальных проблем современной генетики. Показано, что транспозиционная активность МГЭ является основным источником мутагенеза и что существенную роль в регуляции мутабильности в природных популяциях дрозофил играет семейство Р- и hobo- транспозонов, активность которых максимальна в условиях Р-М и Н-Е системах гибридного дисгенеза соответственно [39]. Широкое географическое распространение этих транспозонов и их причастность к вспышкам частот мутаций значительно усилило интерес к изучению популяций, имеющих Р- и hobo-цитотип. Тем более что аналогичные генетические структуры обнаружены и у других высших организмов, в том числе и у млекопитающих [25].
К настоящему времени накоплены следующие данные. Большая часть генных мутаций у дрозофилы - это результат инсерций МГЭ. Инсерции МГЭ могут изменять активность генов, так как в своей структуре содержат мотивы систем управления (регуляторные элементы генов) и энхансеры, состоящие из нескольких модулей, и поэтому они обладают способностью связываться с различными регуляторными белками, активирующими процесс транскрипции. Такая способность мобильных элементов изменять (понижать или повышать) уровень активности близлежащих генов оказалась достаточно неожиданной [40]. Изучение первичной последовательности МГЭ выявило, что в их структуре есть большое количество регуляторных сайтов и сигнальных последовательностей. Это значит, что МГЭ могут очень интенсивно воздействовать на работу гена, не разрушая сам ген. В результате кроссинговера между МГЭ могут возникать хромосомные перестройки различных типов: инверсии, дупликации и делеции. МГЭ могут достраивать теломерные концы хромосом. МГЭ могут участвовать в горизонтальном переносе генов. МГЭ могут откликаться «вспышкой транспозиций» при различных стрессовых воздействиях на геном. Такие МГЭ, как Р- и hobo-транспозоны (и некоторые другие) обладают способностью вызывать синдром гибридного дисгенеза, что проявляется у потомства в виде повышенной частоты генных мутаций, хромосомных аберраций и нерасхождения хромосом, явления рекомбинации у самцов, а также стерильности гибридов [34].
Перемещения МГЭ у дрозофилы происходят преимущественно в клетках зародышевого пути. Попытки выявить активность МГЭ в клетках соматических тканей долгое время не были успешными, и сохранялось представление о том, что перемещения МЭ у дрозофилы ограничены половыми клетками [3]. Большая часть таких работ была проведена с использованием генетических методов и моделей на линиях Drosophila melanogaster при Р-М-гибридном дисгенезе. Молекулярными методами было подтверждено, что перемещения Р-элемента в клетках соматических тканей заблокированы за счет особенностей сплайсинга [22]. Для hobo-элемента так же предполагается тканеспецифичная регуляция продукции транспозазы, но на уровне транскрипции [28]. В ряде работ описаны случаи перемещения ретротранспозонов в соматических тканях у высших организмов [26]. Что касается транспозонов, до сих пор сохраняется неясность в вопросе о возможности их перемещения в соматических клетках у Drosophila melanogaster. Выявление возможности и изучение особенностей транспозиций МГЭ в соматических клетках имеет большое значение, поскольку в ряде работ описан повреждающий эффект соматических перемещений Р-элемента [34]. Одной из важных причин повышенного интереса к соматическим эффектам активного перемещения МГЭ является потенциальная угроза малигнизации клеток при соматическом мутагенезе.
Цель работы: установить изменяется ли экспрессивность признака cubitus interruptus Dominant Drosophila melanogaster при индукции синдрома гибридного дисгенеза.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Провести поиск и анализ литературы по теме исследования.
Освоить лабораторные методы работы с дрозофилой.
Поставить скрещивания самок линии ciDC-S D. melanogaster с самцами из линий, содержащих Р- или hobo-элемент, для индукции синдрома гибридного дисгенеза.
Проанализировать изменчивость проявления признака cubitus interruptus Dominant у особей с гибридным дисгенезом и без, потомков одних родителей.