Биополимерные молекулы, состоящие из двух полинуклеотидных цепей, которые закручены вокруг друг друга, образуя двойную спираль, несущую генетические инструкции для процессов развития, функционирования, роста и размножения всех известных организмов. Информация в ДНК хранится в виде кода, состоящего из четырех химических оснований: аденина (А), гуанина (Г), тимина (Т) и цитозина (Ц). В эукариотических клетках ДНК содержится в виде длинных структур, называемых хромосомами. Перед клеточным делением хромосомы удваиваются путём репликации ДНК, обеспечивая полный набор хромосом для каждой дочерней клетки.

ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота)

Биополимерные молекулы, выполняющие различные важные функции в кодировании, декодировании, регуляции и экспрессии генов. Информация в РНК хранится в виде кода, состоящего из четырех химических оснований: аденина (А), гуанина (Г), урацила (У) и цитозина (Ц).

РНК (Рибонуклеиновая кислота)

Основная единица наследственности и последовательность нуклеотидов в ДНК, которая кодирует синтез продукта гена, либо РНК, либо белка.

Ген

Совокупность особенностей (мутаций) всех других генов, которые могут потенциально влиять на фенотипическое проявление исследуемого гена (или исследуемых генов).

Генетический фон

Группа животных, несущих одинаковый набор генетических признаков (мутаций и/или трансгенов).

Линия/Штамм

Фенотип, генотип или аллель (вариант) гена, который преобладает в природной популяции организмов или в линиях/штаммах организмов в отличие от природных или лабораторных мутантных форм.

Дикий тип

Преднамеренное скрещивание двух разных особей, в результате которого потомство несет часть генетического материала каждого родителя.

Генетическое скрещивание

Мобильные генетические элементы, обнаруженные у дрозофилы; часто используются в качестве мутагенных агентов в генетических экспериментах. Могут содержать различные трансгены внутри себя.

P-элементы

Совокупность аллельных вариантов генов отдельного организма.

Генотип

Процесс определения различий в генетическом строении (генотипе) индивидуума путем исследования его последовательности ДНК с использованием специальных методов и сравнения её с последовательностью другого индивидуума или эталонной/референсной последовательностью.

Генотипирование

Процесс определения последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот.

Секвенирование

Полимеразная цепная реакция; метод, широко используемый для быстрого получения от миллионов до миллиардов копий (полных или частичных) определенного образца ДНК, позволяющий, используя лишь очень небольшое количество ДНК, амплифицировать её (или её часть) до достаточно большого количества для последующего детального изучения.

ПЦР

Генетическая мутация, при которой изменяется, добавляется или удаляется только один нуклеотид в конкретном месте генома.

Точечная мутация

Изменение последовательности ДНК организма. Мутации могут быть результатом ошибок в репликации ДНК во время деления клеток, воздействия мутагенов или вирусной инфекции. Мутации зародышевой линии (возникающие в яйцеклетках и сперматозоидах) могут передаваться потомству, в то время как соматические мутации (возникающие в остальных клетках организма) не передаются.

Мутация

Нитевидные структуры из белка и отдельных молекул ДНК, несущие наследственную информацию.

Хромосомы

Ген, взятый из генома одного организма (или комбинация разных генов, взятых из геномов разных организмов) и искусственно введенный(ая) в геном другого организма.

Трансген

Трансген, определяющий временной и/или пространственный паттерн экспрессии (активности) другого трансгена.

Драйвер

Белок, повышающий скорость транскрипции генетической информации с ДНК на информационную РНК за счёт связывания с определенной последовательностью ДНК.

Активатор транскрипции

Версия встречающегося в природе комплекса направляющей РНК, состоящего из двух частей, сконструированная в единую непрерывную последовательность. Используется для рекрутирования Cas9-транскрипционного белка-активатора к определенной последовательности ДНК для контроля экспрессии гена-мишени.

Химерная направляющая РНК

Преднамеренная модификация характеристик организма путём манипулирования его генетическим материалом.

Генная инженерия

Drosophila melanogaster

Продолжительность жизни ~ 3 месяца

4 пары хромосом

17 728 генов

13 907 белок-кодирующих гена

Работа с линиями, относящимися к dCas9-VPR-зависимой системе для направленной оверэкспрессии генов. Исследование комбинированных эффектов от dCas9-VPR-зависимой оверэкспрессии генов-мишеней на продолжительность жизни мух.

Оверхэкспрессия гена-мишени возможна после гибридизации какого-либо из трансгенов с гидовой РНК одновременно с трансгеном UAS-dCas9-VPR, кодирующим активатор транскрипции dCas9-VPR, и GAL4-драйвером, обеспечивающим (повсеместную или ткане-/стадие-специфичную) наработку dCas9-VPR.

2 этап.

Ниже представлена dCas9-VPR-зависимая система для направленной сверхэкспрессии генов.

Создание и тестирование трансгенных линий мух, кодирующих sgRNA, для индуцируемой
dCas9-VPR-зависимой оверэкспрессии выбранных генов-кандидатов.

3 этап.

Ниже представлена схема dCas9-VPR-зависимой оверэкспрессии гена.

Здесь предполагается комбинировать мутации (из этапа 1) со сверхэкспрессией какого-либо гена (этапы 2-3), сверхэкспрессию одного гена со сверхэкспрессией другого гена (этап 2-3) и т.д.