Магазин экспериментов: генная инженерия

Donate

Важные
определения

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.

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

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

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.

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

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

Совокупность аллельных вариантов генов отдельного организма.

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.

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

Процесс определения последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот.

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

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.

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.

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

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

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

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

Преднамеренная модификация характеристик организма путём манипулирования его генетическим материалом.

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.

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).

ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота)

Ген

Линия/Штамм

Дикий тип

Генетический фон

Генетическое скрещивание

Генотип

Генотипирование

P-элементы

Секвенирование

Точечная мутация

Мутация

ПЦР

Хромосомы

Драйвер

Трансген

Активатор транскрипции

Генная инженерия

Химерная направляющая РНК

РНК (Рибонуклеиновая кислота)

Drosophila melanogaster

Продолжительность жизни ~ 3 месяца

4 пары хромосом

17 728 генов

13 907 белок-кодирующих гена

Жизненный цикл дрозофилы

Работа с линиями мух, несущими мутации генов, для которых ранее в литературе было показано влияние на продолжительность жизни.

Получение комбинаций мутаций с помощью скрещивания линий мух.

Тестирование возможных комбинаций мутаций генов и проверка на предмет синергетического влияния на продолжительность жизни мух.

1 этап.

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.

Этап 4.

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.