В лаборатории разрабатываются технологии наработки рекомбинантных белков медицинского назначения в трансгенных растениях, полученных методами ядерной и хлоропластной трансформации, а также в суспензионных культурах растительных клеток и при транзиентной экспрессии чужеродных генов. Блок 1
Созданы генетические конструкции с генами интерлейкинов 10 и 18 человека. Получены трансгенные растения моркови — продуценты белков интерлейкин 10 и интерлейкин 18 человека, обладающих иммуномоделирующими свойствами. Получены трансгенные растения моркови, продуцирующие белки оболочек вируса гепатита В и возбудителя туберкулеза Micobacterium tuberculosis. Блок 2
Соисполнители: Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН; Институт клинической иммунологии СО РАМН.
ПУБЛИКАЦИИ и ПАТЕНТЫ по данному направлению:
1. Дейнеко Е.В., Филипенко М.Л., Равин Н.В., Эльдаров М.Ф., Скрябин К.Г. Трансгенные растения – продуценты «съедобных вакцин». Информационный бюллетень Межведомственной комиссии по проблемам генно-инженерной деятельности. 2002. №3. С. 3-7.
2. Турчинович А.А., Дейнеко Е.В., Филипенко М.Л., Храпов Е.А., Загорская А.А., Филипенко Е.А., Сенников С.В., академик РАМН Козлов В.А., академик РАН Шумный В.К. Получение трансгенных растений табака – продуцентов интерлейкина-18 человека. Доклады Академии наук. 2004. Т.395. №5. С. 704-707.
3. Турчинович А.А., Дейнеко Е.В., Филипенко М.Л., Храпов Е.А., Шумный В.К. Трансгенные растения как биопродуценты белков медицинского назначения. Информационный вестник ВОГИС. 2004. №28. С. 2-9.
4. Yakushenko E.V., Lopatnikova J.A., Khrapov E.A., Deineko E.V., Filipenko M.L., Voronina E.N., Turchinovich A.A., Filipenko E.A., Pukhnatcheva N.A., Tukavin G.B., Schmikova N.A., Shumny V.K., Sennikov S.V., Kozlov V.A. Use of transgenic carrot plants producing human interleukin-18 for modulation of mouse immune response. // In book: New Research on Biotechnology in Biology and Medicine. Ed.: A.M. Egorov and G. Zaikov, Nova Science Publ., Inc., New York. 2006. P. 97-107.
5. Дейнеко Е.В., А.А. Загорская, С.Г. Поздняков, Е.А. Филипенко, Н.В. Пермякова, Ю.В. Сидорчук, Е.А. Уварова, Л.Д. Позднякова, академик В.К. Шумный, академик В.В. Власов, Р.В. Хэммонд, С.Н. Щелкунов. Анализ продукции М-антигена вируса гепатита В в листьях трансгенных растений моркови. Доклады Академии наук. 2009. Т.425. №3. С. 400-403.
6. Щелкунов С.Н., Нестеров А.Е., С.Г.Поздняков, Г.А.Щелкунова, А.А.Загорская, Е.А.Филипенко, Н.В.Пермякова, Л.Д.Позднякова, В.В.Власов, В.К.Шумный, Е.В.Дейнеко. Сравнительный анализ иммуногенности трансгенной моркови, продуцирующей S или M антигены вируса гепатита В при оральной иммунизации мышей. Российский иммунологический журнал. 2009. Т.3. №3-4. С. 235-245.
7. Филипенко Е.А., Сидорчук Ю.В., Дейнеко Е.В. Спонтанные мутации в гене rrn16 хлоропластного генома, обуславливающие устойчивость к спектиномицину, у каллусных линий Daucus carota. Генетика. 2011. Т.47. №1. С. 41-47.
8. Filipenko E.A., Sidorchuk Y.V., Titiv I.I., Maltsev V.P., Deineko E.V. Spontaneous spectinomycin resistance mutations detected after biolistic transformation of Daucus carota L. Physiology and Molecular Biology of Plants. V.17. №1. P. 79-86.
Патент на изобретение №2103361. Ривкин М.И., Дейнеко Е.В., Комарова М.Л., Шумный В.К. «Рекомбинантная плазмидная ДНК PG11, определяющая синтез бета-интерферона человека в трансгенных растениях, и способ получения трансгенных растений, устойчивых к вирусной инфекции». 15.07.1998 г.
Патент на изобретение №2302460. Турчинович А.А., Дейнеко Е.В., Филипенко М.Л., Шумный В.К., Храпов Е.А., Сенников С.В. «Рекомбинантная плазмидная ДНК pBi101-IL18, кодирующая синтез интерлейкина-18 человека в трансгенных растениях». 10.07.2007г.
Патент на изобретение №2374321. Дейнеко Е.В., Шумный В.К., Филипенко Е.А., Загорская А.А., Сидорчук Ю.В., Филипенко М.Л., Власов В.В., Сенников С.В., Козлов В.А., Якушенко Е.В. «Способ получения трансгенных растений моркови, продуцирующих интерлейкин-10_человека»._27.11.2009г.
Патент на изобретение №2354692. Карначук Р.А., Гвоздева Е.С., Дейнеко Е.В., Глухова Л.Б., Дорофеев В.Ю. «Способ культивирования in vitro клеточной культуры трансгенного табака Nicotiana tabacum L., содержащего ген интерлейкина-18 человека». 10.0.2009 г.
В лаборатории выполняются работы по анализу функционирования чужеродных генов, интегрированных в геном растений. Создана серия трансгенных растений табака, позволяющая моделировать нестабильность экспрессии маркерного nptII-гена. Установлено влияние дупликаций в составе Т-ДНК инсерции на экспрессию nptII-гена. Выделено трансгенное растение Nu21 табака с мозаичным проявлением nptII-гена, в четвертом поколении от самоопыления (T4) которого отобраны линии, контрастно различающиеся по проявлению мозаицизма. Выполнен гибридологический анализ взаимодействия аллелей nptII-гена.
Установлено, что инсерция включает две полноразмерные и одну усеченную инвертированную копию Т-ДНК между ними. Выясняются особенности организации и нуклеотидная последовательность Т-ДНК-инсерции, а также районов растительной ДНК, фланкирующих встройку. Методом бисульфитного секвенирования установлена корреляция высокой степени мозаицизма с гиперметилированием 5’-области кодирующей части nptII-гена. Выявляются молекулярно-генетические механизмы инактивирования/реактивирования гена nptII, в том числе с участием в этом процессе коротких интерферирующих РНК. Блок 3
ПУБЛИКАЦИИ по данному направлению:
1. Ситникова В.В., Дейнеко Е.В., Ривкин М.И. К вопросу о стабильности встраивания и наследования чужеродных генов в геноме трансгенных растений // Особенности реконструкции генома и популяций высших растений. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 1993. С. 16-23.
2. Дейнеко Е.В., Загорская А.А., Шакирова Н.В., Филипенко М.Л., Кочетов А.В. Шумный В.К. Изменение уровня экспрессии и наследование маркерного гена nptII в потомстве трансгенных растений табака Nicotiana tabacum L. Доклады Академии наук. 1995. Т.344. №3. С. 407-411.
3. Deineko E.V., Zagorskaya A.A., Filipenko E.A., Filipenko M.L., Novoselya T.V., Komarova M.L., Kochetov A.V., Shumny V.K. Instability of NPTII gene expression in the progeny of transgenic tobacco plants (Nicotiana tabacum L. and N.plumbaginifolia L.) // Biotechnology & Biotech.Equip. 1996. №4. P. 89-92.
4. Дейнеко Е.В., Загорская А.А., Филипенко Е.А., Филипенко М.Л., Комарова Н.И., Кочетов А.В., Шумный В.К. Нестабильность экспрессии гена nptII у трансгенных растений табака (Nicotiana tabacum L.) при инбридинге // Генетика. 1998. Т.34. №9. С. 1212-1219.
5. Дейнеко Е.В., Новоселя Т.В., Загорская А.А., Филипенко Е.А., Шумный В.К. Стабильность экспрессии и наследование гена nptII в популяции трансгенных растений табака. Доклады Академии наук. 1999. Т.369. №3. С. 420-423.
6. Новоселя Т.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Стабильность экспрессии гена nptII у трансгенных растений табака (Nicotiana tabacum L.) с множественными инсерциями Т-ДНК. Генетика. 2000. Т.36. №3. С. 427-430.
7. Дейнеко Е.В., Новоселя Т.В., Загорская А.А., Филипенко Е.А., Шумный В.К. Нестабильность экспрессии маркерного гена nptII у трансгенных растений табака. Физиология растений 2000. Т.47. №3. С. 446-452.
8. Novoselya T.V., Deineko E.V., Filipenko E.A., Shumnyi V.K. Expression stability of marker gene nptII in transgenic plants Nicotiana tabacum L. with single T-DNA insertion. Biotechnol. & Biotechnolog. Equipment. 2001. V.15. №2. P. 3-7.
9. Дейнеко Е.В., Новоселя Т.В., Загорская А.А., Филипенко Е.А., Пухначева Н.В., Шумный В.К. Инактивирование чужеродных генов у трансгенных растений табака (обзор) // Изучение генома и генетическая трансформация растений. Новосибирск: Наука, 2001. С. 132-142.
10. Новоселя Т.В., Дейнеко Е.В. Моделирование нестабильности экспрессии гена nptII у трансгенных растений табака. Физиология растений. 2002. Т.49. №3. С. 437-443.
11. Маренкова (Новоселя) Т.В., Дейнеко Е.В. Изменение стабильности экспрессии маркерных генов nptII и uidA у трансгенных растений табака. Генетика. 2006. Т.42. №5. С. 643-651.
12. Маренкова (Новоселя) Т.В., Е.В.Дейнеко. Влияние дупликаций в структуре Т-ДНК на стабильность проявления гетерологичных генов у трансгенных растений табака. Генетика. 2006. Т.42. №5. С. 652-658.
13. Маренкова (Новоселя) Т.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К Мозаичный характер проявления гена nptІІ у трансгенных растений табака линии Nu21. Генетика. 2007. Т.43. №7. С. 943-954.
14. Маренкова Т.В., Дейнеко Е.В. Инактивирование генов у растений на уровне транскрипции. Генетика. 2010. Т.46. № 5. С. 581-592.
15. Логинова Д.Б., В.К. Шумный, Е.В. Дейнеко. Особенности организации Т-ДНК-встройки у трансгенных растений табака линии Nu 21. Вестник ВОГИС. 2010. Т.14. №1. С._134-140.
Проводятся исследования влияния инсерции Т-ДНК на экспрессию собственных генов у генетически модифицированных растений. Создана коллекция трансгенных растений табака (Nicotiana tabacum L.) с мутантным фенотипом (измененное строение цветка, пониженный уровень фертильности пыльцы).
Установлено, что удлинение пестика (лонгостилия) коррелировало с нарушением динамики ауксинов (ИУК) на определенных стадиях развития цветка. Молекулярный анализ позволил обнаружить 4 ранее неизвестных для табака гена, кодирующих ключевой фермент биосинтеза ИУК, являющихся ортологами семейства FZY-генов томатов. Блок 4 Показано, что стерильность трансгенных растений табака связана с рядом цитологических нарушений в микроспорогенезе: цитомиксис, преждевременный цитокинез, деформация ядер, аномалии положения веретен деления. Методом иммуно-флюоресцентного окрашивания установлена феноменологическая связь данных нарушений с динамикой микротрубочкового цитоскелета. На световом и ультраструктурном уровнях выявлены механизмы формирования цитомиктических каналов в материнских клетках пыльцы. Блок 5
ПУБЛИКАЦИИ по данному направлению:
1. Дейнеко Е.В., Сидорчук Ю.В., Загорская А.А., Новоселя Т.В., Филипенко Е.А., Шумный В.К. Анализ строения цветков и мужская стерильность у трансгенных растений табака. Доклады Академии наук. 1999. Т.368. №1. С. 135-138.
2. Филипенко Е.А., Филипенко М.Л., Мурашева С.В. Дейнеко Е.В., Загорская А.А., Сидочук Ю.В., Шумный В.К. Анализ сайтов встраивания Т-ДНК трансгенных растений табака с мутантным фенотипом. Доклады Академии наук. 2000. Т.370. №2. С. 273-276.
3. Сидорчук Ю.В., Загорская А.А., Дейнеко Е.В., Шамина Н.В., Шумный В.К. Т-ДНК индуцированные аномалии цветков и мужская стерильность у трансгенных растений табака: морфометрический и цитологический анализ. Цитология и генетика. 2000. Т.34. №6. С. 3-8.
4. Шамина Н.В., Дорогова Н.В., Загорская А.А., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Нарушения мужского мейоза в трансгенной линии res91 табака. Цитология. 2000. Т.42. №12. С. 1159-1164.
5. Дейнеко Е.В., Загорская А.А., Сидорчук Ю.В., Новоселя Т.В., Филипенко Е.А., Комарова М.Л., Шумный В.К. Особенности морфологических признаков и фертильности пыльцы у трансгенных растений табака. Физиология растений. 2000. Т.47. №1. С. 73-78.
6. Shamina N.V., Dorogova N.V., Sidorchuk Y.V., Zagorskaya A.A., Deineko E.V., Shumny V.K. Abnormalities of meiotic division caused by T-DNA tagged mutation in tobacco (Nicotiana tabacum L.). Cell biology international. 2001. V.25(4). P. 367-369.
7. Загорская А.А., Дейнеко Е.В., Сидорчук Ю.В., Шумный В.К. Наследование признака измененного строения цветка и устойчивости к антибиотику канамицину у трансгенных растений табака. Генетика. 2001. Т.37. №6. С. 784-790.
8. Сидорчук Ю.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Цитомиксис в материнских клетках пыльцы у трансгенных растений табака (NICOTIANA TABACUM L.). Доклады Академии наук. 2004. Т.394. №2. С. 282-285.
9. Сидорчук Ю.В., Шаталина М.Н., Дейнеко Е.В. Наследование и цитологические особенности цитомиксиса в материнских клетках пыльцы трансгенных растений табака. Вестник Томского государственного университета. 2004. №10. 112-115.
10. Пухначева Н.В., Новоселя Т.В., Зоткевич Е.А., Дейнеко Е.В. Встраивание векторных последовательностей в геном трансгенных растений. Генетика. 2005. Т.41. №9. С. 1203-1209.
11. Шамина Н.В., Дорогова Н.В., Сидорчук Ю.В. Динамика микротрубочкового цитоскелета в мейозе у высших растений. IX. Завершение цикла. Переход от фрагмопласта к интерфазной системе цитоскелета. Цитология. 2006. Т.48. №5. С. 418-426.
12. Шамина Н.В., Сидорчук Ю.В. Динамика микротрубочкового цитоскелета в мейозе у высших растений. X. Общая схема цитоскелетного цикла. Цитология. 2006. Т.48. №5. С. 427-437.
13. Пермякова (Пухначева) Н.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Особенности встраивания векторных последовательностей в геном трансгенных растений. Генетика. 2007. Т.43. №11. С. 1501-1510.
14. Филипенко Е.А., Филипенко М.Л., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Анализ сайтов встраивания Т-ДНК инсерций у трансгенных растений табака. Цитология и генетика. 2007. Т.41. №4. С.3-8.
15. Дейнеко Е.В., Загорская А.А., Шумный В.К. Т-ДНК-индуцированные мутации у трансгенных растений. Генетика. 2007. Т.43. №1. С.5-17.
16. Сидорчук Ю.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Особенности цитомиксиса в материнских клетках пыльцы у трансгенных растений табака NICOTIANA TABACUM L. с мутантным фенотипом. Цитология. 2007. Т. 49. № 10. С. 870-875.
17. Сидорчук Ю.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Роль микротрубочкового цитоскелета и каллозных оболочек в проявлении цитомиксиса в материнских клетках пыльцы растений табака (NICOTIANA TABACUM L.). Цитология. 2007. Т. 49. № 10. С. 876-880.
18. Сидорчук Ю.В., Дорогова Н.В., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Преждевременный цитокинез в материнских клетках пыльцы трансгенных растений табака NICOTIANA TABACUM L. Цитология. 2008. Т.50. №5. С. 447-451.
19. Загорская А.А., Ю.В.Сидорчук, Шумный В.К., Дейнеко Е.В.. Динамика ИУК и цитокининов в тканях цветков трансгенных растений табака с мутантным фенотипом. Физиология растений. 2009. Т.56. №6. С. 917-925.
20. Пермякова Н.В., Шумный В.К., Дейнеко Е.В. Агробактериальная трансформация растений: перенос фрагментов векторной ДНК в растительный геном. Генетика. 2009. Т.45. №3. С. 305-317.
21. Филиппенко Е.А., Дейнеко Е.В., Шумный В.К. Особенности районов встраивания Т-ДНК у трансгенных растений. Генетика. 2009. Т.45. №11. С. 1461-1475.
22. Мурсалимов С.Р., Дейнеко Е.В. Цитомиксис в образцах из природных популяций DACTYLIS GLOMERATA L. (POACEAE). Вестник ВОГиС. 2009. Т.13. №4. С. 573-578.
23. Мурсалимов С.Р., Дейнеко Е.В. Межъядерные контакты, образуемые выростами ядерной оболочки в мейоцитах табака NICOTIANA TABACUM L. Цитология. 2010. Т. 52. № 8. С. 675.
24. Мурсалимов С.Р., Дейнеко Е.В. Ультраструктурные особенности цитомиксиса как нормального клеточного процесса в ходе микроспорогенеза табака // Труды Томского государственного университета, серия биологическая, Томск. 2010.Т.275. С. 284-286.
25. Мурсалимов С.Р., Байбородин С.И., Сидорчук Ю.В., Шумный В.К., Дейнеко Е.В. Особенности формирования цитомиктических каналов в материнских клетках пыльцы Nicotiana tabacum L. Цитология и генетика. 2010. Т. 44. №1. С. 19-24.
26. Mursalimov S.R., Deineko E.V. An ultrastructural study of cytomixis in tobacco pollen mother cells. Protoplasma. 2011 [Epub ahead of print].