Изменения в геноме у дрозофилы, ассоциированные с отбором по адаптивно важному признаку "половая активность самцов"

• Автор: Кулигина, Екатерина Шотовна
• Шифр специальности: 03.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Линии i i НА и ВА, длительно селектируемые по адаптивноважному признаку опыт экспериментальной эволюция
1.1.1. Коррелированные оветьг на отбор ы инбредных селектируемых низкоадшггивных и высокоадаптивных линиях

1.2. Повторяющиеся последовательности ДНК маркеры микроэволюционной динамики.

1.3. Мобильные генетические элементы дрозофилы предполагаемое участие в эволюции генома.к.
1.3.1. Общая характеристика мобильных генегнческих элементов i структурная организация и молекулярные особенности.

1.3.2. Вклад транспозиций мобильных генетических элементов в мутационный процесс .

1.3.3. Паттерны мобильных генетических элементов в эволюции

1.3.4. Мобильные генетические элементы часть генетической системы селектируемых по адаптивно важному признаку линий НА и ВА
1.3.5. НЕ гибридный дисгенез
1.3.5.1. Генетический и биохимический контроль транспозиции Лобо элементов
1.3.5.2. Распространение Лобоэлемснтов в природных популяциях и лабораторных линиях i .
1.4. I v i маркер неспсцифичсских депрессивных изменений в геноме селектируемых линий.
1.4.1. Ген v фенотипическая информация
1.4.2. Молекулярная организация гена.
1.4.3. Ген v кодирует рецепторную тирозинкиназу
1.5. Заключение
ГЛЛВЛ II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Линин дрозофилы, используемые в работе
2.2. Анализ паттерна распределения мобильных элементов в геноме ннбредных линий i
2.2.1. Выделение геномной ДНК из нмаго i .
2.2.2. Рестрикция геномной ДНК.
2.2.3. Перенос ДНК на фильтры и Саузернблотгибриднзацня
2.2.4. Статистический анализ паттернов гибридизации
2.3. Анализ наслеловання и локализация v рсстриктных сателлитов
2.3.1. Выделение рестрикционных фрагментов из геля агарозы.
2.3.2. ПЦР амплификация ДНК рсстриктных сателлитов с помощью специфических митохондриальных праймеров.
2.4. Выделение и анализ тотальной I1 из имаго i
2.5. Оценка уровня транскртшионной ативности гена v с помощью I
2.5.1. Обратная транскрипция.
2.5.2. Количественная ПЦР
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Анализ наследования, локализация и идентификация vi рестриктных сателлитов
3.1.1. Анализ продуктов рестрикции тотальной ДНК с помощью электрофореза
3.1.2. Анализ наследования обнаруженных мркеров результаты реципрокных
скрещиваний.
3.1.3. Точная локализация vi рестрикциях сателлитов.
3.2. Анализ паттерна распределения мобильных элементов в геноме инбредных линий
3.3. Оценка уровня транскрипионной активности v.
ГЛАВА IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Научная новизна работы Благодаря использованию уникальной коллекции родственных высоконнбредных высоко и низкоакгивных линий i i, впервые показано, что длительный отбор по адаптивноважному признаку влечет за собой коррелированные преобразования на самых разнообразных уровнях функционирования генома В частности, в настоящей работе выявлены изменения митохондриальной ДНК, транспозиции мобильных элементов, изменения уровня экспрессии генов. Впервые описан характер наследования высокомолекулярных рсстрнкгных саггсллитов у i . На примере v рестриктных сателлитов доказано, что данные молекулярные маркеры наследуются цнтоплазматнчески, поматернпской линии. Удалось локализовать их в митохондриальном геноме и идентифицировать как 9. Лтфрагменгы мтДНК. Установтсмо, что данные митохондриальные маркеры являются нейтральными по отношению к селектируемому признаку половая активность самцов, однако в ходе селекции может происходить нсспсцнфшкское изменение митохондриального гашнлина. С помощью молекулярных методов зафиксирован фат массового, однонаправленного перемещения юбозлеметов в геноме нткоалалтивных линий в ответ на нзогенизацию больших хромосом. Научнопрактическая ценность работы. Предложены простые и удобные молекулярные маркеры для линий i v1 рсстриктныс сатедткты. Описан характер наследования данных молекулярных маркеров, дана их точная локализация. В настоящей работе получены результаты, подтверждающие и дополняющие опубликованные ранее данные о существовании связи между направлением селекции линии и паттерном локализации МГЭ в геноме. Общая характеристика родственных высикоинбрелных линии i опыт экспериментальной эво. Изучение генетических механизмов адаптаций, лежащих в основе видообразования, имеет ряд трудностей. Вопервых, масштабы генетических преобразований при этом настолько велики, что даже поверхностное сравнение генетических систем родственных видов сильно затруднено. Вовторых, формирование генетической системы вида, даже в случае внезапного видообразования занимает тысячи поколений срок зачастую превышающий продолжительность жизни исследователя. В связи с этим, все большее значение приобретают попытки моделирования микроэволюционных процессов в лабораторных условиях на примере отдельных адаптивноважных признаков. Подобные опыты экспериментальной эволюции с использованием в качестве объекта дрозофилы оказались особенно информативными , , . Коррелированные ответы на отбор в инбрелных селектируемых ниткоактнвных и высокоактивных линиях. Уникальным примером длительного эволюционногенетического эксперимента является селекция родственных линий i на различия по репродуктивной функции Кайданов и др. Начиная с года на протяжении более 0 поколений ведется селекция родственных линий дрозофилы по репродуктивной функции. Отбор сопровождается тесным инбридингом индивидуальным скрещиванием братьев и сестер. Схема селекции представлена на рисунке 1. Стрессирукнцим фактором служит сама направленность отбора в минус направлении на снижение половой активности самцов. Такой отбор привел к приобретению низкоактивными линиями комплекса генетически коигроллируеыых изменений. Многие из этих аномалий затронули нейроэндокринную систему мух, что стало предметом специальных исследований. Некоторые из признаков, измененных в низкоактивной линии НА, предстазсиы в таблице 1. Множественность отклонений от нормы в линии НА позволила предположить, что в этой линии возникли нарушения н ключевых звеньях общего метаболизма. В пользу этой гипотезы говорят данные об аномально высоком содержании полиненасыщемных жирных кислот линолевой и лииолемовой в линии НА Мыльников и др . Эти кислоты являются основным субстратом неферментативных реакций перекисного окисления липидов, приводящих к образованию своболнорадикальных продуктов. Последние в свою очередь вызывают целый ряд комплексных повреждений в клетке. Другим следствием высокой нснасыщснности жирнокислотного состава является рыхлость мембранных структур и их пониженная устойчивость. Важным свидетельством системных нарушений в линии НА являются нарушения метаболизма универсального клеточного посредника цАМФ. У самцов линии НА обнаружено скоррелированное снижение содержания в клетках цАМФ и активности фосфодиэстеразы Савватеева и др. Важной особенностью низкоадаптивных линий является повышенная мутабильность.