AP08855746 «Разработка биотехнологии повышения продуктивности растений посредством активации процесса биогенеза рибосом». Научный руководитель – к.б.н. Жигайлов А.В.

Описание проекта

Клонирование в бинарном векторе pCambia2300 под контролем растительных промотора и терминатора транскрипции кДНК-ген протеинкиназы-2 рибосомного белка S6 из Arabidopsis thaliana (AtRPS6K2), мутированный in vitro путём замены триплетов, кодирующих серин(S)-296, S-437 и треонин(T)-455 на кодон отрицательно заряженной глютаминовой кислоты (Е). Такие фосфомиметические замены активируют киназу AtRPS6K2, которая фосфорилирует белок RPS6 в составе 40S-рибосомных субчастиц, что сопровождается усилением процессов биогенеза рибосом, роста и деления клеток. Полученная генетическая конструкция будет использована для стабильной трансформации растения табака. Есть основания полагать, что экспрессия мутированного гена AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E) в растениях табака в благоприятных условиях приведет к повышению их биомассы.

Цель проекта

На примере растений табака (Nicotiana tabacum) разработать биотехнологию получения генетически модифицированных (ГМ) растений с повышенной биомассой и продуктивностью на основе оптимизации экспрессии мутированного кДНК-гена AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E), кодирующего конститутивно активированную форму протеинкиназы рибосомного белка S6 из Arabidopsis thaliana (AtRPS6K2).

Задачи проекта

1)         Клонировать в агробактериальный вектор pCambia2300 мутированный вариант кДНК-гена AtRPS6K2 c заменами кодонов S296, S437 и T455 на триплеты, кодирующие фосфомиметическую глютаминовую кислоту (Е).

Пояснение: клонирование кДНК-гена в агробактериальный вектор позволяет осуществить стабильную генетическую трансформацию растений различных видов.

Результат «check-point»: ДНК-конструкция с проверенной нуклеотидной последовательностью 35S-AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E)-NOS_pCAMBIA2300.

2)         Провести транзиентную экспрессию трансгена AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E) в растениях табака (N. tabacum) для функционального подтверждения его способности экспрессироваться in vivo.

Пояснение: данный этап необходим для того, чтобы проверить способность собранной ДНК-кассеты обеспечивать экспрессию целевого трансгена в клетках растений модельного вида.

Результат «check-point»: линия агробактерий Agrobacterium tumefaciens штамма EHA-101, несущих плазмиду 35S-AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E)-NOS_pCAMBIA2300.

3)         Наладить стабильную трансформацию и получить генетически модифицированные (ГМ) растения табака, экспрессирующие трансген AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E).

Пояснение: стабильная трансформация растений проводится для переноса генетической кассеты в их геном. Важно, чтобы трансгенная вставка содержала все требуемые для экспрессии функциональные сегменты: трансген, промотор и терминатор транскрипции.

Результат «check-point»: регенерированные растения ГМ-табака, содержащие в геноме трансген AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E) под контролем промотора 35S-CaMV и NOS-терминатора транскрипции.

4)         Сравнить ростовые показатели контрольных и ГМ растений табака, экспрессирующих трансген AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E).

Пояснение: лишь статистически значимые различия ГМ и контрольных растений в ростовых показателях могут доказать эффективность выбранного подхода для повышения продуктивности растений.

Результат check-point: линии ГМ растений табака, экспрессирующих трансген AtRPS6K2(S296E, S437E, T455E), отличающиеся повышенной продуктивностью.

Показать больше
Закрыть