ҚР-да өнімділігі жоғары экономикалық ауылшаруашылық дақылдарын алудың молекулалық биотехнологиясын әзірлеу және имплементациялау

М.А. Айтхожин атындағы молекулалық биология және биохимия институтында ақуыз және нуклеиндік қышқылдар зертханасында геномдық технологиялар көмегімен азық-түлік және жемшөп дақылдарының өнімділігін арттыруға бағытталған ғылыми жоба жүргізілуде. Жоба жетекшісі – жетекші ғалым А.В. Жигайлов.

Ақуыз S6 (RPS6) – фосфорлануға қабілетті эукариоттық рибосомалардың 40S қосалқы бөлшектерінің жалғыз ақуызы. Фосфорланған RPS6 рибосомалары мРНҚ-ны селективті түрде тарата алады, олар жасушалардың аударма аппаратының ақуыздарының көпшілігін кодтайды.

Жобада қойылған міндеттерді шешу үшін қолданылатын тәсілдің басты ерекшелігі – бұл транскрипция, репликация немесе жасушаның бөліну процестерін реттеуге бағытталған емес. Мақсат ретінде рибосомогенез процесі және жасушалардың ақуыз синтездеу аппаратының компоненттерін кодтайтын мРНҚ аудару таңдалды.

Бұл жобада алғаш рет Arabidopsis thaliana-дан (AtRPS6K2) протеинкиназа генінің RPS6 рибосомалық ақуызының кДНҚ-генін мутацияланған, табиғи өсімдік киназасынан айырмашылығы, бірден белсенді күйде синтезделеді және жоғарғы эшелонның киназалары тарапынан қосымша активтендіруді қажет етпейтіндей мутация жоспарлануда. Мұндай трансгенді ендірмесі бар өсімдіктер бастапқы өзгертілмеген өсімдіктермен салыстырғанда жоғары өнімділікке ие болады деп күтілуде. Сондықтан өсімдіктер биомассаны мүмкіндігінше ресурстармен және қолайлы қоршаған орта жағдайымен толық қамтамасыз етілген жағдайда ғана арттыруы керек. Керісінше, өсу және бөліну активаторларының гендерінің экспрессиясы жоғарылаған өсімдіктердің генетикалық түрлендірілген жасушалары, әдетте, шектеулі ресурстар жағдайында да белсенді түрде бөлініп, өсуді жалғастырады, бұл олардың стресске төзімділігіне теріс әсер етеді.

RPS6K-жасушалық процестерді жанама реттеу механизмін түсіну –  жасушалардың өсуі мен мөлшерін жасанды түрде реттеуге мүмкіндік береді және сол арқылы өсімдіктердің биомассасын және олардың өнімділігін арттырады. Осы қолданбалы тапсырмадан басқа, жобаны жүзеге асыру барысында RPS6 ақуызының конституциялық белсенді киназасының көрінісі өсімдіктердің фенотипі мен физиологиялық параметрлеріне қалай әсер ететіні анықталады, бұл өсімдіктердің өсуі мен дамуын реттеу тетіктерін түбегейлі зерттеуге ықпал етеді.

Жобада қолданылатын технология әлемде алғаш рет ұсынылып отыр. Тағы бір негізгі айырмашылық – мақсатты ақуыздың белсенділігін арттыру үшін сайтқа бағытталған мутагенезді қолдану. Осылайша, біздің көзқарасымыз трансгенозды болдырмай, бір өсімдік объектісінің гендерімен жұмыс істеуге мүмкіндік береді; бұл жағдайда цис-гендік өсімдіктерді алу туралы айтуға болады. Әрі қарай біз өсімдік геномдарын редакциялау тәсілін қолдануды жоспарлап отырмыз.

Show More
Close