Дисертаційна робота присвячена аналізу молекулярної організації,еволюції та використання 5S рДНК та генів СО1-СО2 в якості маркернихділянок в оцінці генетичного різноманіття представників різних груп комах(Insecta). У Вступі обґрунтовано вибір теми та її актуальність, зформулюваннімета та завдання дослідження, наведені дані про оприлюднення результатів унаукових працях та апробацію дисертації на наукових форумах.Охарактеризовані наукова новизна та практична цінність отриманихрезультатів. Завершується вступ інформацією про структуру та обсягдисертації. Перший розділ являє собою стислий огляд літератури, у якійвисвітлюються існуючі проблеми та невирішені питання в систематиці комах.Також, у розділі охарактеризовано широко розповсюджені маркерніпослідовності, які застосовуються в сучасних молекулярно-генетичнихдослідженнях для оцінки біорізноманіття (ДНК-баркодингу) не лише комах, ай загалом еукаріот. Одним із найінформативніших ДНК-маркерів для комах насьогоднішній день вважаються поліморфні локуси мітохондріальної ДНК,однак використання лише ділянок мітогеному має свої певні обмеження танедоліки. Зважаючи на це крім послідовностей мтДНК необхідно залучати ймаркерні гени ядерного геному, до яких належать гени рибосомних РНК, асаме 5S рДНК. Проте, для комах потенціал використання 5S рДНК в якостімолекулярного маркеру все ще залишається недостатньо вивченим. З оглядуна це, метою дисертаційного дослідження було проаналізувати мінливістьмітохондріальних генів СО1-СО2 та ядерної 5S рДНК у різних групах комахта оцінити можливості використання цих ділянок геному в якостімолекулярних маркерів для баркодингу та реконструкції філогенетичнихвідносин у досліджуваних таксонах. Для досягнення мети було поставлено наступні завдання:1. Ампліфікувати, клонувати та сиквенувати послідовності генівСО1-СО2 та 5S рДНК представників різних таксономічних груп комах.2. Проаналізувати банк нуклеотидних послідовностей (GenBank) нанаявність просиквенованих ділянок СО1-СО2 та 5S рДНК досліджуваних таблизькоспоріднених видів.3. Дослідити молекулярну організацію обраних для аналізу ділянокгеному та оцінити їх поліморфізм4. За допомогою отриманих даних зробити висновок про можливістьвикористання ділянок CO1-СО2 та 5S рДНК в оцінці генетичного різноманіттякомах.Об’єкт дослідження – генетичний поліморфізм та еволюція геномівеукаріот. Предмет – 5S рибосомна ДНК та гени цитохром оксидази СО1 та СО2.Методи дослідження: у процесі підготовки дисертації було використаносучасні лабораторні методи дослідження, які згадані у другому розділі,зокрема: виділення геномної та плазмідної ДНК, квантифікація ДНК,полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР), електрофоретичний аналіз, створеннярекомбінантних конструктів та клонування фрагментів ДНК, сиквенуванняДНК. Також були використані біоінформатичні методи: аналіз сиквенованихпослідовностей ДНК, скринінг геномних баз даних, аналіз повногеномнихархівів, вирівнювання послідовностей ДНК та побудова філогенетичнихдендрограм. Наукову новизну дисертаційного дослідження на основі отриманихрезультатів (третій розділ) розкривають наступні положення:1. Вперше клоновано та сиквеновано гени СО1-СО2 та повторюваніділянки 5S рДНК для різних підвидів медоносної бджоли Apis mellifera,метеликів-шкідників родини Drepanidae та плодових мушок родиниTephritidae.2. Вперше описано хромосомну локалізацію кластерів 5S рДНК умедоносних бджіл, метеликів та плодових мушок, виявлено новий типдиспергованої організації 5S рДНК у геномах метеликів.3. Детально описано та проаналізовано молекулярну організацію,поліморфізм та характер мінливості 5S рДНК у досліджуваних видів.4. Встановлено суттєві відмінності в молекулярній організації ташвидкості еволюції 5S рДНК у різних групах комах.5. Проведено порівняльну оцінку можливостей застосування різнихмолекулярних маркерів, 5S рДНК та гени СО1-СО2 для баркодингу тареконструкції філогенезу комах.Дисертаційну роботу викладено на 158 сторінках машинописноготексту. Робота містить 11 таблиць, 26 рисунків та додаток. Бібліографічний списокскладається з 188 літературних джерел.^UThe dissertation is focused on the analysis of the molecular organization,evolution and use of 5S rDNA and CO1-CO2 genes as marker loci in the evaluationof the genetic diversity of representatives of different groups of insects (Insecta).The Introduction justifies the choice of topic and its relevance, formulates theaim and tasks of the research, provides information on the publication of results inscientific papers and on the approval of the dissertation at scientific forums. Thescientific novelty and practical value of the obtained results are characterized. Theintroduction ends with information about the structure and scope of the dissertation.The first section is a brief review of the literature highlighting existing problems and unresolved issues in insect taxonomy. The section also describes popular marker sequences used in modern molecular genetic studies to assess biodiversity (DNA barcoding) not only of insects but also of eukaryotes in general. Polymorphic loci of mitochondrial DNA are now considered one of the most informative DNA markers for insects. However, the use of only mitogenome regions has its limitations and disadvantages. Considering this, in addition to mtDNA sequences, it is necessary to use marker genes of the nuclear genome, which include ribosomal RNA genes, namely 5S rDNA. However, for insects, the potential of using 5S rDNA as a molecular marker still remains insufficiently studied. In view of this, the aim of the dissertation research was to analyze the variability of mitochondrial CO1-CO2 genes and nuclear 5S rDNA in different groups of insects and to evaluate the possibilities of using these genomic regions as molecular markers for barcoding and reconstruction of phylogenetic relationships in the taxa studied. To achieve the goal, the following tasks were set: 1. To amplify, clone and sequence the CO1-CO2 genes and 5S rDNA of representatives of different taxonomic groups of insects. 2. To search the nucleotide sequences database (GenBank) for the presence of СО1-СО2 and 5S rDNA sequences of the studied and closely related species. 3. To study the molecular organization of the genomic regions selected foranalysis, and to evaluate their polymorphism. 4. Based on the data obtained, draw a conclusion about the possibility of using CO1-СО2 and 5S rDNA regions in the assessment of the genetic diversity of insects. The object of research is genetic polymorphism and evolution of eukaryotic genomes. The subject is 5S ribosomal DNA and genes of cytochrome oxidase СО1 and СО2. Research methods: in the process of preparing the dissertation, modern laboratory research methods were used, which are mentioned in the second chapter, in particular: isolation of genomic and plasmid DNA, DNA quantification, polymerase chain reaction (PCR), electrophoretic analysis, creation of recombinant constructs and cloning of DNA fragments, DNA sequencing. Bioinformaticsmethods were also used: analysis of DNA sequences, screening of genomic databases, analysis of whole genome archives, alignment of DNA sequences and construction of phylogenetic dendrograms. The following statements reveal the scientific novelty of dissertation research based on the results obtained (third section): 1. For the first time, CO1-CO2 genes and 5S rDNA repeated regions were cloned and sequenced for different subspecies of the honey bee Apis mellifera, pest butterflies of the Drepanidae family, and fruit flies of the Tephritidae family. 2. The chromosomal localization of 5S rDNA clusters in honeybees, butterflies and fruit flies was described for the first time, and a new type of dispersed organization of 5S rDNA in butterfly genomes was discovered. 3. The molecular organization, polymorphism, and nature of variability of 5S rDNA in the studied species are described and analyzed in detail. 4. Significant differences in the molecular organization and rate of evolution of 5S rDNA in different groups of insects were revealed. 5. A comparative assessment of the possibilities of using various molecular markers, i.e., 5S rDNA and CO1-CO2 genes for barcoding and insect phylogeny reconstruction was carried out. The thesis is presented on 158 pages of typewritten text. The work contains 11 tables and 26 figures. The references consist of 188 literature sources.

Наведено теоретичні та експериментальні дані стосовно ідентифікації генотипів за допомогою ДНК-маркерів, зокрема SSR-локусів геному соняшнику (Helianthus annuus L.). За допомогою маркерів для мікросателітних локусів геном соняшнику визначено особливості алельного складу для кожного генотипу, а також для кожного центру створення цієї культури в Україні. На підставі даних SSRP-аналізу здійснено диференціювання досліджених генотипів, установлено наявність унікальних алелів, виявлено генетичні взамовідносини між досліджуваними генотипами соняшнику, запропоновано тест-систему для визначення типовості та гібридності селекційних форм, а також створено ідентифікаційні формули інбредних ліній і гібридів соняшнику.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання ідентифікації особи в судовій медицині на основі ПЛР-аналізу геномної ДНК кісткової тканини. Проведено порівняльний аналіз основних методів виділення ДНК зі кісткової тканини та її ампліфікації. Розроблено методологічні аспекти проведення судово-медичного молекулярно-генетичного дослідження, об'єктом якого є кісткова тканина різного структурного типу та ступеня збереження. Запропоновано модифікації основних етапів виділення геномної ДНК з тканини кісток, узятих від гнильно змінених, ексгумованих, скелетованих, підданих дії високих температур трупів. Розроблено принципи й умови ПЛР-типування виділеної ДНК кісткової тканини. Запропоновано методичні рекомендації з відбору, підготовки й умов зберігання кісткового біоматеріалу. Розроблено практичні рекомендації з проведення судово-медичної молекулярно-генетичної ідентифікаційної експертизи за кістковими залишками. Модифіковані протоколи виділення ДНК з кісткової тканини та її ПЛР-типування впроваджено у практику судово-медичної експертизи різних регіонів України.

  Скачати повний текст

Вперше ідентифіковано нові гени людини: ген калієвого каналу Kv1.7, ген hUNC93, ген кінази MLK4. Ізолювання кДНК генів здійснено за допомогою методів молекулярної біології - полімеразною ланцюговою реакцією, скринінгу кДНКової бібліотеки, ЗТПЛР і RACE. Для кожного гена визначено рівень експресії в різних тканинах, геномну структуру та хромосомну локалізацію. У виведеній амінокислотній послідовності, яка кодується ідентифікованими генами, визначено домени та мотиви. З використанням інформації про функцію продуктів відповідних гомологів або ортологів ідентифікованих генів, домени та мотиви виведених білків, які кодуються ідентифікованими генами, і хромосомну локалізацію ідентифікованих генів передбачено роль продуктів ідентифікованих генів в організмі людини. Вперше визначено оптимальну концентрацію формаміду та гліцерину в реакційній суміші для секвенування GC-багатих матриць.

  Скачати повний текст

Роботу присвячено вирішенню питання, чи можуть включення чужинного хроматину (інтрогресії) до стабільного консолідованого геному викликати (епі)генетичні зміни у резидентному геномі. Дослідження виконано на лініях пшениці м'якої з інтрогресіями від трьох видів егілопсу. Показано, що перманентна фенотипна нестабільність деяких з них за ознаками морфології та молекулярного фенотипу (електрофоретичні спектри білків та ПЛР-апліконів) пов'язана з (епі)генетичною нестабільністю цитологічно стабільних гексаплоїдних ліній. На експериментальних моделях, гліадинових спектрах інтрогресивних ліній та спектрах бета-амілази, доведено, що фенотипні зміни викликаються змінами у нуклеотидних послідовностях генів через рух ретротранспозонів та експансію мікросателітних повторів. Генетичний аналіз інтрогресивних ліній за деякими ознаками привів до ідентифікації нових генів чужинного походження. Головним його результатом стало доведення необхідності характеризувати компоненти схрещування та гібриди F1 за картиною поведінки хромосом в мейозі. Без цієї інформації не можна побудувати адекватну модель успадкування ознаки.^UThe work is dedicated to solving the question if alien chromatin inclusions (introgressions) to a stable consolidated genome can cause (epi)genetic changes in the resident genome. The research was performed on common wheat introgressive lines, derived from the cross of common wheat cultivar Aurora Triticum aestivum (AABBDD) (♂) with wheat-Aegilops artificially developed genome substituted amphidiploids with genome structure AABBXX. In amphidiploids AABB is tetraploid component of Aurora genome, and XX subgenome is a genome of species Aegilops speltoides (SS) in Aurodes, Ae. sharonensis (SshSsh) in Aurosis, and Ae. umbellulata (UU) in Aurolata. The lines were developed and characterized for homeological identity of their introgressions of different amount and quality in the 90's. During some time of observation, it became obvious that beside stable lines, that demonstrated the same characteristics from generation to generation, there were also lines that were permanently changing for one or several traits, while remaining 42-chromosome. The assumption was made that their phenotypic instability was correlated with processes occurring in their genomes, and which were triggered by the hybrid nature of the genomes. Introgressive lines, both stable and variable, were studied for their karyotypes, and no difference among two groups of lines was identified. The lines were studied using biochemical (genes of storage proteins and enzymes), morphological (presence/absence of awns, mature glume color, spike shape, glume rigidity, pit on the glume base, glume hairiness) traits, and spectra of PCR products obtained with primers to transposons and SSR loci, specific to chromosomes of particular homeological group or chromosome specific. Comparative study of electrophoretic spectra of proteins and PCR products has shown that variability observed in generations of amphidiploids and introgressive lines is an integral feature of wheat plants with genomes of hybrid origin, and (epi)genetic changes occurring in hybrid genomes are the basis of this variability. This was demonstrated on two models: changes in gliadin spectra of introgressive lines and beta-amylase spectra are accompanied by changes in nucleotide sequences of genes. These changes can be caused by transposon activity, which can be localized directly in the gene (β-Amy), or in the intergenic region (Gli); and also by expansion of microsatellite repeats coding Glutamine (Gli). The main question of this research is: what is the real cause of this burst of variability observed in progenies of hybrid genomes: the presence of alien chromatin in their genomes, which is directly involved in the control of traits that we consider introgressed, or whether the changes arise in the chromatin of the resident genome. This question should be answered in favor of the latter assumption. Stability of the resident genome is disturbed by the molecular processes, which are triggered by the bringing together of different constant consolidated genomes in one hybrid genome. This mechanism of variability increase in introgressive progeny has great potential, as variability of plants of introgressive origin goes beyond the limits defined by the output genomes.Genetic analysis of introgressive lines for the trait of leaf sheath edge hairiness, presence awns, mature glume color, and powdery mildew resistance, led to the determination of genetic control of these traits in introgressive lines with alien genes, and identification of new genes: Hs-Ssh, Awn1, Bg2, introduced to the genomes of wheat lines from Aegilops species. The main result of this part of the research is the opinion that genetic analysis of introgressive lines does not give adequate results without careful study of cross components as to their genome structures, and hybrids of different populations – regarding features of transmission of the studied traits to their progeny in connection with this structure. For modeling of patterns of inheritance in terms of ratios of volumes of phenotypic classes, it is very important to have information about possibilities of formation of aneuploid gametes with reduced functionality and zygotes with limited viability, variability of progeny viability in segregating populations on different stages of ontogenesis. This information can be obtained through interpretation of chromosome configurations in M1 PMC of F1 hybrid. Development of an adequate model of inheritance requires performance of diallel crossings, and their results will serve to cross-check the model's accuracy.

Дисертаційну роботу присвячено вивченню біологічної різноманітності та біологічних характеристик аеробних споротвірних бактерій глибоководних донних відкладень Чорного моря та визначенню їх потенціалу щодо продукції антимікробних сполук. В результаті досліджень в глибоководних осадах Чорного моря з екстремальними анаеробними умовами відкрито аеробні споротвірні бактерії, охарактеризовано їх біологічну різноманітність, а також біологічні властивості, структуру геномів, метаболомів та спектри антимікробних сполук антагоністично активних штамів. Вперше з донних відкладень Чорного моря виділено ізоляти споротвірних бактерій, які методом аналізу профілів жирних кислот віднесено до 14 видів та охарактеризовані за антагоністичною активністю по відношенню до опортуністичних патогенів людини і тварин. За результатами скрінингу відібрано 3 штами, ідентифіковані методами молекулярної філогенетики та порівняльної геноміки як B. velezensis ONU 553, B. pumilus ONU 554 та B. subtilis ONU 559, з найбільш високим рівнем антагоністичної активності. З використанням біоінформатичних інструментів вперше ідентифіковано біосинтетичні кластери ліпопептидів групи сурфактинів підгрупи пумілацидинів та гагеотетрину з групи сурфактинів, амікумацинового антибіотику АІ-77 та зроблено припущення про виявлення біосинтетичного кластеру пентапептиду GPFPI. Дані про інші сполуки, ідентифіковані для бацил вперше, потребують подальшої веріфікації. Отримані дані поповнюють знання про біосинтетичний потенціал морських бацил. Серед вторинних метаболітів досліджуваних штамів виявлено варіанти найбільш вивченого класу нерибосомних пептидів – сурфактинів (антеізо-C16-сурфактин, сурфактин B2 1-Me естер), гагеостатинів, фенгіцинів та амікумацинів, а також секретований пентапептид зі здатністю до інгібування протеаз GPFPI. Дані про інші сполуки, ідентифіковані для бацил вперше, потребують подальшої верифікації. Практичне значення отриманих результатів роботи полягає у поповненні Колекції морських бактерій Одеського національного університету імені І. І. Мечникова новими штамами, а отримані дані щодо геномів та екзометаболомів досліджених штамів можуть слугувати науковою основою для розробки на їх основі продуцентів нових для промисловості сполук та пробіотичних препаратів.^UThe dissertation is devoted to the study of biological diversity and biological characteristics of aerobic sporeforming bacteria of deep-water bottom sediments of the Black Sea and the determination of their potential regarding the production of antimicrobial compounds.As a result of research in deep-water sediments of the Black Sea with extreme anaerobic conditions, aerobic sporeforming bacteria were discovered, their biological diversity was characterized, as well as biological properties, genome structure, metabolomes and spectra of antimicrobial compounds of antagonistically active strains. For the first time isolates of spore-forming bacteria were isolated from thebottom sediments of the Black Sea, which by the fatty acid spectra analysis were assigned to 14 species and were characterized by antagonistic activity to the opportunistic pathogens of humans and animals. According to the results of screening of antagonistically active bacteria, 3 strains were selected and were identified by the methods of molecular phylogenetics and comparative genomics as Bacillus velezensis ONU 553, Bacillus pumilus ONU 554 and Bacillus subtilis ONU 559, as such with the highest activity. Among the secondary metabolites of the studiedstrains, variants of the most studied class of non-ribosomal peptides - surfactins (anteiso-C16-surfactin, surfactin B2 1-Me ester), gageostatins, fengycins, and amicoumacins, as well as a secreted pentapeptide with the ability to inhibit proteases GPFPI. Data on other compounds identified for bacilli for the first time require further verification. The practical significance of the obtained results consists of the replenishment of the Collection of the sea and useful microorganisms of Odesa I. I. Mechnikov National University with new strains of marine bacteria, as well asdata on studies of genomes and exometabolomes of antagonistically active strains could be a scientific basis for the development of their base producers of new compounds for industry and probiotic preparations.

Вивчено алельний поліморфізм гіперваріабельних локусів серед населення різних регіонів України. Одержано дані стосовно частоти та спектру алельних варіантів, генотипів і гаплотипів мінісателітних і мікросателітних локусів геному людини у досліджуваних популяціях. За результатами досліджень не виявлено генетичної диференціації серед населення міст Києва, Львова, Кременчука та Алчевська. Розраховано показники різноманіття алелів і гаплотипів мікросателітних локусів Y-хромосоми у популяціях слов'янського походження з України, Росії, Білорусі та популяції кримських татар. Встановлено, що популяція кримських татар є найбільш гетерогенною серед усіх досліджуваних. Для популяцій з України, Росії, Білорусі було сформовано мережу найрозповсюдженіших гаплотипів і виявлено два мажорних гаплотипи 13/11/11/24/16 та 13/11/10/25/16, які, найбільш імовірно, є "прабатьківськими" у популяціях східних слов'ян. Показники генетичних відстаней розраховані на основі даних алельного поліморфізму локусів Y-хромосоми, демонструють близькість всіх східнослов'янських популяцій та їх генетичну віддаленість від інших популяцій Європи та Азії. Запропоновано інформативну панель ДНК-поліморфних маркерів з метою проведення генотипоскопії у судово-медичній експертизі в Україні.

  Скачати повний текст

У роботі визначено та охарактеризовано гени цитоскелетних білків (α-, β-, γ-тубулінів і актину) та целюлозосинтаз у геномі льону. На основі структурного аналізу та філогенетичної подібності різні гени даних сімейств білків були віднесені до відповідних функціональних ізотипів. Показано, що поліморфізм довжини інтронів генів тубуліну Linum свідчить про те, що пов'язані з інтронами регуляторні елементи можуть впливати на експресію цих генів, а варіації довжини інтрону 3 α-тубуліну, інтронів 1 і 2 β-тубулінів та інтрону 2 актину позиціонують їх як важливі мішені для дослідження поліморфізму довжини інтронів різних видів Linum (метод ILP). Під час виконання цієї частини роботи було вдосконалено методики комп'ютерних високопродуктивних біоінформатичних досліджень на обчислювальних кластерах та у Ґрід, що сприяло значному покращенню продуктивності таких обчислень, як аналіз послідовностей та моделювання білкових молекул і їх комплесів. Також, було створено унікальну систему менеджменту структурно-біологічних даних, яка дозволила автоматизувати обробку, забезпечити накопичення, анотацію і повторне використання даних, отриманих у ході виконання досліджень. Надалі, було виміряно рівні експресії генів окремих генів CesA, α-тубуліну та актину у проростках та у стеблі на стадії швидкого росту у чотирьох сортів льону різних підвидів і зроблено висновки про функціональну роль різних ізотипів, кодованих цими генами білків. На основі отриманих результатів запропоновано стратегічні підходи для застосування методів редагування генів цитоскелетних білків, перш за все різних генів тубуліну, з метою посилення їх функціональної ролі для покращення целюлозних волокон льону.^UIn this work, the genes of cytoskeletal proteins (α-, β-, γ-tubulin and actin) and cellulose synthases in the flax genome were identified and characterized. Based on structural analysis and phylogenetic similarity, different genes of these protein families were assigned to the corresponding functional isotypes. It is shown that the polymorphism of the intron length of Linum tubulin genes indicates that intron-related regulatory elements can affect the expression of these genes, and variations in the length of intron 3 of α-tubulin, introns 1 and 2 of β-tubulin and intron 2 of actin position them as important targets for the study of intron length polymorphism of different Linum species (ILP method). While working on this part of the work, the methods of computer high-performance bioinformatics research on computational clusters and in Grid were improved, which significantly enhanced the performance of such calculations as sequence analysis and modeling of protein molecules and their complexes. A unique system of structural and biological data management was also created, which allowed to automate the processing, ensure the accumulation, annotation and reuse of data obtained during the research. Furthermore, the expression levels of individual CesA, α-tubulin and actin genes in seedlings and stems at the stage of rapid growth in four varieties of flax of different subspecies were measured and conclusions were made about the functional role of different protein isotypes encoded by these genes. Based on the obtained results, strategic approaches for the application of methods for editing genes of cytoskeletal proteins, primarily various tubulin genes, are proposed in order to strengthen their functional role for the improvement of flax cellulose fibers.

Досліджено геномоделювальні та протипухлинні властивості культуральної рідини, клітин та ліпополісахаридів (ЛПС) двох патоварів P. syringae. Виявлено, що екстраговані 0,85 % розчином хлориду натрію ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 8281 P. syringae pv. coronafaciens 9030 мають типовий для бактерій даного виду хімічний склад. В бактеріальній тест-системі з ауксотрофними за гістидином штамами Salmonella typhimurium встановлено, що P. syringae pv. atrofaciens 8281 і P. syringae pv. coronafaciens 9030 не утворюють сполук з мутагенною активністю у разі культивування на картопляному бульйоні. Виявлено, що ЛПС P. syringae pv. atrofaciens 8281 і P. syringae pv. coronafaciens 9030 притаманна антимутагенна активність стостовно спонтанного та індукованого біхроматом калію мутагенезу у тест-штамів S. typhimurium. Зазначено, що антимутагенна активність обох досліджуваних ЛПС найбільшою мірою виявляється за одночасної дії їх з мутагеном на клітини тест-штамів, що, ймовірно, обумовлюється здатністю ЛПС адсорбувати біхромат калію. Встановлено, що сік з листків пшениці у фазі сходів з ознаками ураження P. syringae pv. atrofaciens 8281 та неуражених листків має однакову антимутагенну активність. Зроблено висновок, що в уражених бактеріями рослинах пшениці не утворюються сполуки з мутагенною активністю. За допомогою моделі пухлиноутворення, спричиненого Agrobacterium tumefaciens на експлантатах картоплі, виявлено, що фільтрат культуральної рідини, зруйновані ультразвуком клітини та ЛПС патоварівP. syringae перешкоджають пухлиноутворенню, зменшують його інтенсивність.

  Скачати повний текст

Вивчено антирадикальні та антиоксидантні властивості природних та синтетичних фенолів і N-вмісних гетероциклів, досліджено їх взаємозв'язок зі структурними й енергетичними параметрами даних молекул. Визначено антирадикальні й антиоксидантні властивості групи одно- та двоядерних фенолів, а також N-вмісних гетероциклів з класів піридинкарбонових кислот, 1,4-дигідропіридинів, природних N-вмісних гетероцилків, а також S-похідних хіназолінів. Встановлено наявність позитивних корелятивних взаємозв'язків між значеннями антиоксидантної активності досліджуваних сполук та енергією активації, константами швидкості утворення та енергією резонансу вільнорадикальних форм відповідних сполук. Серед нових сполук - S-похідних хіназолінів за результатами використання комплексу фармакологічних, біохімічних і квантово-хімічних методів відібрано найбільш потужний антиоксидант - сполуку NC-109, для якої проведено дослідження цитопротекторної дії in vitro на моделі хімічного ураження клітин печінки тетрахлорметаном. Показано високу антиоксидантну активність сполуки NC-109, досліджено її мембраностабілізуючі та геномопротекторні ефекти. З'ясовано, що введення сполуки NC-109 щурам, отруєним тетрахлорметаном, сприяє корекції заряду поверхні мембран ЕР та структури білків. Доведено, що гепатопротекторні ефекти сполуки NC-109 не поступаються стандартному фенольному антиоксиданту іонолу.

  Скачати повний текст

За результатами генної експресії (SAGE) та диференційної гібридизації охарактеризовано зміни експресії генів в астроцитарних гліомах, асоційовані з певними властивостями пухлинних клітин. За допомогою SAGE ідентифіковано 129 генів, експресія яких суттєво здійснюється у гліобластомах. Ці гени можна використовувати для молекулярної характеристики пухлин головного мозку. Гени становлять обмежену кількість функціональних груп. Диференційну експресію деяких генів показано вперше у пухлинах головного мозку. У гліобластомі, найбільш злоякісній формі гліом, знайдено акумуляцію гетерогенних Alu-вмісних нуклеотидних послідовностей, а також генералізовану інактивацію транскрипції мітохондріального геному, асоційовану з деструкцією мітохондрій у пухлинних клітинах. На підставі зіставлення результатів SAGE і мікроарейного аналізу 117-ти диференційно експресованих генів можна визначити як гени, продукти яких є потенційними молекулярними маркерами гліальних пухлин.

  Скачати повний текст

У дисертації розглянуто, які оптимальні моделі еволюції характерні для різних груп білків, та питання, що стосуються використання кодонів у геномах стрептоміцетів. Це, в свою чергу, включає вивчення контекстної залежності у вживання кодонів та моделі еволюційного заміщення кодонів. Щодо останнього, запропоновано новий веб-сервіс для візуалізації кодонних заміщень — cTools (http://biotools.online). Також, обчислено точність декодування рідкісного у стрептоміцетів лейцинового кодона ТТА. У ході виконання дисертації також створено ТТА-специфічну кумат-індуцибельну репортерну системи на основі гена β-галактозидази — sco3479 (lacZsc) та наведено приклади використання такої системи для вивчення експресії ТТА-вмісних генів.^UThe dissertation considers which optimal models of evolution are characteristic for different groups of proteins, and questions concerning the use of codons in genotypes of streptomyces. This, in turn, involves studying the contextual dependence on the use of codons and the model of evolutionary substitution of codons. As for the latter, a new web service for coding substitutions is offered - cTools (http://biotools.online). Also, the decoding accuracy of the rare in streptomyces of the leucine codon TTA is calculated. In the course of the dissertation, TTA-specific koma-inducible reporter systems based on β-galactosidase gene-sco3479 (lacZsc) have also been developed, and examples of the use of such a system for studying the expression of TTA-containing genes are provided.

Установлено загальні принципи будови генної мережі диференціації клітин і з'ясування участі мікроРНК у її функціонуванні, а також деталізовано та реконструйовано молекулярні механізми лімфопоезу. Запропоновано механізми ініціації інтерферуючими РНК метилювання ДНК de novo й алельного виключення. Розглянуто еволюційні передумови та механізми виникнення генної мережі диференціації клітин. Запропоновано концепцію модулів генів, згідно з якою дана мережа повинна складатися з окремих елементарних одиниць (модулів генів), керованих позитивним зворотнім зв'язком. Кожен ген зумовлює певний етап окремого напрямку диференціації клітини. Виявлено структуру генної мережі B-лімфопоезу та завершального етапу T-лімфопоезу. Установлено можливу роль мікроРНК miR-181 та miR-150 у регуляції експресії генів рекомбіназ Rag1 та Rag2 і генів транскрипційних факторів Bc16 і MITF. Узагальнено імовірну роль мікроРНК у диференціації клітин та підтриманні стабільності їх геному.

  Скачати повний текст

Досліджено властивості вірусів, що уражують лікарські рослини, які вирощуються в Україні. За методом візуального діагностування виявлено чотири лікарські культури, що мали найвищий відсоток вірусного ураження, а саме: женшень справжній (Panax ginseng C.A. Meyer), подорожник великий (Plantago major L.), валеріана лікарська (Valeriana officinalis L.) та ураженості різних рослин, різноманітність симптомів захворювання та наявність домінуючих симптомів на певних культурах. Експериментально підібрано й опрацьовано оптимальні методики для виділення збудників, за якими вперше одержано високоочищені та концентровані препарати вірусів і встановлено локалізацію патогенів у рослинах. Вивчено біологічні, морфологічні та фізико-хімічні властивості виявлених вірусів. Установлено молекулярну масу вірусних структурних білків. Показано, що геноми вірусів, які інфікують рослини Panax ginseng, Plantago major та Valeriana officinals, представлені одноланцюговою РНК. З використанням методу імуноферментного аналізу (ІФА) й електронної мікроскопії доведено, що вірусна хвороба рослин Echinacea purpurea спричинена вірусом огіркової мозаїки. Встановлено негативний вплив вірусної інфекції на метаболізм у рослині та кількісний вміст основних біологічно активних речовин у рослинах Panax ginseng та Echinacea purpurea. Вперше одержано поліклональні кролячі антисироватки до вірусів, виділених з Valeriana officinalis та Panax ginseg, які можуть використовуватися для діагностування вірусів за методом ІФА.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий напрям вирішення наукової задачі захисту посівів цукрових буряків, суттю якого є встановлення біологічних особливостей основних видів бур'янів в агрофітоценозі та закономірностей формування продуктивності даних буряків залежно від технологічних прийомів контролювання забур'янення за умов центрального Лісостепу України. Головним фактором, що визначає ступінь забур'янення посівів, є надходження енергії ФАР до поверхні грунту. За умов зниження рівня освітлення на 97,3 % від повного забезпечення світлом кількість бур'янів становила лише 4,8 % від максимальної. Найбільш чутливими до зниження рівня інтесивності енергетичного забезпечення є види Aarathus retroflexux L., Chenopodium album L., Solanum nigrum L. Нова система захисту посівів цукрових буряків від бур'янів, що враховує довготривале порушення у них процесів фотосинтезу, дозволяє у 2 рази та більше знизити витрати гербіцидів. У видів Gallinsoga parviflora Cav., Chenopodium album L. за умов внесення на посівах генетично модифікованих гібридів цукрових буряків гербіциду "Раундап-біо" за норм 2,0; 1,0; 0,5; 0,25; 0,125 л/га серед рослин, що вижили та дали потомство, виявлено стійкі мутанти з гіпоанеуплоїдним, гексаплоїдним і пентаплоїдним станом геному. Продуктивність посівів цукрових буряків з використанням нової системи захисту від бур'янів становила 103,3 - 104,8 %. Рентабельність її застосування гербіцидів перевищувала традиційні на 14,9 - 19,2 %.

  Скачати повний текст

Досліджено біологічні властивості ізоляторів фагів, поширених в агроценозах України. Встановлено динаміку чисельності конкуруючих бактеріофагів у природному агроценозі, а також динаміку декількох популяцій фагів антагоністичних до різних бактерій, що одночасно зустрічаються в оточуючому середовищі. У складі білків фагів виявлено загальні антигенні детермінанти, досліджено їх поліпептидний склад. Встановлено, що геноми фагів представлені двонитковою ДНК, яка характеризується відсутністю фрагментованості в структурі. Запропоновано модифікований метод виділення ДНК, який дозволяє швидко та ефективно з отриманих ізоляторів виділяти нуклеїнові кислоти одночасно для великої кількості проб без застосування фенолу. Створено лабораторну колекцію ізоляторів фагів (понад 400 зразків), виділених з агроценозів.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі в польових умовах та в умовах штучного зволоження грунту оцінено ростові та енергетичні характеристики клонів тополь та верб і запропоновано клони, перспективні для створення короткоротаційних плантацій. Оптимізовано протоколи поверхневої стерилізації та введення швидкорослих клонів тополь і верб в культуру in vitro та запропоновано схеми меристемної регенерації. Досліджено стійкість клонів тополь та верб до засолення поживного середовища хлоридом натрію. Проведено агробактеріальну трансформацію гібридної тополі (P. nigra × P. deltoidеs) генетичною конструкцією pAV04 та отримано лінію рослин, що містить ген 8-цинамілалкоголь дегідрогенази, експресія якого може збільшувати вміст лігніну в деревині. Наявність гена CAD в геномі тополі підтверджена за допомогою ПЛР аналізу.^UThe dissertation contains the study on creation of poplars and willows callus cultures, and genetic, physiological, hormonal and physical factors, which influence on the process of microclonal propagation of woody plants. The analysis of salt tolerance of poplar and willow was carried out and the perspectives of growing these trees in short-rotation plantations as an effective and environmentally safe source of renewable energy are shown in the paper. The objects of the study were poplar (Populus sp.) and willow (Salix sp.) clones, mainly of the Ukrainian breeding. In total, 24 clones of poplar and 10 clones of willow were investigated in current work. According to the intensity of the growth characteristics, the clones, which are perspective for cultivation in short-rotation energy plantations, have been determined and the productivity of plantations for analyzed clones has been calculated. The results show that the cultivation of the poplars ‘Kanadska × Balzamichna' and ‘Keliberdynska' and the willows "Zhytomyrska-1" and "Zhytomyrska-2" in short-rotation plantations can produce 30-70 GJ of heat and 8-19 MWh of electrical energy from 1 ha after the first growing season. In this dissertation study, 5 clones of poplars and 5 clones of willows, which are perspective for using as a renewable energy source, have been introduced into in vitro culture and multiplied by microclonal propagation. Plants for introduction into the in vitro culture have been selected based on the results of experiments on the test plots. The conditions for surface sterilization and introduction of plants into in vitro culture have been proposed and the effectiveness of the methods were 78% and 93%, respectively. The schemes of the direct regeneration of the plants from leaf, stem and petiole segments were developed for two poplar ('Novoberlinska-7' and 'Lubenska') and two willow clones ('Zhytomyrska-1' and 'Olympiyskiy vohon'). The ability to direct regeneration depended on the combination and concentrations of growth regulators and kind of plant's segment. In order to compare salt tolerance, aspen (Populus tremula), hybrid poplar clone 'INRA 717-1B4' (P. tremula × P. alba) and willow clone 'Olympiyskiy vohon' (Salix alba × S. fragilis) were analyzed under in vitro cultivation on the medium with sodium chloride added in concentrations 25, 50 and 100 mM. The results demonstrated that the salt tolerance significantly varied in different genotypes. In hybrid poplar clone 'INRA 717-1B4', intensity of growth activity has been decreased after long-term cultivation under all investigated concentrations of sodium chloride. In aspen plants, significant decrease of the intensity of shoot growth by 94.3% compared to the control was found only after two months of cultivation, then concentration of NaCl in media was 100 mM. Intensity of willow growth was not affected at any experimental treatment by sodium chloride. A statistically significant decrease of the intensity of root formation after the 1-st and 2-nd months of cultivation was shown only to aspen clones planted on the culture medium with 100 mM of sodium chloride added. In general, willow clones demonstrated higher intensity of root formation than poplar clones. As a result of the Agrobacterial transformation of poplar clone with the pAV04 construction, the plants with the gene of cinnamyl-alcohol dehydrogenase (cad) were obtained. It is expected, that the plants transformed by pAV04 will increase the content of lignin, what may improve mechanical and biotic stress resistance. A search for ecologically convenient technologies for energy production is becoming more important due to the constant increase in anthropogenic environmental load. In the study a mathematical model has been developed to evaluate the total pollutants emission to the environment from using fossil (natural gas, coal) and renewable (wood biomass) sources of heat production. A new approach for comparative quantitative evaluation of environmental emission of hazardous substances composition has been proposed. It was shown that total pollutants emission in the environment from using different fuels significantly increased in rank: wood → natural gas → coal, mainly because of increasing carbon dioxide emission.

Розкрито сутність проекту "Геном людини", показано його вплив на людське буття в усіх його проявах та на формування інформаційно-геномної парадигми. Проаналізовано взаємозв'язки геномного проекту з нанотехнологіями та робототехнікою, які разом складають GNR-технологічний комплекс. Доведено, що проект "Геном людини" дозволяє вирішити ряд медичних проблем у лікуванні спадкових захворювань, а у взаємодії з нанотехнологіями та робототехнікою формує феномен антропоморфізації техносфери. Показано, що практика реалізації проекту "Геном людини" робить значно не передбачуваним майбутнє людського виду. З'ясовано, що геномні технології можуть здійснити радикальний вплив на геном людини, здатність генерувати велику кількість модифікацій тілесності, суб'єктивності та сприйняття. Обгрунтовано, що наслідком впровадження геномних технологій є поява постлюдини.

  Скачати повний текст

У дисертаційній роботі представлено результати порівняльного аналізу морфофізіологічних та біохімічних характеристик нових сортозразків та сортів ярого рижію (Camelina sativa) української селекції та відібрано найбільш перспективні зних. Cepeд вocьми сортозразків тa чотирьох copтiв виявлeнo виcoкoпpoдyктивнi гeнoтипи, два copти та oдин сортозразок, якi за ocнoвними мopфoмeтpичними пapaмeтpaми тa бioxiмiчним cклaдoм мaли cyттєвy пepeвaгy. Пiдiбpaнo yмoви для ввeдeння в кyльтypy in vitro та peгeнepaцiї pocлин C. sativa. Зoкpeмa, визнaчeнo вiк тa тип eкcплaнтy для eфeктивнoї peгeнepaцiї з ниx pocлин. Дocлiджeнo вплив peгyлятopiв pocтy на iндyкцiю пaгoнoyтвopeння та yкopiнeння pижiю. Здійснено генетичну трансформацію за допомогою двох методів та продемонcтровано, що Agrobacterium-опосередкована трансформація in planta є більш ефективним методом перенесення чужорідних генів в геном рижію. Трансгенну природу отриманих рослин було підтверджено за допомогою молекулярно-генетичного аналізу.^UThe study presents the results of the comparative analysis of the morpho-physiological and biochemical characteristics of new variety samples and varieties of false flax (Camelina sativa) of Ukrainian breeding, and selected the most promising ones. Among eightvariety samplesandfour varietiestherewere found the highly productive genotypes, two varieties and one variety sample which, due to their specific morphometric and their biochemical properties, are very important. Conditions for establishment of in vitro culture and shoot regeneration of C. sativa have been found. In particular, the age and type of explants for efficient plant regeneration have been determined. The influence of phytohormones on shootinduction and root development of C. sativa has been investigated. The analysis of regenerative ability of all investigated false flax genotypes was carried out. A genetic transformation was carried out using two methods and it was demonstrated that Agrobacterium-mediated transformation in planta is the most effective method for foreign genetransfer to C. sativa genome. The transgenic nature of selected plants was confirmed by molecular genetic analysis using specific primers to GUS gene.

За результатами експериментальних робіт одержано нові дані стосовно варіабельності рДНК деяких видів роду Gentiana L. Показано наявність індивідуальної та міжпопуляційної варіабельності 18S і 25S рДНК для виду G. lutea, а також міжвидового поліморфізму ДНК і рДНК зокрема, для чотирьох досліджених видів роду Gentiana L. (G. acaulis, G. asclepiadea, G. lutea, G. punctata). На підставі даних картування 18S - 25S рибосомної ДНК тирличів установлено, що виявлені відмінності довжини повторів рДНК зумовлені варіабельністю в ділянці нетранскрибованого міжгенного спейсера, а транскрибовані частини 18S - 25S рДНК є консервативними в усіх видів. Показано, що геноми клітин видів роду Gentiana L. (G. acaulis, G. lutea, G. punctata) у процесі культивування за умов in vitro зазнають змін на молекулярному рівні. Установлено, що зміни 18S - 25S рДНК G. lutea за умов ізольованого росту клітин на штучних живильних середовищах не перебільшують меж внутрішньовидової мінливості. Відзначено, що виявлена закономірність геномних перебудов у процесі адаптації клітин до умов росту in vitro певною мірою дає змогу прогнозувати ці зміни в культурі in vitro.

  Скачати повний текст