Студентка 1-го курса магистратуры медико-биологического факультета и заместитель председателя Студенческого научного общества МБФ ВГУ под руководством доцента кафедры биохимии и физиологии клетки занимается изучением растительных микроРНК. Свою научную разработку студентка представила на XII Международной научно-практической конференции «Биотехнология: наука и практика».
Тема работы – «Применение бинарного вектора pBL121 в трансформации Agrobacteria антисмысловой последовательностью анти-миР775А». МикроРНК представляют собой малые некодирующие РНК, регулирующие экспрессию целевых генов на посттранскрипционном уровне, и могут играть в роль в перестройке метаболизма при адаптации к различному стрессу. В своей работе Анна Хомутова изучила, как микроРНК775А регулирует метаболизм растительной клетки в ответ на гипоксию. Изучение естественных механизмов адаптации растений к стрессовым условиям – это прямой путь к созданию новых устойчивых сельскохозяйственных культур.
– Ранее нам удалось определить гены-мишени, которые регулируются микроРНК775А, поэтому следующим шагом стало создание мутантных растений со сниженным содержанием зрелой микроРНК775А. Я работаю с кукурузой, поэтому все исследования связаны именно с ней. «Удалив» микроРНК775А из метаболического уравнения, можно оценить, как это отразится на способности всего организма адаптироваться к стрессу, – рассказала Анна Хомутова.
Для создания такой линии мутантов необходимо было провести многоступенчатую работу по трансформации. Сначала была разработана специальная последовательность, анти-миР775А, которая будет связываться с микроРНК и блокировать её работу. Затем провели трансформацию клеток E.coli бинарным рекомбинантным вектором pBL121+анти-миР775А. Удостоверившись, что трансформация E.coli прошла успешно, молодые учёные провели ту же процедуру с Agrobacterium tumifaciens.
– На данный момент мы начали реализовывать последний шаг с полученными трансформированными A. tumifaciens – создавать мутантные растения со сниженным содержанием микроРНК775А. Так как микроРНК775А на уровне РНК-интерференции участвует в регуляции метаболизма в условиях стресса, наше исследование позволит создать растения, устойчивые к гипоксическим условиям и обладающие большей биопродуктивностью.
Трансформация – это классический метод генной инженерии. Плазмиды – бактериальные векторы – в природе обеспечивают бактериям обмен генетическим материалом и способствуют, например, выработке устойчивости к антибиотикам. Мы вставили в плазмиду нужную последовательность, получив рекомбинантный вектор. Теперь полученные агробактерии могут передать растению нужную нам последовательность.
МикроРНК занимаются последние 15 лет, в основном, за рубежом. Это естественные инструменты регуляции генов, поэтому, в случае животных, например, они могут выполнять маркерные функции некоторых заболеваний. Так называемые сенсорные микроРНК. В растениях та же история, с помощью микроРНК растительная клетка запускает и регулирует реакции адаптации на молекулярном уровне. По итогам работы студентка ВГУ выразила благодарность за поддержку и неоценимый вклад своему научному руководителю Дмитрию Федорину.
