Диссертациялық жұмысының андатпасы диссертациялық жұмыстың сипаттамасы. Диссертациялық жұмыста

Жангазин Саян Бериковичтің 6D060700 – «Биология» мамандығы бойынша 

философия докторы (PhD) ғылыми дәрежесін 

алу үшін «Р19 вирустық супрессорының РНҚ-интерференциясын 

тежеудегі әсерінің молекулалық механизмдері» тақырыбы бойынша ұсынылған 

диссертациялық жұмысының 

 

АНДАТПАСЫ 

 

Диссертациялық  жұмыстың  сипаттамасы.  Диссертациялық  жұмыста 

қызанақтың  бұталы  ергежейлігі  вирусының  (Tomato  bushy  stunt  virus  (TBSV)) 

геномында  кодталатын  Р19  ақуыз-супрессоры  экспрессияланатын  генді-

инженериялық  құрылымы  алынып,  Р19  ақуыз-супрессоры  Р19  ART  ақуыз-

супрессорына  түрлендірілді.  Р19  және  түрлендірілген  Р19  ART  ақуыз-

супрессорларының  N.  benthamiana  өсімдіктеріндегі  экспрессиясы  анықталды. 

Транзиентті  экспрессия  кезінде  Р19  және  түрлендірілген  Р19  ART  ақуыз-

супрессорларының альдегидоксидаза мен каталаза ферменттерінің белсенділігі 

және  изоформды  құрылымының  өзгеруіне  тигізетін  әсері  зерттелді.  Сонымен 

қатар,  түрлендірілген  Р19  ART  ақуыз-супрессорының  көмегімен  трансгенді 

өсімдіктер  алынып,  РНҚ-интерференциясының  бағытталған  тежелуі  негізінде 

трансгендік өсімдіктер линияларын алудың жаңа биотехнологиясы жасалды.   

Диссертациялық жұмыс тақырыбының өзектілігі. Қазіргі кезде РНҚ-

интерференциясы  (РНҚи)  РНҚ  зат  алмасуына  қатысатын  маңызды 

механизмдердің  бірі  болып  табылатыны  анықталды.  РНҚи  вирустарға, 

транспозондарға  қарсы  қорғау,  геномның  экспрессиясын  реттеу  үдерістерінде 

ғана  маңызды  рөл  атқарып  қоймай,  сонымен  қатар,  мРНҚ  трансляциялау, 

гендерді транскрипциялау үдерістерін реттеуде, хроматиннің құрылымын және 

геномның  тұтастығын  сақтауда  да  маңызды  болып  табылады.  Алғашқы  рет 

РНҚи механизмі өсімдіктерде гендердің посттранскрипционды үндемеуі (Post-

Transcriptional  Gene    Silencing,  PTGS)  деген  атаумен  белгілі  болды.  Сонымен 

қатар,  вирустардың  геномында  кодталатын  көптеген  ақуыздар  РНҚи 

жасушалық үрдісін тежеп, осылайша өсімдік ағзасында вирустардың көбеюіне 

қолайлы жағдай жасай алатыны анықталды. Қазіргі уақытта кейбір өсімдіктер 

вирустарының  түрлеріне  РНҚи  тежейтін  ақуыздар  анықталып,  молекулалық 

механизмдері көрсетілген. Дегенмен, TBSV вирусы геномында кодталатын P19 

ақуыз-супрессорының  РНҚи  әсер  етуінің  молекулалық  механизмдері 

толығымен зерттелмеген.  

TBSV  вирусы  жиырмадан  астам  әртүрлі  тұқымдастарға  жататын  дара 

жарнақты  және  қос  жарнақты  өсімдіктердің  жүзден  артық  түрін  зақымдайды. 

Оның ішінде экономикалық маңызды ауылшаруашылық дақылдары бар. Қазіргі 

кезде  вирустарға  қарсы  тұрудың  негізгі  стратегиясы  генетикалық 

түрлендірілген  өсімдіктер  және  вирустардың  арнайы  әлсіздендірілген 

штамдарын алу болып табылады. 

Трансгенді  өсімдіктер  алу  кезінде  консервативті  эволюциялық  РНҚи 

қорғаныс  механизмі  табиғи  кедергі  болып  келеді.  Гендік  және  жасушалық 

инженерия  әдістерінің  көмегімен  РНҚ-интерференциясының  бағытталған 

тежелуі  негізінде  өсімдіктерде  түрлендірілген  Р19  ақуыз-супрессорының 

экспрессиясы арқылы трансформациялануға сезімтал өсімдіктер алуға болады. 

Гендердің  реттеу  механизмдеріне  вирустық  ақуыз-супрессорларының 

әсер  ету  молекулалық  механизмдерін  толыққанды  анықтау  болашақта 

трансгенді  өсімдіктер  линияларын  алудың  тиімді  стратегиясын  жасауға  және 

РНҚи  мен  вирустық  супрессорлар  арасындағы  әсерлесудің  молекулалық 

механизмдерін анықтауға мүмкіндік береді.  

Зерттеудің мақсаты: 

–  Р19  вирустық  супрессорының  РНҚ-интерференциясын  тежеудегі 

әсерінің молекулалық механизмдерін зерттеу. 

Негізгі міндеттері 

1.  Р19  ақуыз-супрессоры  экспрессияланатын  генді-инженериялық 

құрылымын алу және түрлендіру.  

2.  Р19  және  Р19  ART  ақуыз-супрессорларының  транзиетті  экспрессия 

кезінде  альдегидоксидаза  белсенділігіне  және  изоформды  құрылымына  әсерін 

зерттеу;   

3.  Р19  және  Р19  ART  ақуыз-супрессорларының  транзиетті  экспрессия 

кезінде  каталаза  белсенділігіне  және  изоформды  құрылымына  әсерін  зерттеу;

 

4. Р19 ART ақуыз-супрессорының көмегімен трансгенді өсімдіктер алу; 

5.  Р19  ART  ақуыз-супрессорының  көмегімен  РНҚ-интерференциясының 

бағытталған  тежелуі  негізіндегі  трансгендік  өсімдіктер  линияларын  алудың 

жаңа биотехнологиясын әзірлеу. 

Зерттеу  нысандары:  Қызанақтың  бұталы  ергежейлігі  вирусының 

(Tomato  bushy  stunt  virus  (TBSV)),  N.  benthamiana  өсімдігі,  Р19  және  Р19  ART 

ақуыз-супресорлары, альдегидоксидаза, каталаза.  

Зерттеу  жұмысының  ғылыми  жаңалығы.  Берілген  диссертациялық 

жұмыста  Р19  ақуыз-супрессоры  экспрессияланатын  генді-инженериялық 

құрылымы  алынып,  түрлендірілді.  N.  benthamiana  өсімдігінде  транзиентті 

экспрессиясы  кезінде  оттегінің  белсенді  түрлерінің  метоболизміне  жауапты 

альдегидоксидаза  ферментінің  және  сутегі  асқын  тотығының  шоғырлануын 

реттейтін  каталаза  ферментінің  белседілігіне  және  изоформды  құрылымының 

өзгеруіне  Р19  ақуыз-супрессоры  жауап  беретіні  дәлелденді.  Сонымен  қатар, 

түрлендірілген Р19 ART ақуыз-супрессорының көмегімен трансгенді өсімдіктер 

алынып, РНҚ-интерференциясының бағытталған тежелуі негізінде трансгендік 

өсімдіктер линияларын алудың жаңа биотехнологиясы жасалды.   

Зерттеу  жұмысының  теориялық  және  тәжірибелік  мәнділігі.  РНҚи 

үрдісі  жақында  ғана  ашылып,  осы  бағыттағы  зерттеулер  соңғы  жылдары  ғана 

белсенді  жүргізілуде.  РНҚ-и  ашылуы  ХХI  ғасырдың  бірінші  декадасында 

ашылған ең маңызды оң ғылыми жетістіктердің қатарына еңді, ал Э. Файер (A. 

Fire)  және  К.  Мелло  (C.  Mello)  америкалық  ғалымдарына  РНҚи  молекулалық 

механизмін зерттегендері үшін 2006 жылы Нобель сыйлығы берілді. 

РНҚи үрдісін  өсімдік нысандарда вирустық және вироидтық аурулардан 

қорғанудың  молекулалық  механизмдерін  зерттеу  маңызды  бағыттарының  бірі 

болып  табылады.  Біз  тандап  алған  нысан  TBSV  вирусы  үшін  осындай 

зерттеулер басым болып табылады. Қазіргі кезге дейін TBSV вирусының ақуыз-

супрессорын зерттеуде көп көңіл бөлінбеген және диссертациялық жұмыстағы 

зерттеулер бірінші рет жүргізілді.  

Алғаш 

рет 

Р19 

ақуыз-супрессоры 

экспрессияланатын 

генді-

инженериялық  құрылымы  алынды  және  Р19  ART  ақуыз-супрессорына 

түрлендірілді.  N.  benthamiana  өсімдігінде  транзиентті  экспрессиясы  кезінде 

оттегінің  белсенді  түрлерін  реттейтін  альдегидоксидаза  ферментінің  және 

сутегі  асқын  тотығының  шоғырлануын  реттейтін  каталаза  ферментінің 

белседілігіне және изоформды құрылымының өзгеруіне Р19 ақуыз-супрессоры 

жауап  беретіні  дәлелденді.  Сонымен  қатар,  түрлендірілген  Р19  ART  ақуыз-

супрессорының  көмегімен  трансгенді  өсімдіктер  алуға  болыны  анықталды, 

РНҚ-интерференциясының  бағытталған  тежелуі  негізінде  трансгендік 

өсімдіктер линияларын алудың жаңа биотехнологиясы жасалды. 

Қолданылу аймағы. Алынған нәтижелер ақуыздардың экпрессиясының 

өсімдікті  жүйесі  арқылы  белгілі  бір  қасиетке  ие  ақуыздарды  алуда  және 

трансгенді өсімдіктер алуда қолдалына алады.  

Зерттеудің  әдістемелік  базасы.  Зерттеу  барысында  келесі  әдістер 

қолданылды:  жылу  шок  және  электропорация  әдістерімен  трансформациялау; 

плазмидті ДНҚ алу; Полимеразды тізбектік реакция (ПТР); ДНҚ рестрикциясы; 

in  vitro  транскрипциясы;  лигазалық  реакция;  агарозды  көлденең  гель-

электрофорез;  ДНҚ  фрагменттерін  агарозды  гельден  бөліп  алу;  сайт-

бағытталған  мутагенез;  секвенирлеу;  SDS  PAGE;  вестерн-блот  сараптамасы; 

альдегидоксидаза және каталаза ферменттерінің белсенділігін гельде анықтау.  

Қорғауға ұсынылатын негізгі мәлімет 

-  Алғашқы  рет  Р19  ақуыз-супрессорын  экспрессиялайтын  генді-

инженериялық  құрылымы  және  түрлендірілген  Р19  ART  ақуыз-супрессоры 

алынды; 

-  Р19  және  Р19  ART  ақуыз-супрессорларының  N.  benthamiana 

өсімдіктеріндегі 

транзиетті 

экспрессия 

кезінде 

альдегидоксидаза 

белсенділігінің және изоформды құрылымының өзгеруіне алып келеді; 

-  Р19  және  Р19  ART  ақуыз-супрессорларының  N.  benthamiana 

өсімдіктеріндегі  транзиетті  экспрессия  кезінде  каталаза  белсенділігінің  және 

изоформды құрылымының өзгеруіне алып келеді; 

-  Р19  ART  ақуыз-супрессорының  көмегімен  РНҚ-интерференциясының 

бағытталған тежелуі негізіндегі трансгендік өсімдіктер алуға болады. 

Жұмыстың ғылыми-зерттеу бағдарламалармен байланысы. 

Диссертациялық 

жұмыс 

217 

«Ғылымның 

дамуы» 

бюджеттік 

бағдарламасының 101 «Ғылыми және/немесе ғылыми-техникалық әрекеттерінің 

субъектілерін  бағдардарламалық-мақсатты  қаржыландыру»  ішкі  бағдарламасы 

бойынша жасалды. 4 «Тіршілік туралы ғылым» бағытында  тіркеу №0158/БМҚ 

2015-2017 

жылдар  аралығындағы  «Жетілдірілген  шаруашылық-құнды 

сипаттамаларына  ие  генетикалық  түрлендірілген  өсімдіктерді  алу  және 

бақылаудың  биотехнологиялық  негіздемелерін  жасау»  ғылыми-техникалық 

бағдарламасының  тіркеу  №О.0677  «РНК-интерференциясының  вирустың 

супрессорлық  ақуызымен  бағытталған  тежеуін  қолдана  отырып  трансгенді 

өсімдіктер  линияларын  алу  биотехнологиясын  жасау»  жобасы  аясында 

жасалды,  

Зерттеудің негізгі нәтижелері 9 басылымда ұсынылған. 

Зерттеу  жұмысының  нәтижелері  9  ашық  басылымдарда  жарияланған. 

Олардың  1  халықаралық  Clarivate Analytics  ақпараттар  ресурсына  кіретін 

«Thomson Reuters» ғылыми басылымында және «Scopus» мәліметтер базасына 

кіретін  журналда;  4  мақала  Қазақстан  Республикасы  Білім  және  ғылым 

министрлігі  Білім  және  ғылым  саласындағы  бақылау  комитетімен  ұсынылған 

басылымдарда;  3  мақала  республикалық  және  халықаралық  ғылыми 

конференциялардың материалдарында; 1 мақала Ресей Федерациясының Білім 

және  ғылым  министрлігіндегі  Жоғарғы  аттестациялық  комиссиясымен 

ұсынылған басылымда жарияланды.  

Жұмыстың көлемі мен құрылымы.  

Диссертациялық  жұмыстың  құрымына  негізгі  бет;  терминдер  тізімі, 

белгілеулер  мен  қысқартулар;  кіріспе;  әдеби  шолу,  материалдар  мен  әдістер, 

нәтижелер  мен  оларды  талдау  кіретін  негізгі  бөлім;  қорынытды  және 

қолданылған әдебиеттер тізімі кіреді.   

Зерттеу  жұмысы  С.  Торайғыров  атындағы  Павлодар  мемлекеттік 

университетінде орындалды.