Идентификация и анализ генетических путей, контролирующих длину теломер

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 21-14-00147

НазваниеИдентификация и анализ генетических путей, контролирующих длину теломер

Руководитель Абдулкина Лилия Ринатовна, Кандидат биологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" , Республика Татарстан (Татарстан)

Конкурс №55 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-210 - Молекулярная генетика

Ключевые слова теломеры, генетический полиморфизм, Арабидопсис, естественная вариация, геномика

Код ГРНТИ34.15.23

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность Теломеры представляют собой эволюционно консервативные комплексы, находящиеся на физических концах эукариотических хромосом. Теломерная ДНК состоит из множества коротких нуклеотидных повторов, в частности, TTAGGG у позвоночных и человека и TTTAGGG у большинства растений. В соответствии с теорией биологического старения, известной как "молекулярные часы", строго определенное количество теломерных повторов, полученное при рождении, изначально предопределяет способность большинства соматических клеток к пролиферации. Поскольку известно, что длина теломер сокращается с каждым последующим клеточным делением, что в конечном итоге приводит к клеточному старению или смерти, длина теломер часто рассматривается как наиболее аккуратный клеточный маркер биологического возраста. Поддержание необходимой длины теломер – фундаментальный и эволюционно-консервативный клеточный процесс, напрямую влияющий на пролиферацию клеток и на развитие таких патологий, как рак. Главная задача данного проекта - идентификация и детальное изучение молекулярных механизмов и генетических факторов, ответственных за установление видоспецифичной длины теломер в модельном растении Arabidopsis thaliana (резуховидка Таля). Проведенные нами ранее предварительные эксперименты по изучению длины теломер в рекомбинантной инбредной популяции MAGIC Arabidopsis thaliana позволили идентифицировать QTL основного эффекта на хромосоме 5. Детальный анализ мутантов по генам, расположенным на идентифицированном геномном участке QTL, позволил определить важный ген-кандидат OLI2/NOP2A, контролирующий длину теломер. Первичные результаты молекулярно-генетического анализа этого гена были недавно опубликованы в журнале Nature Communications (Abdulkina et al., 2019). Ген OLI2/NOP2A был ранее также идентифицирован как часть генетического пути OLIGOCELLULA (Fujikura et al., 2009). Несколько генов этого пути участвуют в биогенезе рибосом, в частности, гены RPL5A и RPL5B кодируют высококонсервативные варианты рибосомного белка 5, входящего в состав 60S субъединицы рибосомы. Однако, вклад остальных генов OLIGOCELLULA, в частности, OLI1/HOS15, в регуляцию длины теломер ранее не изучался. Также остается неизвестно, сколько всего генов входит в состав генетического пути OLIGOCELLULA, как они взаимодействуют между собой, и все ли они также дополнительно вовлечены в регуляцию длины теломер. В предлагаемом проекте РНФ мы продолжим и расширим наши усилия по изучению роли генетического пути OLIGOCELLULA в регуляции длины теломер и поддержанию стабильности генома в растениях, а также проведем дополнительные транскриптомные и молекулярно-генетические эксперименты по идентификации новых генов, контролирующих установление необходимой для жизнедеятельности клеток длины теломер. В целом, изложенные в Проекте многовекторные исследования послужат экспериментальной основой для комплексного подхода к изучению эволюционно-консервативных механизмов регуляции длины теломер. Научная новизна Основной вектор большинства предыдущих исследований был направлен на анализ генов, которые вовлечены в поддержание предварительно установленной длины теломер на определенном, характерном для каждого биологического вида уровне. Предлагаемое нами исследование впервые направлено на идентификацию и анализ генов, которые отвечают за установление изначальной длины теломер в пределах отдельного организма. Используя уникальные преимущества работы с модельным растением A. thaliana, и в первую очередь его обширные геномные и генетические ресурсы, мы постараемся ответить на фундаментальные вопросы биологии теломер, имеющие отношение как в целом к растениям, так и к другим эукариотам

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кампетелли Б.И., Разак С., Барберо Б., Абдулкина Л.Р., Хэл М.Х., Шиппен Д.И., Янгер Т.И., Шакиров Е.В. Plasticity, pleiotropy and fitness tradeoffs in Arabidopsis genotypes with different telomere lengths New Phytologist (год публикации - 2021)
10.1111/nph.17880

2. Агабекян И.А., Люшненко А.Ю., Валеева Л.Р., Абдулкина Л.Р., Шакиров Е.В. Анализ роли гена OLI1/HOS15 в регуляции длины теломер растений Arabidopsis thaliana сборник тезисов “Open Science 2021” (год публикации - 2021)

3. Агабекян И.А., Люшненко А.Ю., Абдулкина Л.Р.,Валеева Л.Р., Шакиров Е.В. The role of OLI1/HOS15 gene in telomere length regulation of Arabidopsis thaliana suppl. of Molecular Biology of the Cell (год публикации - 2021)

4. Агабекян И.А., Люшненко А.Ю., Валеева Л.Р., Абдулкина Л.Р., Шакиров Е.В. The role of ribosomal gene in telomere length regulation of Arabidopsis thaliana Abstract book of the 82ND Meeting of Southern Section of the American Society of Plant Biologists, p. 60-61 (год публикации - 2021)

5. Санникова А.В., Валеева Л.Р., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В. РОЛЬ TRF-ПОДОБНЫХ БЕЛКОВ В РЕГУЛЯЦИИ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР У PHYSCOMITRELLA PATENS Актуальная биотехнология, №1(35), страница 55 (год публикации - 2021)

6. Санникова А.В., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В., Валеева Л.Р. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР У БРИОФИТОВ Сборник тезисов конференции "Современные синтетические методологии для создания лекарственных препаратов и функциональных материалов", страница 223 (год публикации - 2021)

7. Санникова А.В., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В., Валеева Л.Р. РОЛЬ TRFL ГЕНОВ В РЕГУЛЯЦИИ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР БРИОФИТОВ Сборник Тезисов IV Всероссийской с международным участием школы- конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», страница 89 (год публикации - 2021)

8. Люшненко А.Ю., Агабекян И.А., Валеева Л.Р., Абдулкина Л.Р., Шакиров Е.В. Роль генов NOP2 пути в регуляции биологии теломер растений Arabidopsis thaliana Сборник Тезисов IV Всероссийской с международным участием школы- конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», страницы 83-84 (год публикации - 2021)

9. Санникова А.В., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В., Валеева Л.Р. Regulation of telomere length in the model bryophyte Physcomitrium patens Abstract book of the 1st Central Asia Genomics Symposium (год публикации - 2021)

10. Агабекян И.А. , Валеева Л.Р. , Абдулкина Л.Р. , Шакиров Е.В Исследование механизма влияния генов OLI5/RPL5A и OLI7/RPL5B на биологию теломер растений Arabidopsis thaliana Тезисы докл. / ННГУ им. Н.И. Лобачевского. - Нижний Новгород: Изд-во ННГУ, 2022, с.200 (год публикации - 2022)

11. Агабекян И.А., Люшненко А.Ю., Валеева Л.Р., Абдулкина Л.Р. , Шакиров Е.В. Анализ роли генов OLI пути в регуляции длины теломер растений A.thaliana Сборник Тезисов V Всероссийской с международным участием школы-конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Материалы и технологии XXI века», С. 64 (год публикации - 2022)

12. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕЛОМЕРНОЙ ДНК У МОХООБРАЗНЫХ РОДА SPHAGNUM Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 75-й Всероссийской с международным участием школы- конференции молодых ученых (, C. 200 (год публикации - 2022)

13. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Ceratodon purpureus – новый модельный организм в изучении теломер растений Исследования молодых ученых в биологии и экологии - 2022: сборник научных статей, C.88-90 (год публикации - 2022)

14. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. ХАРАКТЕРИСТИКА ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР БРИОФИТОВ Материалы международной научной конференции, посвященной 90-летию Центрального ботанического сада Национальной академии наук Беларуси, С. 156 - 159 (год публикации - 2022)

15. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Характеристики теломерной ДНК у представителей различных групп бриофитов Всероссийская научная конференция с международным участием «Физиология растений и феномика как основа современных фитобиотехнологий». Годичное собрание Общества физиологов растений России, С. 117 (год публикации - 2022)

16. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. РОЛЬ TRFL БЕЛКОВ В РЕГУЛЯЦИИ ДЛИНЫ ТЕЛОМЕР У НАЗЕМНЫХ РАСТЕНИЙ ГРУППЫ BRYOPHYTA IX Международная конференция молодых ученых: вирусологов, биотехнологов, биофизиков, молекулярных биологов и биоинформатиков — 2022: Cб. тез., С.662 (год публикации - 2022)

17. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. БРИОФИТЫ КАК НОВЫЕ МОДЕЛЬНЫЕ ОРГАНИЗМЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ БИОЛОГИИ ТЕЛОМЕР РАСТЕНИЙ Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы докладов XХIX Всероссийской молодежной научной конференции, посвященной 60-летию Института биологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Т.2., С.165-166 (год публикации - 2022)
10.19110/89606-043

18. Валеева Л.Р. , Абдулкина Л.Р., Агабекян И.А., Шакиров Е.В. Telomere biology and ribosome biogenesis: structural and functional interconnections Biochemistry and Cell Biology, Biochem.CellBiol.101:394–409(2023)|dx.doi.org/10.1139/bcb-2022-0383 (год публикации - 2023)
10.1139/bcb-2022-0383

19. Агабекян И.А., Люшненко А.Ю., Валеева Л.Р., Абдулкина Л.Р. , Шакиров Е.В. New genes which are involved in the regulation of the telomere length in model plant Arabidopsis thaliana Казань: ФЭН, VII Международная научная конференция (10–15 июля 2023 г., Казань, Россия). – Казань: ФЭН, 2023. – 472 с. ISBN 978-5-9690-1133-5 eLIBRARY ID: 54740198 (год публикации - 2023)

20. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. The role of conserved trfl genes in the regulation of Marchantia polymorpha telomere length Plant Genetics, Genomics, Bioinformatics, and Biotechnology (PlantGen2023), The 7th International Scientific Conference (Jule 10–15, 2023, Kazan, Russia). – Kazan: FEN, 2023. – 472 p. (год публикации - 2023)

21. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Сравнительный анализ внутривидовой и межвидовой вариабельности длины теломер двух групп мохообразных: бриофитов и печеночника Marchantia polymorpha «Биосистемы: организация, поведение, управление»: 76-я Всероссийская школаконференция молодых ученых., Биосистемы: организация, поведение, управление: Тезисы докладов 76-й Всероссийской школы-конференции молодых ученых (Н. Новгород, 11–14 апреля 2023 г.). Н. Новгород, Университет Лобачевского. 2023. 383 с. (год публикации - 2023)

22. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Роль консервативных TRFL генов в регуляции длины теломер Physcomitrium patens и Marchantia polymorpha Исследования молодых ученых в биологии и экологии, Исследования молодых ученых в биологии и экологии - 2023: сборник научных статей. - Саратов: Амирит, 2023. - 149 с. ISBN 978-5-00207-228-6 (год публикации - 2023)

23. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Получение растений – нокаутов Marchantia polymorpha по генам trb1 и tbp1, и определение роли белков в регуляции длины теломер «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата», X Съезд общества физиологов растений России «Биология растений в эпоху глобальных изменений климата» (Уфа, 18-23 сентября 2023 г.): тезисы докладов. – Электрон. текстовые дан. (1 файл: 4,22 Мб). – Уфа: УИБ УФИЦ РАН, 2023. – 421 с. (год публикации - 2023)

24. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Получение растений — нокаутов Marchantia polymorpha по генам trfl и определение роли белка trfl6 в регуляции длины теломер Материалы международного конгресса CRISPR-2023, Научно-практический журнал Гены & Клетки, Том XVIII, Приложение, 2023/ ISSN 2313-1829, Свидетельство о регистрации ПИ № 77 – 57156 от 11.03.2014 г (год публикации - 2023)

25. Санникова А. В., Шарипова М. Р., Шакиров Е. В., Валеева Л. Р. Роль trfl-белков в регуляции длины теломер Marchantia polymorpha X международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов и молекулярных биологов, X Международная конференция молодых ученых: биоинформатиков, биотехнологов, биофизиков, вирусологов и молекулярных биологов — 2023: Cб. тез. / АНО «Инновационный центр Кольцово». — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2023. — 814 с. (год публикации - 2023)
10.25205/978-5-4437-1526-1-368

26. Агабекян И.А., Сабаева Д.Ю., Абдулкина Л.Р. Влияние гипертермии на изменение длины теломер растений Arabidopsis thaliana Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки (год публикации - 2024)

27. Абдулкина Л.Р., Агабекян И.А., Валеева Л.Р., Козлова О.С., Шарипова М.Р., Шакиров Е.В. Comparative Application of Terminal Restriction Fragment Analysis Tools to Large-Scale Genomic Assays International Journal of Molecular Sciences, Int. J. Mol. Sci. 2023, 24(24), 17194 (год публикации - 2023)
10.3390/ijms242417194

28. Валеева ЛР, Санникова АВ, Шафигуллина НР, Абдулкина ЛР, Шарипова МР, Шакиров ЕВ Telomere Length Variation in Model Bryophytes MDPI, Plants 2024, 13(3), 387 (год публикации - 2024)
10.3390/plants13030387

Публикации