facebook twitter instagram issuu linkedin research gate youtube ustv

Nauka na wyciągnięcie ręki

Wydział Biologii i Ochrony Środowiska
Wydział Filologiczny
Wydział Matematyki, Fizyki i Chemii
Wydział Artystyczny
Wydział Nauk Społecznych
Wydział Nauk o Ziemi
Wydział Prawa i Administracji
Wydział Pedagogiki i Psychologii
Wydział Teologiczny
Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach
Wydział Etnologii i Nauk o Edukacji

Biolodzy autorami narzędzia ułatwiającego identyfikację genów odpowiedzialnych za replikację i naprawę uszkodzeń DNA u roślin

Nowa baza danych sekwencji EST (Expressed Sequence Tag), czyli znaczników pochodzących z genów jęczmienia jest dostępna na serwerze Uniwersytetu Śląskiego jako narzędzie identyfikacji oraz analizy genów odpowiedzialnych za replikację i naprawę uszkodzeń DNA u roślin.

Funkcjonowanie komórki każdego organizmu jest oparte na informacjach zapisanych w DNA, pozwalających na koordynowanie złożonych procesów biochemicznych, które wraz z poziomem komplikowania się struktur biologicznych składają się na metabolizm i rozwój tkanek, organów oraz całych organizmów. Ogół cech organizmu, które mogą być obserwowane na różnych poziomach jego złożoności określany jest w genetyce jako fenotyp. Jednak kod DNA zawarty w każdej komórce, określany jako genom, nie jest strukturą całkowicie stabilną. Nukleotydy, które stanowią elementy budulcowe DNA, mogą ulegać różnym modyfikacjom, w tym uszkodzeniom bądź utracie, na skutek procesów komórkowych oraz czynników zewnętrznych. Jeśli takie zmiany w strukturze DNA nie zostają naprawione dochodzi do mutacji, które mogą prowadzić do zmian cech organizmu. Zdarza się, że mutacje powstają również spontanicznie podczas procesu replikacji (powielania) DNA. Replikacja DNA to niezwykle ważny proces, który jest podstawą podziału komórek, prowadzących do powstania kolejnych komórek budujących organizm (somatycznych) bądź tworzenia komórek generatywnych (gamet), wykorzystywanych w procesie rozmnażania. Niezwykle istotne jest poznanie procesów odpowiadających za replikację oraz naprawę uszkodzeń DNA roślin, w tym roślin uprawnych. Dotychczasowa wiedza pochodzi głównie z badań prowadzonych na komórkach bakterii, drożdży oraz człowieka. Jęczmień (Hordeum vulgare) jest obiektem badań, prowadzonych od wielu lat w Katedrze Genetyki UŚ, mających na celu identyfikację oraz określenie funkcji genów związanych z wieloma istotnymi aspektami rozwoju tego gatunku, a w ostatnim czasie również z procesami naprawy uszkodzeń DNA.

W ubiegłym roku w Katedrze Genetyki WBiOŚ została utworzona baza danych bEST-DRRD (Barley EST DNA Replication and Repair Database). Baza ta zawiera sekwencje genów i enzymów zaangażowanych w procesy replikacji oraz naprawy i tolerancji uszkodzeń DNA u rzodkiewnika pospolitego (Arabidopsis thaliana) i ryżu (Oryza sativa), będących tzw. gatunkami modelowymi, dla których dostępne są pełne sekwencje genomów. Baza danych zawiera przede wszystkim pochodzące z jęczmienia (Hordeum vulgare) sekwencje EST (Expressed Sequence Tag), wykazujące wysokie podobieństwo do genów pochodzących z gatunków modelowych. Sekwencje genów oraz enzymów pochodzące z rzodkiewnika pospolitego (A. thaliana) i ryżu (O. sativa) są sklasyfikowane w zależności od procesu, w którym biorą udział. Wykorzystanie sekwencji EST stanowi ważne narzędzi genomiki funkcjonalnej, szczególnie w przypadku gatunków takich jak jęczmień, dla których nie jest dostępna pełna sekwencja genomu, czyli kompletna informacja genetyczna zapisana w formie DNA. Obecnie baza danych zawiera ponad 3700 dopasowań gen-EST. Sekwencje EST stanowią bazę, na której odbywa się identyfikacja genów oraz ich analiza funkcjonalna, która zmierza do określenia, jaką rolę pełni badany gen. Baza danych może służyć nie tylko jako repozytorium sekwencji EST jęczmienia, ale również jako narzędzie pozwalające na pozyskiwanie różnorodnych informacji na temat zidentyfikowanych genów, enzymów oraz mechanizmów replikacji oraz naprawy uszkodzeń DNA.

Utworzenie ogólnodostępnego narzędzia (www.best.us.edu.pl) jest efektem współpracy w ramach międzynarodowego projektu 'Mutational Analysis of Genes Involved in DNA Repair in Barley' koordynowanego przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (IAEA) w Wiedniu i współfinansowanego ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. W projekcie tym uczestniczą grupy badawcze z dziewięciu krajów: Argentyny, Bułgarii, Chin, Indii, Korei Południowej, Niemiec, Polski, Portugalii, Szwajcarii i USA. Celem programu jest identyfikacja sekwencji kodujących, regulujących proces naprawy uszkodzeń DNA, generowanych po działaniu różnych środków mutagenicznych u wybranych gatunków roślin uprawnych. Badania prowadzone w obrębie przedstawianego projektu, zmierzają do identyfikacji i scharakteryzowania genów jęczmienia, biorących udział w tym procesie. Zidentyfikowane sekwencje badanych genów podlegają analizie z zastosowaniem strategii TILLING (Targeting Induced Local Lesions IN Genomes). Jej celem jest identyfikacja mutantów jęczmienia, charakteryzujących się zaburzeniami w procesie naprawy DNA. To może przyczynić się do wyjaśnienia przebiegu tego procesu. Autorzy tej bazy danych mają nadzieję, że stanie się ona użytecznym narzędziem ułatwiającym identyfikację i analizę funkcji genów zaangażowanych w niezwykle istotne dla funkcjonowania wszystkich organizmów procesy, nie tylko dla grup współpracujących w ramach projektu, ale również szerszej społeczności naukowej.

Autorzy:
dr Damian Gruszka i mgr Marek Marzec

Autorzy bazy danych:

dr Damian Gruszka – adiunkt w Katedrze Genetyki WBiOŚ, kierownik projektu ‘Mutational analysis of genes involved In DNA repair in barley’ koordynowanego przez Międzynarodową Agencję Energii Atomowej (IAEA) we Wiedniu i współfinansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, zaangażowany również w identyfikację i analizę funkcjonalną genów jęczmienia zaangażowanych w metabolizm brasinosteroidów, jako hormonów wpływających na wzrost i rozwój roślin

mgr Marek Marzec – doktorant w Katedrze Genetyki WBiOŚ, stypendysta projektu UPGOW – zadanie 55, stypendia dla doktorantów prowadzących badania w dziedzinach szczególnie istotnych dla rozwoju gospodarki, [link do strony SUPGOW- http://supgow.us.edu.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=2125:marzec-marek&catid=115:z482-rok-akademicki-20102011&Itemid=195]

 

Skróty

Biuletyn Informacji Publicznej
Copyright © 2001-2019
Uniwersytet Śląski w Katowicach
Wszelkie prawa zastrzeżone.