сегодня: 10.12.2018

[сделать стартовой]

Рубрики
Общество
Экономика
Политика
Спорт
Наука
Культура
Образование
Здравоохранение
Информационные технологии
Силовые структуры
Криминал
Происшествия
Экология
Недвижимость
Нск-риэлт
Байкал
Национальные проекты
Лес - богатство Сибири
Нефть и газ Сибири
Сибирский уголь
Научно-технический прогресс
Сибиряки
Мир вокруг нас
Интервью
Актуально

Сибирский федеральный округ
Наука и жизнь

Луна образовалась в результате ядерного взрыва


Видеокамеры для "супермена"


"Конец света" в прямом смысле слова


Земные океаны и атмосфера появились благодаря метеоритной бомбардировке


Солнце на Земле


Искусственный интеллект совсем рядом



ТОП-20 инженерных чудес света



Четвероногий друг


Новости Байкала

2018-12-02 09:56:00 /РИА "Сибирь" /Красноярск

Ученые из России и стран трех континентов расшифровали все гены, отвечающие за свечение грибов

*             Вместе



Ученые Института биоорганической химии имени М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН и Красноярского научного центра СО РАН вместе с коллегами из Великобритании, Испании, Бразилии, Японии и Австрии впервые определили все гены, отвечающие за свечение грибов. На сегодня это единственная полностью расшифрованная система свечения эукариотических организмов, которая открывает возможности для создания светящихся растений. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Свечение живых организмов широко распространено в природе. Несмотря на внешнюю схожесть этого явления, на генетическом и биохимическом уровнях биолюминесцентные системы у разных организмов отличаются. Кванты "живого света" обычно образуются в результате окисления молекул люциферина, которое происходит в присутствии фермента люциферазы и ряда дополнительных соединений. Синтез необходимых для свечения молекул и ферментов контролируется соответствующими генами.

"Если вы понимаете, как устроена биолюминесцентная система, то можете добавить в пробирку необходимые компоненты и увидеть свечение. Важным этапом работы было выделение основных ферментов системы свечения грибов: люциферина и люциферазы. Нам удалось это сделать, используя комбинацию аналитических методов, что и позволило “разобрать” всю систему на составляющие", - рассказывает один из участников исследования, кандидат биологических наук, научный сотрудник Института биофизики СО РАН (Красноярск) Константин Пуртов.

Как только ученые находят гены, отвечающие за синтез ключевых ферментов биолюминесценции, они могут внедрять их в другие организмы. Чаще всего в качестве тест-объекта используют обыкновенную кишечную палочку (наиболее изученный прокариотический, то есть безъядерный организм - прим. ред.). Однако встроить такую систему в эукариотический организм (тот, у которого генетическая информация заключена в клетках ядра, отделенных от цитоплазмы мембраной - прим. ред.) сложно и требует внесения большого количества изменений.

Расшифрованная на генетическом и биохимическом уровнях система свечения грибов - первая, пригодная для использования в эукариотических организмах.

В своей новой работе исследователи представили полное биохимическое и генетическое описание системы свечения грибов Neonothopanus nambi (ядовитых светящихся грибов. - Прим. ред.) В целом система свечения грибов оказалась на удивление простой. Она содержит четыре компонента: молекулярный кислород, люциферин 3-гидроксигиспидин (который получается из кофейной кислоты - промежуточного продукта биосинтеза древесины - прим. ред.), NAD (P) H-зависимую гидроксилазу и люциферазу.

Чтобы выявить последний элемент, ученые взяли все гены  гриба Neonothopanus nambi и экспрессировали (то есть перевели в вещества, кодируемые этим геном - прим. ред.) в дрожжах, и на выросшие колонии побрызгали люциферином. Из того, что в результате засветилось, выделили ДНК. Таким образом выяснили, что  люцифераза кодируется геном nnLuz. Кроме того, исследователи секвенировали весь геном этого гриба и посмотрели, какие гены есть рядом с nnLuz, чтобы выявить другие гены, которые отвечают за свечение грибов.

Результаты они проверили, встроив гены, ответственные за свечение грибов, в дрожжи и добавив в них кофейную кислоту (сами дрожжи ее не синтезируют - прим. ред.). Если встроить в них еще один ген, кодирующий синтез кофейной кислоты, то можно получить автолюминесцентный штамм со свечением, видимым невооруженным глазом, что ученые и сделали.

Исследователи протестировали работу фермента люциферазы, запускающего реакцию свечения, в различных типах клеток, включая человеческие раковые клетки и эмбрионы шпорцевой лягушки. Во всех случаях результат был положительный: внедренный ген работал в выбранных клетках, и после добавки люциферина наблюдалось свечение. Именно люцифераза часто используется как репортерный белок для медицинской диагностики или экологического мониторинга.

Работа началась много лет назад в Институте биофизики СО РАН, когда для выполнения исследований по мегагранту в Красноярск приехал нобелевский лауреат Осаму Шимомура. Последующее объединение усилий красноярских ученых с коллегами из Института биоорганической химии РАН привело к прорыву в теме биолюминесценции.

Изучение  системы свечения грибов и работы по созданию первой в мире генетически кодируемой системы автономной биолюминесценции эукариот поддержаны грантами Российского научного фонда, отметили в группе научных коммуникаций Красноярского научного центра СО РАН (федерального исследовательского центра).



Cмотрите также:  Наука  Красноярский край
Архив
пн вт ср чт пт сб вск
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
Поиск по сайту
Что? Где? Когда?
*******

12-13 января 2019 года пройдет второй Байкальский международный турнир по подледной рыбалке "BOTIF-2019"

******
Сохраним Байкал!

Экологический кризис на Байкале: новый эпизод с сине-зелеными водорослями
Пробиотики вместо антибиотиков

Уникальные бактериальные препараты производят в наукограде Кольцово
Все о клещах

Новосибирские ученые: как уберечься от заболеваний, переносимых клещами

Планета Земля

2036 год: Апофеоз или Апокалипсис?


Катастрофы: возможность или неизбежность

какие бальзамы для волос лучше чтоб блестящие и красивые


О проекте Контакты Партнеры  
Rambler's Top100
Copyright © 2004-2009, РИА "Сибирь"
E-mail: rian@cn.ru
Телефон: 8(383) 214-20-12