Изучение особенностей молекулярной эволюции птичьих шистосом (Trematoda: Schistosomatidae)

• Автор: Лопаткин, Антон Александрович
• Шифр специальности: 03.01.07, 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Особенности жизненного цикла, биологии и систематики птичьих шистосом

1.2. Особенности организации ядерного генома шистосоматид

1.2.1. Геном шистосом млекопитающих Schistosoma mansoni и S.japonicum. Уникальные и повторяющиеся последовательности генома шистосом

1.2.2. Мобильные элементы трематод

1.3. Геномная вариабельность и эволюция рДНК трематод

1.3.1. Кроссинговер, рекомбинация и %-сайты

1.4. Особенности организации митохондриального генома трематод

1.5. Молекулярная филогения и филогеография трематод
1.5.1. Филогеография
1.5.2. Интрогрессивная гибридизация
1.5.3. Рекомбинация мтДНК
1.5.4. Молекулярная филогения и филогеография шистосом птиц и млекопитающих
1.5.4.1. Шистосомы млекопитающих и человека
1.5.4.2. Межвидовая гибридизация шистосом
1.5.4.3. Шистосомы птиц из рода Trichobilharzia и Biiharziella
1.6. Молекулярная филогения промежуточных хозяев птичьих шистосом -пресноводных моллюсков семейства Lymnaeidae
1.7. Использование молекулярно-генетических маркеров для видовой диагностики и детекции трематод
II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
II. 1. Материалы
II .2. Методы
И.2.1. Фиксация образцов и выделение ДНК
11.2.2. Полимеразная цепная реакция
11.2.3. Элюция и секвенирование
11.2.4. Клонирование
II.2.5. Статистическая обработка результатов
III. РЕЗУЛЬТАТЫ
111.1. Полиморфизм рДНК птичьих шистосом из родов Trichobilharzia и Bilharziella
III. 1.1. Полиморфизм ITS2 рДНК птичьих шистосом из рода Trichobilharzia
III. 1.2. Полиморфизм 28S рДНК птичьих шистосом из рода Trichobilharzia
III.1.3. Разработка молекулярно-генетической системы для видовой диагностики Trichobilharzia на основании полиморфных рДНК
III. 1.4. Полиморфизм ITS 1 рДНК птичьих шистосом из рода Trichobilharzia
III. 1.5. Полиморфизм 1TS2 рДНК Bilharziellapolonica
111.2. Молекулярная идентификация видов промежуточных хозяев - пресноводных моллюсков. Гостальная специфичность птичьих шистосом России и Беларуси
111.3. Полиморфизм митохондриальных генов птичьих шистосом из родов Trichobilharzia и Bilharziella
111.3.1. Полиморфизм митохондриальных генов (сох!, сохЗ) у птичьих шистосом из рода Trichobilharzia
111.3.2. Полиморфизм гена сох! в популяциях птичьей шистосомы В. polonica
IV. ОБСУЖДЕНИЕ
IV.I. Сравнительный анализ генетической дифференциации и гостальной
специфичности птичьих шистосом рода Trichobilharzia
V. ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
ГДФ - гуанозиндифосфат
МГЭ - мобильный генетический элемент
Мт- митохондриальный
п.н. - нуклеотидные пары
ПДРФ - полиморфизм длин рестрикционных фрагментов ЭДТА - динатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты сох - ген цитохромоксидазы
dNTP (deoxyribonucleotide triphosphate) - дезоксирибонуклеотидтрифосфат
EST (Expressed Sequence Tags) - концы экспрессирующихся последовательностей
ILS (incomplete lineage sorting)- неполная сортировка предковых линий
ITS (Internal Transcribed Spacers) - внутренние транскрибируемые спейсеры рДНК
LINE (Long Interspersed Nuclear Elements) - длинные диспергированные
последовательности
IsrDNA (large subunit) - ДНК малой субъединицы рибосомы LTR (Long Terminal Repeat) - длинный концевой повтор nad- ген NADH-дегидрогеназы
ORF (Open Reading Frame) — открытая рамка считывания
PCR (Polymerase Chain Reaction), ПЦР — полимеразная цепная реакция
RAPDs (Random Amplified Polymorphic DNA) - полиморфные ДНК, амплифицированные с
помощью случайных прймеров
RT (Reverse Transcriptase) — обратная транскриптаза (ревертаза)
SDS (Sodium Dodecyl Sulfate) - додецилсульфат натрия
SINE (Short Interspersed Nuclear Elements) - короткие диспергированные последовательности
ssrDNA (small subunit) - ДНК большой субъединицы рибосомы
VNR (long variable noncoding regions) - длинные вариабельные некодирующие районы
видов, принадлежащих к 10 известным родам семейства Schistosomatidae, построенная на основании суммарных последовательностей двух ядерных (ssrDNA, IsrDNA) и одного митохондриального (coxl) гена.
Из них 17 из 20 известных видов принадлежат роду Schistosoma, два вида - к роду Trichobilharzia, Austrobilharzia, по одному виду - к родам Bilharziella, Dendritobilharzia, Giganlobilharzia, Heterobilharzia, Ornitobilgharzia, Orientobilharzia. Слева дана адаптированная реконструкция молекулярно- филогенетических связей между моллюсками разных семейств (по Blair et al., 2001). В результате такого сравнения была показана парафилия группы шистосом млекопитающих. Наиболее рано отделившейся оказалась ветвь птичьих шистосоматид, среди которых первыми дивергировали представители рода Bilharziella. Далее шла группа видов Trichobilharzia, а затем виды двух родов Dendritobilharzia, Gigantobilharzia. В зависимости от использованных маркеров следующей ветвью являлась группа Heterobilharzia+Schistosomatium (по ядерной ДНК) или Austrobilharzia+Ornitobilharzia (по мт гену coxl). Следующие две группы родов, Ornitobilharzia+Aastrobilharzia и Schistosoma+Orientobilharzia, рассматривают как сестринские, a Orientobilharzia turkestanicum оказалась близким родственником шистосом человека. Виды рода Schistosoma формируют две линии, в одну из которых вошли восточноазиатские виды, а в другую — все остальные.
Сравнительный филогенетический анализ рода Schistosoma предполагает азиатское происхождение этого рода, что объясняет на филограммах базальное положение группы-клады видов S. japonicum [Snyder and Loker, 2000; Attwood, 2001; Zhang et al., 2001; Attwood et al., 2002; Lockyer et al., 2003; Morgan et al., 2003а]. Считается, что все предки этой клады произошли в юго-восточной части Гималаев, а затем распространились по всей Азии, где в результате тектонических поднятий в период Кайнозоя образовались обширные пресноводные участки [Attwood, 2001; Attwood et al., 2002]. После снижения уровня моря в Миоцене предки Schistosoma заселили Африку, а затем, возможно, повторно колонизировали несколько раз Азию. В этот период (12-19 млн. лет назад) распространение инфицированных шистосомами млекопитающих могло происходить через коридоры суши, соединяющие два континента [Barker and Blair, 1996; Snyder and Loker, 2000; Morgan et al., 2003a; Attwood et al., 2007]. Считается, что предковые шистосомы, оставшиеся в Азии, дали начало группе современных видов S. japonicum. В Африке шистосомы разделились на линии S. mansoni и S. haematobium, а предки группы S.