Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Фенотипическая изменчивость в популяции клеток Escherichia coli, содержащих циклические дигенные системы

Диссертация: Фенотипическая изменчивость в популяции клеток Escherichia coli, содержащих циклические дигенные системы
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Впервые сконструирована особая наследственная единица (эпиген), которая может кодировать, хранить и передавать в ряду клеточных поколений изменения функционального состояния, вызванные внешними специфическими сигналами, без изменения ДНК-последовательностей, входящих в систему генов. Исследовано наследование и переключение фенотипов бактериальных клеток, содержащих ЦДСЯ, в процессе роста колонии… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
    • 1. 1. Теоретико-экспериментальные аспекты изучения эпигенных систем
    • 1. 2. Генные сети
      • 1. 2. 1. Конструирование искусственных генных сетей
      • 1. 2. 2. Организация генной регуляторной сети Е. соИ
      • 1. 2. 3. Функционально-генетическая изменчивость генных сетей
    • 1. 3. Физиолого-генетические механизмы адаптивной изменчивости
      • 1. 3. 1. Системы ответа бактериальных клеток на стресс
      • 1. 3. 2. Системы программируемой клеточной смерти у прокариот
      • 1. 3. 3. Система коллективного выживания у бактерий
    • 1. 4. Молекулярные механизмы адаптивного мутагенеза прокариот
      • 1. 4. 1. Точковые мутации, как результат адаптивной изменчивости
      • 1. 4. 2. Адаптивные изменения в структурно-функциональной организации хромосом
      • 1. 4. 3. Закрепление результатов адаптивного мутагенеза в эволюции
      • 1. 4. 4. Адаптивные механизмы преодоления межвидовых генетических барьеров
  • ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 2. 1. Объект исследования
    • 2. 2. Среда и условия роста
    • 2. 3. Выявление клеток, синтезирующих Р-галактозидазу
    • 2. 4. Определение относительной концентрации белка ОБР в клетках
    • 2. 5. Выделение и очистка плазмидной ДНК
    • 2. 6. Трансформация клеток Е. соИ
    • 2. 7. Гидролиз ДНК эндонуклеазами рестрикции
    • 2. 8. Лигирование фрагментов ДНК
    • 2. 9. Расщепление одноцепочечных участков ДНК нуклеазой
    • 2. 8. Электрофорез в агарозном геле
    • 2. 9. Извлечение ДНК из легкоплавкой агарозы
    • 2. 10. Статистический анализ
    • 2. 11. Штаммы E. coli и плазмиды
    • 2. 12. Ферменты
    • 2. 13. Реактивы
  • ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И PIX ОБСУЖДЕНИЕ
    • 3. 1. Конструирование плазмидных циклических дигенных сетей с отрицательными обратными связями
    • 3. 2. Изучение функциональной активности циклических дигенных систем путем рассева до единичных колоний
    • 3. 3. Экспериментальное моделирование дупликаций, изменяющих функциональную активность циклической дигенной системы
    • 3. 4. Влияние аминокислотного голодания на работу циклической дигенной системы

Фенотипическая изменчивость в популяции клеток Escherichia coli, содержащих циклические дигенные системы (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Актуальность проблемы.

Изменчивость является одной из фундаментальных характеристик живых систем. В последнее время, кроме наследственной и ненаследственной (модификационной) изменчивости стали выделять эпигенетическую изменчивость, объединяющую явления, основанные на различных механизмах и не укладывающиеся в традиционные представления. Возобновился интерес к, казалось бы, давно забытой проблеме наследования приобретённых признаков (Jablonka, Lamb, 1989; Landman, 1991; Голубовский, 2000; 2001) — обсуждаются и необычные филогенетические феномены, такие как стресс-индуцируемая эволюция (Маркель, 2000). Более того, формируется новая ветвь генетикиэпигенетика, изучающая наследственные изменения генной экспрессии, которые происходят без изменения нуклеотидной последовательности ДНК (Riggs, Porter, 1996; Wolffe, Matzke, 1999).

Одним из механизмов эпигенетической изменчивости является наследование признаков, основанное на регуляторных взаимодействиях в циклических генных сетях. Гипотеза о существовании эпигенов — особых наследственных единиц, имеющих не менее двух режимов функционирования подчинённых им генов, способных сохранять каждый из режимов в последовательном ряду поколений, была выдвинута в 1975 году (Чураев, 1975). Существование эпигенов как наследственных единиц следующего уровня сложности, чем гены, было доказано в рамках теоретической математической модели системы управления онтогенезом общего вида (Tchuraev, 2000). Так же было показано наличие бистабильных генетических модулей, имеющих свойства эпигенов (Tchuraev, 2006) в генных сетях, управляющих ранним развитием Drosophila.

Одним из классов эпигенов являются циклические системы генов. Экспериментальное изучение функционирования искусственных циклических дигенных систем с отрицательными обратными связями (ЦДС^) в клетке, позволяет расширить представление об особенностях эпигенетической изменчивости и оценить влияние внешних и внутренних факторов на устойчивость наследования альтернативных фенотипических состояний.

Цель и задачи исследования

.

Цель работы — изучение функционирования ЦДС^ в клетках Escherichia coli, по фенотипическим изменениям в бактериальных популяциях, подвергшихся действию различных индуцирующих факторов. Конкретные задачи работы включали:

1. Конструирование ЦДСН, содержащей ген lacl под контролем промотора Pl и ген cl857 термочувствительного репрессора бактериофага X под контролем промотора Piac.

2. Экспериментальное тестирование ожидаемых функциональных свойств полученной рекомбинантной плазмиды.

3. Сравнение свойств ЦДСН, отличающихся особенностями регуляторных районов или областями репликации плазмидносителей.

4. Исследование функционирования ЦДС^ в составе трёхгенной системы.

5. Исследование устойчивости режимов работы ЦДСН к стрессовым воздействиям среды.

Научная новизна исследования.

Впервые сконструирована особая наследственная единица (эпиген), которая может кодировать, хранить и передавать в ряду клеточных поколений изменения функционального состояния, вызванные внешними специфическими сигналами, без изменения ДНК-последовательностей, входящих в систему генов. Исследовано наследование и переключение фенотипов бактериальных клеток, содержащих ЦДСЯ, в процессе роста колонии на индикаторной среде в постоянных условиях.

Впервые показана зависимость функционирования ЦДС (-) от области репликации плазмиды носителя.

Экспериментально смоделировано изменение динамики функционирования генных сетей, при дупликации структурной части одного из генов ЦДС^.

Впервые показано влияние стрессовых факторов на функциональные свойства 1ДДС ().

Научно-практическая значимость работы.

Результаты исследования способствуют пониманию возможной роли ЦДС^ в эпигенетической изменчивости, как структуры, реагирующей на внешние временные сигнальные воздействия переключением регуляторных режимов функционирования генов. В связи с этим, большое значение приобретает изучение взаимодействия бистабильных модулей клеточной памяти с регуляторными системами клетки. Также ЦДС (-) могут быть использованы для управляемого биосинтеза и контроля клеточного роста в биотехнологии. Принимая во внимание, что такие генетические системы по существу представляют ячейку памяти, способную «запоминать» двоичные сигналы, в дальнейшем возможно использование ЦДС^ для создания искусственной генной памяти систем управления онтогенезом клетки, а также в генной терапии — для адресного воздействия и включения компенсаторных генов в нужный момент при лечении наследственных заболеваний.

Апробация работы.

Результаты исследования были представлены на II (Санкт-Петербург, 2000) и III (Москва, 2004) съездах Вавиловского общества генетиков и селекционеров, 9 и 10 Пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2005), международной научной конференции «Молекулярная генетика, геномика и биотехнология» (Минск, 2005).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 работ.

Структура и объём диссертации.

Работа изложена на 109 страницах машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания методов и материалов, результатов и обсуждения, заключения, выводов и списка литературы.

Список литературы

включает 204 источников (47 работ отечественных и 157 работ зарубежных авторов). Диссертация иллюстрирована 2 таблицами, 4 схемами, 7 диаграммами и 23 фотографиями.

ВЫВОДЫ.

Сконструирована рекомбинантная плазмида pCEPI, содержащая циклическую дигенную систему с отрицательными обратными связями (ЦДС^). Экспериментально показано, что эта система является эпигеном.

Выявлена зависимость устойчивого наследования и переключения эпигенотипов клетками Escherichia coli от области репликации плазмиды носителя ЦДСЧ.

Экспериментально смоделированы дупликации структурной части генов, входящих в ЦДС («) и изучено изменение динамики функционирования ЦДС^ в составе образующейся трёхгенной сети. Обнаружено влияние стрессовых условий культивирования клеток Escherichia coli на функционирование искусственной циклической дигенной сети.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

На современном этапе развития молекулярной генетики одной из важнейших проблем является расширение представлений о наследственности и изменчивости. В данной работе экспериментально смоделирован один из возможных механизмов эпигенетического наследования признаков. Используя генно-инженерные методы, мы получили векторную конструкцию pCEPI, несущую циклическую дигенную систему с отрицательными обратными связями (ЦДСН). Проверка ожидаемых функциональных свойств полученной рекомбинантной плазмиды, показала возможность наследования двух альтернативных эпигенотипов lacfcP lacfcf, а также переключение из одного состояния в другое внешними температурными и метаболическими воздействиями.

Исследование свойств ЦДСН, содержащих природные (pCEPI) и синтетические (рСЖЗ, рС1А2) регуляторные элементы, показало зависимость стабильности наследования эпигенотипов от плазмиды носителя. Было выявлено, что даже для сбалансированных по параметрам ЦДС () при повышении их копийности с 20−30 копий на клетку (ori р15А) до 50−70 копий на клетку (ori ColEl) более устойчив эпигенотип lacl альтернативный эпигенотип lacfcf наследуется ограниченное число поколений.

Исследование функционирования ЦДС^ в составе трехгенной сети, где третий компонент системы представляет собой дупликацию структурной части одного из генов ЦДС («показывает возможный механизм обратимого изменения в функционировании управляющих генных сетей бактериальной клетки, без изменения структуры ЦЦСЧ Учитывая распространённость горизонтального переноса генов у бактерий, такой механизм может рассматриваться как один из путей повышения фенотипического разнообразия в популяции. В плане исследования искусственных генных систем, подобный модульный подход позволяет конструировать и изучать генные системы произвольного уровня сложности.

Было обнаружено, что в условиях голодания может происходить спонтанное переключение эпигенотипов, что, вероятно, связано с изменением функциональных параметров ЦЦСН при включении генетических систем ответа на стресс и экспрессии генов, характерных для стационарной фазы, а также со снижением общего уровня синтеза белка в стационарной фазе.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Abouheif Е., Wray G.A. Evolution of the gene network underlying wing polyphenism in ants // Science. 2002. — V. 297, № 5579. — P. 249−252.
  2. Aizenman E., Engelberg-Kulka H., Glaser G. An Escherichia coli chromosomal «addiction module» regulated by 3', 5'- bispyrophosphate: a model for programmed bacterial cell death // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1996.-V.93.-P. 6059−6063.
  3. Aleshkin G.I., Kadzhaev K.V., Markov A.P. High and bow UV-dose responses in SOS-induction of the precise excision of transposons Tnl, Tn5 and TnlO in Escherichia coli II Mutat. Res. 1998. — V. 401. — P. 179−191.
  4. Aim R.A., Ling L.S., Moir D.T. et al. Genomic-sequence comparison of two unrelated isolates of the human gastric pathogen Helicobacter pylori // Nature.- 1999.-V. 397.-P. 176−180.
  5. Angeli D., Ferrell J. E., Sontag Jr. D., Sontag E. D. Detection of multistability, bifurcations, and hysteresis in a large class of biological positivefeedback systems // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2004. — V. 101, № 7. — P. 1822−1827.
  6. M. R., Savageau M. A., Myers J. Т., Ninfa A. J. Development of genetic circuitry exhibiting toggle switch or oscillatory behavior in Escherichia coli II Cell. 2003. — V. l 13. — P. 597−607.
  7. Azam A.T., Iwata A., Nishimura A. et al. Growth phase-dependent variation in protein composition of the Escherichia coli nucleoid // J. Bacteriol. 1999. -V. 181.-P. 6361−6370.
  8. Babu M.M., Teichmann S.A. Evolution of transcription factors and the gene regulatory network in Escherichia coli II Nucleic Acids Research. 2003. — V. 31, № 4. — P. 1234−1244.
  9. Barcus V., Murray N. Bartlers to recombination: restriction // Population Genetics of Bacteria / Eds Baumberg S., Yong J., Wellington E., Saunders J. -Cambridge: University Press, 1995.-P. 31−58.
  10. Barth M., Marschal C., Muffler A. et al. Role for histone-like protein H-NS growth-phase-dependet and osmotic regulation of as-dependent genes in Escherichia coli II J. Bacteriol. 1995. — V. 177. — P. 3455−3464.
  11. Basu S., Gerchman Y., Collins C. H. et al. A synthetic multicellular system for programmed pattern formation // Nature. 2005. — V. 434. — P. 1130−1134.
  12. Bauer C.E., Elsen S., Bird T.H. Mechanisms for redox control of gene expression // Annu. Rev. Microbiol. 1999. — V. 53. — P. 495−523.
  13. Becker G., Hengge-Aronis R. What makes an Escherichia coli promoter os dependet? Role of the -13/-14 nucleotide promoter positions and region 2.5 of E. coli Hi. Mol. Biol.-2001.-V. 39.-P. 1153−1165.
  14. Becskei A., Serrano L. Engineering stability in gene networks by autoregulation // Nature. 2000. — V. 405. — P. 590−593.
  15. Becskei A., Seraphin B., Serrano L. Positive feedback in eukaryotic gene networks: cell differentiation by graded to binary response conversion. // EMBO J. 2001. — V. 20, № 10. — P. 2528−2535.
  16. Biehs B., Sturtevant M.A., Bier E. Boundaries in the Drosophila wing imaginal disc organize vein-specific genetic programs // Development 1998. -V. 125, № 21.-P. 4245−4257.
  17. Bird A. DNA methilation patterns and epigenetic memory // Genes Dev. -2002.-V. 16.-P. 6−21.
  18. Blake W. J., Kaern M., Cantor C. R., Collins J. J. Noise in eukaryotic gene expression //Nature. 2003. — V. 422. — P. 633−637.
  19. Blattner F.R. et al. The complete genome sequence of Escherichia coli K-12 // Science. -1997. V. 277. — P. 1453−1462.
  20. Bordes P., Conter A., Morales V. et al. DNA supercoiling contributes to disconnect cts accumulation from os- dependent transcription in Escherichia coli II Mol. Microbiol. 2003. — V. 48. — P. 561−571.
  21. Brenner S. A night at the operon // Nature. -1997. V. 386. — P. 235.
  22. Buck M., Gallegos M. A., Studholme D. J. et al. The bacterial enhancer-dependent a54 (aN) transcription factor // J. Bacteriol. 2000. — V. 182, №. 15. -P. 4129−4134.
  23. Bull H.J., McKenzie G.J., Hastings P.J., Rosenberg S.M. Evidence that stationary-phase hypermutation in the Esherichia coli chromosome is promoted by recombination // Genetics. 2000. — V. 154. — P. 1427−1437.
  24. Cairns J., Overbough J., Miller S. The origin of mutants // Nature. 1988. -V. 335. — P. 142−145.
  25. Carrasco C.D., Buettner J.A., Golden J. W Programmed DNA rearrangement of a cyanobacterial hupL gene in heterocysts. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1995. -V. 92, № 3. P. 791−795.
  26. Cavalli G., Paro R. Chromo-domain proteins: linking chromatin structure to epigenetic regulation // Curr. Opin. Cell Biol. 1998.- V. 10.- P. 354−360.
  27. Cavalli G., Paro R. Epigenetic inheritance of active chromatin after removal of the main transactivator // Science. -1999. V. 286. — P. 955−958.
  28. Charlebois R.L., St. Jean A. Supercoiling and map stability in the bacterial chromosome //J. Mol. Evol. 1995. -V. 41, № 1. — P. 15−23.
  29. Chilley P.M., Wilkins B.M. Distribution of the ardA family antirestriction genes on conjugative plasmids // Microbiology. 1995. — V. 141. — P. 21 572 164.
  30. Chong S., Whitelaw E. Epigenetic germline inheritance // Current Opinion in Genetics & Development. 2004. — V. 14. — 692−696.
  31. Chow K.C. Hsp70 (DnaK) an evolution facilitator? // Trends Genetics. -2000.-V. 16.-P. 484−485.
  32. Colland F., Barth M., Hengge-Aronis R., et al. a factor selectivity of Escherichia coli RNA polymerase: role for CRP, IHF and Lrp transcription factor // EMBO J. 2000. — V. 19. — P. 3028−3037.
  33. Cramer W.A., Lindeberg M., Taylor R. The best offense is a good defense // Nature Struct. Biol. 1999. — V. 6. — P. 295−297.
  34. Dalgaard J.Z., Klar A J. Orientation of DNA replication establishes mating-type switching pattern in S. pombe II Nature. 1999. — V. 400. — P. 181−184.
  35. Dimpfl J., Echols H. Duplication mutation as an SOS response in Escherichia coli: enhanced duplication formation by a constitutively activated RecA // Genetics. 1989. — V. 123. — P. 255−260.
  36. Dri A.-M., Morerau P.L. Control of the LexA regulon by pH: evidence for a reversible inactivation of the LexA repressor during the growth cycle of Escherichia coli II Mol. Microbiol. 1994. — V. 12. — P. 621—629.
  37. Dukan S., Nystrum T. Oxidative Stress Defense and Deterioration of Growth-arrested Escherichia coli Cells // J. Biol. Chem. 1999. — V. 274, № 37.-P. 26 027−26 032.
  38. Edwards R., Helm A., Maloy S. Increasing DNA transfer efficiency by temporary inactivation of host restriction // BioTechniaues. 1999. — V. 26. -P. 892−900.
  39. Eichenbaum Z., Livneh Z. UV light induces IS 10 transposition in Escherichia coli II Genetics. 1998. — V. 149. — P. 1173−1181.
  40. Elowitz M.B., Leibler S. A synthetic oscillatory network of transcriptional regulators // Nature. 2000. — V. 403. — P. 335−338.
  41. Elowitz M. B., Levine A. J., Siggia E. D., Swain P. S. Stochastic gene expression in a single cell // Science. 2002. — V. 297. — P. 1183−1186.
  42. Errington J. Determination of cell fate in Bacillus subtilis // Trends Genet. — 1996.-V. 12.-P. 31−34.
  43. Farmer W. R., Liao J. C. Improving lycopene production in Escherichia coli by engineering metabolic control // Nat. Biotechnol. 2000. — V. 18. — P. 533 537.
  44. Felsenfeld G, McGhee J. Methylation and gene control // Nature. 1982. -V. 296.-P. 602−603.
  45. Force A., Lynch M., Pickett F.B. et al. Preservation of duplicate genes by complementary, degenerative mutations // Genetics. 1999. — V. 151. — P. 1531−1545.
  46. Foster P.L. Adaptive mutation: implication for evolution // BioEssays.2000. V. 22, №. 12. -P. 1067−1074.
  47. Franch T., Gerdes K. Programmed cell death in bacteria: translational repression by mRNA end-pairing // Mol. Microbiol. 1996. — V.21. — P. 10 491 050.
  48. Francis N.J., Kingston R.E. Mechanisms of transcriptional memory // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. -2001. -V. 2. P. 409−421.
  49. Garcia-Bellido A., de Celis J.F. Developmental genetics of the venation pattern of Drosophila // Annu. Rev. Genet. 1992. — V. 26. — P. 277−304.
  50. Gardner T.S., Cantor C.R., Collins J.J. Construction of a genetic toggle switch in Escherichia coli II Nature. 2000. — V. 403. — P. 339 — 342.
  51. Golden J.W., Mulligan M.E., Haselkorn R. Different recombination site specificity of two developmentally regulated genome rearrangements // Nature. 1987. — V. 327. — P. 526−529.
  52. Goldman E., Jakubovski H. Uncharged RNA, protein synthesis and the bacterial strigent response // Mol. Microbiol. 1990. — V. 4. — P. 2035−2040.
  53. Harris R.S., Feng C., Ross K. J et al. Mismatch repair is diminished during stationary-phase mutation // Mutat. Res. 1999. — V. 437. — P.51−60.
  54. Harshey R.M. Bees aren’t the only ones: swarming in Gram-negative bacteria // Mol. Microbiol. 1994. — V.16, №. 3. — P.389−394.
  55. Hartwell L. H., Hopfield J. J., Leibler S., Murray, A. W. From molecular to modular cell biology // Nature. 1999. — V.402. — P. 47−51.
  56. Hasty J., McMillen D., Isaacs F., Collins J.J. Computational studies of gene regulatory networks in numero molecular biology // Nature reviews genetics.2001. № 2. — P.268 — 279.
  57. Hastings P.J., Bull H.J., Klump J.R., Rosenberg S.M. Adaptive amplification: an inducible chromosomal in- stability mechanism // Cell. -2000. -V. 103.-P. 723−731.
  58. Hengge-Aronis R. Signal transduction and regulatory mechanisms involved in control of the as (RpoS) subunit of RNA polymerase // Microbiol. Mol. Biol. Revs. 2002. — V.66. — P.373−395.
  59. Hiom K., Thomas S.M., Sedgwick S.G. Different mechanisms for SOS induced alleviation of DNA restriction in Escherichia coli II Biochimie. -1991. -V. 73.-P. 399−405.
  60. Hiom K.J., Sedgwick S.G. Alleviation of EcoK DNA restriction in Escherichia coli and involvement of umuDC activity // Mol. Gen. Genet. -1992.-V. 231.-P. 265−275.
  61. Hochman A. Programmed cell death in prokaryotes // Crit. Rev. Microbiol. 1997. -V. 23.-P. 207−214.
  62. Holliday R. The inheritance of epigenetic defects // Science. 1987. — V. 238.-P. 163−170.
  63. Holmes S.G., Braunstein M., Broad J. Transcriptionalsilencing of the yeast mating-type genes // Epigeneticmechanism of gene regulation / Eds Russo V.E.A., Martienssen R.A., Riggs A.G. N. Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press., 1996.-P. 467−487.
  64. Isaacs F. J., Hasty J., Cantor C.R. Collins, J.J. Prediction and measurement of an autoregulatory genetic module // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2003. — V. 100, № 13.-P. 7714−7719.
  65. Ishihama A. Adaptation of gene expression in stationary phase bacteria // Curr. Opin. Genet. Develop. 1997. — V. 7. — P. 582−588.
  66. Jablonka E., Lachmann M., Lamb M.J. Evidence, Mechanisms and Models forthe Inheritance of Acquired Characters // Journal of Theoretical Biology -1992. -V. 158.-P. 245−268.
  67. Jablonka E., Lamb M.J. The inheritance of acquired epigenetic variations // J. Theor. Biol. 1989. — V. 139. — P. 69−83.
  68. Jacob F., Monod J. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins // J. Mol. Biol. -1961. V. 3. — P. 318−356.
  69. Jacobs Ch., Shapiro L. Microbial asymmetric cell division: localization of cell fate determinants // Current Opinion in Genetics & Development. -1998. -V.8. -P. 386−391.
  70. Kaneko T., Sato S., Korani H. et al. // DNA Res. 1996. — V. 3. — P. 109 136.
  71. Kelleher J., Raleigh E. Response to UV damage by four Escherichia coli K-. 12 restriction systems // J. Bacteriol. 1994. — V. 176. — P. 5888−5896.
  72. Kobayashi H., Kaern M., Araki M. et al. Programmable cells: Interfacing natural and engineered gene networks // Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A. 2004. -V. 101.-P. 8414−8419.
  73. Kolsto A.B. Dynamic bacterial genome organization // Mol. Microbiol. -1997.-V. 24.-P. 241−248.
  74. Kolter R., Siegle D., Torno A. The Stationary phase of bacterial life cycle // Ann. Rev. Microbiol. 1993. — V. 47. — P. 855−874.
  75. Kuzminov A. Collapse and repair of replication forks in Escherichia coli H J. Mol. Microbiol. 1995. -V. 16. — P. 373−384.
  76. Kuzminov A., Stahl F.W. Double stranded repair via the RecBC pathway in Escherichia coli primes DNA replication // Genes Dev. 1999. — V. 13. — P. 345−356.
  77. Lammers P.J., Golden J.W., Haselkorn R. Identification and sequence of a gene required for a developmentally regulated DNA excision in anabaena // Cell. 1986. — V. 44. — P. 905−911.
  78. Landman O.E. The inheritance of acquired characteristics // Ann. Rev. Genet. 1991. — V. 25. — P. 1−20.
  79. Lee T. I., Rinaldi N. J., Robert F et al. Transcriptional regulatory networks in Saccharomyces cerevisiae II Science. -2002. V. 298. — P. 799−804.
  80. Lemon B., Tjian R. Orchestrated response: a symphony of transcription factors for gene control // Genes and Development. 2000. — V. 14, № 20. — P. 2551−2569.
  81. Levy D.D., Cebula T.A. Fidelity of replicatiove DNA in mutS and repair prificient E. coli // Mutat. Res. 2001. — V. 474. — P. 1−14.
  82. Li E. Chromatin modification and epigenetic reprogramming in mammalian development // Nature Reviews Genetics 2002. — V. 3, № 9. — P. 662−673.
  83. Lieber M.M. Environmentally responsive mutator systems: toward a unifying perspective // Rev. Biol. 1998. -V. 91. — P. 425−457.
  84. Loewen P.C., Hu B., Strutinsky J., Sparling R. Regulation in the rpoS regulon of Escherichia coli II Can. J. Microbiol. -1998. V. 44. — P. 707−717.
  85. Lohuizen M. The trithorax-group and Polycomb-group chromatin modifiers: implications for disease // Current Opinion in Genetics & Development. 1999. -V. 9, № 3.-P. 355−361.
  86. Lundhlad V., Kleckner N. Mismatch repair mutations of Escherichia coli K12 enhance transposon excision // Genetics. 1985. — V. 109. — P. 3−19.
  87. Lutkenhaus J. The regulation of bacterial cell division: a time and place for it // Current Opinion in Microbiology. 1998. — V. 1. — P. 210−215.
  88. Lutz R., Bujard H. Independent and tight regulation of transcriptional units in Escherichia coli via the LacR/O, the TetR/Oand AraC/Il-I2 regulatory elements I I Nucleic Acids Res. 1997. — V. 25, № 6. — P. 1203−1210.
  89. Madeo F., Frehlich E., Ligr M. et al. Oxygen stress: a regulator of apoptosis in yeast //J. Cell Biol. 1999. — V. 145. — P. 757−767.
  90. Maeda H., Jishage M., Nomura T. et al. Two extracytoplasmic function sigma subunits, cE and aFecI, of Escherichia coli: promoter selectivity and intracellular levels // J. Bacteriol. 2000. — V. 182. — P. 1181 -1184.
  91. Marmorstein R. Protein modules that manipulate histone tails for chromatin regulation // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2001 — V. 2. — P. 422−432.
  92. Matic I., Taddei F., Radman M. Genetic barriers among bacteria // Trends Microbiol. 1996. — V. 4. — P. 69−72.
  93. Matic I., Taddei F., Radman M. No genetic barriers between Salmonella enterica serovar typhimurium and Escherichia coli in SOS-induced mismatch repair-deficient cells // J. Bacteriol. 2000. — V. 182. — P. 5922−5924.
  94. Matin A. Role of alternate sigma factors in starvation protein synthesis -novel mechanisms of catabolite repression // Res. Microbiol. -1996. — V. 147, № 6−7.-P. 494−505.
  95. Maynard Smith J. The Problems of Biology. Oxford University Press, Oxford, U. K, 1989.
  96. McAdams H. H., Arkin A. Stochastic mechanisms in gene expression // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. — V. 94. — P. 814−819.
  97. McKenzie G.J., Harris R.S., Lee P.L., Rosenberg S.M. 7 he SOS response regulates adaptive mutation // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2000. — V. 97. — P. 6646−6651.
  98. McKenzie G.J., Lee P.L., Lombardo M.J. et al. SOS mutator DNA polymerase IV functions in adaptive mutation and not adaptive amplification // Molec. Cell. -2001. -V. 7. P. 571−579.
  99. Meyer A., Schartl M. Gene and genome duplications invertebrates: the one-to-four (to-eight in fish) rule and the evolution of novel gene functions // Curr. Opin. Cell. Biol. 1999.-V. 11.-P. 699−704.
  100. Missiakas D., Raina S. The extracytoplasmic function sigma factors: role and regulation // Mol. Microbiol. 1998. — V. 28, № 6. — P. 1059−1066.
  101. Motamedi M.R., Szigety S.K., Rosenberg S.M. Doublestrand-break repair recombination in Escherichia coli: physical evidence for a DNA replication mechanism in vivo // Genes Dev. 1999. — V. 13. — P. 2889−2903.
  102. Murphy D.B., Pembroke J.T. Transfer of the IncJ plasmid R391 to recombination deficient Escherichia coli K12: evidence that R391 behaves as a conjugal transposon // FEMS Microbiology Letters. 1995. — V. 134. — P. 153 158.
  103. Murray K. D., Bremer H. Control of spoT-dependent ppGpp synthesis and degradation in Escherchia coli II J. Vol. Biol.-1996. -V. 295. P. 41−57.
  104. Nijkamp H.J.J., Szybalski W., Calef E. Antirepressor controls the transcription of the repressor operon of lambda phage // Informative Molecules in Biological Systems / Nord-Holland Publ. Co. Amsterdam, 1971. — 241 p.
  105. Nystrom T., Neidhardt F.C. Expression and role of the universal stress protein, UspA, of Escherichia coli during growth arrest // Mol. Microbiol. -1994.-V. 11.-P. 537−544.
  106. Nystrom T. To be or not to be: the ultimate decision of the growth-arrested bacterial cell // FEMS Microbiol. Rev. 1998. — V.21. — P.283−290.
  107. Ochman H., Lawrence J.G., Groisman E.A. Lateral gene transfer and the nature of bacterial innovation // Nature. 2000. — V. 405. — P. 299−304.
  108. Ogata Y., Miki T., Sekimizu K. A Role of heat shock proteins for homologous recombination in Escherichia coli II Biochem. Biophys. Res. Communs. 1993. — V. 197. — P.34−39.
  109. Pedraza J. M., Oudenaarden A. Noise propagation in gene networks // Science. 2005. — V. 307. — P. 1965−1969.
  110. Perbal B.V. A practical guide to molecular cloning. NY.: A Wiley -Interscience publication, 1988. — 811 p.
  111. Petit M.A., Dimpfl J., Radman M., Echols H. Control of large chromosomal duplications in Escherichia coli by the mismatch repair system // Genetics. -1991.-V. 129.-P. 327−332.
  112. Poux S., Horard B., Sigrist C.J., Pirrotta V. The Drosophila trithorax protein is a coactivator required to prevent re-establishment of polycomb silencing // Development. 2002. — V. 129. — P. 2483−2493.
  113. Powell S.C., Wartell R.M. Different characteristics distinguish early versus late arising adaptive mutations in Escherichia coli FC40 // Mutat. Res. 2001. -V. 473.-P. 2 19−228.
  114. M., Camougrand N., Chaudhuri B., Schaeffer J., Manon S. // FEBS Lett. 1999. — V. 456. — P. 232−238.
  115. Radman M., Taddei F., Matic I. Evolution-driving genes // Res. Microbiol. -2000. V. 151.-P. 91−95.
  116. Ramaswamy K.S., Carrasco C.D., Fatma T., Golden J.W. Cell-type specificity of the Anabaena fdxN-element rearrangement requires xisH and xisl II Mol. Microbiol. 1997. -V. 23. — P. 1241−1249.
  117. Ratner V.A., Tchuraev R.N. Simplest genetic systems controlling ontogenesis: organization principles and models of their function // Progress in Theor. Biol. New York: Acad. Press, 1978. — V. 5. — P. 81−127.
  118. Riggs A.D., Porter T.N. Overview of Epigenetic Mechanisms // Epigenetic mechanism of gene regulation / Ed. V.W.A. Russo, R.A. Martienssen, A.G. Riggs. -N. Y.: Cold Spring Harbor Lab. Press., 1996. P. 489−505.
  119. M., Kraweic S. // Escherichia coli and Salmonella: Cellular and molecular biology. 2nd ed. / Neidhardt F.C., Ed. Waschington. D. C.: ASM Press.-1996.
  120. Romero D., Palacios R. Gene amplification and genomic plasticity in prokaryotes // Ann. Rev. Genet. 1997. — V. 31. — P.91 -111.
  121. Rosenberg S. Mutation for survival // Cuff. Opin. Genet. Dev. 1997. — V. 7.-P. 829−834.
  122. Rosenberg S.M. Evolving Responsively: Adaptive Mutaion // Nature Rev. Genetics. 2001. — V. 2. — P. 504−515.
  123. Rosenfeld N, Elowitz M.B., Alon U.J. Negative autoregulation speeds the response times of transcription networks // J. Mol. Biol. 2002. — V. 323. — P. 785−793.
  124. Rosenfeld N., Young J. W., Alon U., Swain P. S., Elowitz M. B. Gene regulation at the single-cell level // Science. 2005. — V. 307. — P. 1962−1965.
  125. Sato T., Kobayashi Y. The ars Operon in the skin Element of Bacillus subtilis Confers Resistance to Arsenate and Arsenite // J. Bacteriol. 1998. — V. 180, № 7.-P. 1655−1661.
  126. Seyfradeh M., Keener J., Nomura M. j^or-dependent accumulation of guanosine tetraphosphate in response to fatty acid starvation in Escherichia coli II Proc. Natl. Acad. Sci.USA. 1993. — V. 90. — P. 1004−1008.
  127. Shapiro J.A. Differential action and differential expression of DNA polymerase I during Escherichia coli colony development // J. Bacteriol. -1992. V. 174, №. 22. — P. 7262−7272.
  128. Shapiro J.A. Pattern and control in bacterial colonies // Sci. Progr. 1994. -V.76. -P.399−424.
  129. Shapiro J.A. The significances of bacterial colony patterns // BioEssays. -1995.-V. 17,№ 7.-P. 597−607.
  130. Shen-Orr S. S., Milo R., Mangan S., Alon, U. Network motifs in the transcriptional regulation network of Escherichia coli II Nat. Genet. — 2002. -V. 31.-P.64−68.
  131. Smith B.T., Walker G.C. Mutagenesis and more: umuDC and the Escherichia coli SOS response // Genetics. 1998. — V. 148. — P. 1590−1610.
  132. Stark G.R., Wahl G.M. Gene amplification // Annu. Rev. Biochem. 1984. -V. 37.-P. 217−224.
  133. Steidler L., Neirynck S., Huyghebaert N. et al. Biological containment of genetically modified Lactococcus lactis for intestinal delivery of human interleukin 10 // Nat. Biotechnol. 2003. — V. 21. — P. 785−789.
  134. Stepanenko I.L., Grigor’ev S.A. Organization of the gene network of apoptosis // Proc. Ill Intern. Conf. on Bioinformatics of Genome Regulation and Structure (BGRS'2002). Novosibirsk: ICG. 2002. — V. 2. — P. 89−91.
  135. Stock A.M., Robinson V.L., Goudreau P.N. Two-component signal transduction // Annu. Rev. Biochem. 2000. — V. 69. — P. 183−215
  136. Storz G., Imlay J.A. Oxidative stress // Current Opinion in Microbiology. -1999. V.2. — P. 188−194.
  137. Studholme D.J., Buck M. The biology of enhancer-dependent transcriptional regulation in bacteria: insights from genome sequences // FEMS Microbiol. Lett.-2000.-V. 186.-P. 1−9.
  138. Taddei F., Halliday J.A., Matic I., Radman M. Genetic analysis of mutagenesis in aging Escherichia coli colonies // Mol. Gen. Genet. 1997. — V. 256.-P. 277−281.
  139. Takemaru K., Mizuno M., Sato T. et al. Complete nucleotide sequence of a skin element excised by DNA rearrangement during sporulation in Bacillus subtilis // Microbiology. 1995. — V. 141. — P. 323−327.
  140. Tchuraev R.N. The epigene hypothesis // Biopol. & Cell. 1997. — V. 12. P. 75−81.
  141. Tchuraev R.N. On storing, coding, passing and processing the hereditary information in living system // Computational Technologies. 2000. — V. 5, № 2. — P. 100−111.
  142. Tchuraev R.N., Stupak I.V., Tropynina T.S., Stupak E.E. Epigenes: design and construction of new hereditary units // FEBS Lett. 2000. — V. 486. — P. 200−202.
  143. Theissen G., Saedler H. Floral quartets // Nature. 2001. — V. 409, № 6819. -P. 469−471.
  144. Thieffry D., Huerta A.M., Perez-Rueda E. et al. From specific gene regulation to genomic networks: a global analysis of transcriptional regulation in Escherichia coli II Bioessays. 1998. — V. 20, № 5. — P. 433−440.
  145. Velkov V.V. How environmental factors regulate mutagenesis and gene transfer in microorganisms // J. Biosci. 1999. — V. 24, № 4. — P. 529−559.
  146. Votyakova T.V., Kaprelyants A.S., Kell D.B. Influence of viable cells on the resuscitation of dormant cells in Micrococcus luteus cultures held in extendedstationary phase. The population effect // Appl. Environ. Microbiol. 1994. -V.60. — P.3284−3291.
  147. Vulic M., Dionisio F., Taddei F., Radman M. Molecular keys to speciation: DNA polymorphism and the control of genetic exchange in enterobacteria // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1997. — V 94. — P. 8763−9787.
  148. Wagner J, Nohmi T. Escherichia coli DNA polymerase IV mutator activity: genetic requirements and mutational specificity // J. Bacteriol. 2000. — V. 182. -P. 4587−4595.
  149. Weber W., Fussenegger M. Artificial mammalian gene regulation networks-novel approaches for gene therapy and bioengineering // J. Biotechnol. 2002. -V. 98,№ 2−3.-P. 161−187.
  150. Wolf D.M., Eeckman F.H. On the relationship between genomic regulatory element organization and gene regulatory dynamics. // J. Theor. Biol. 1998. -V. 195.-P.167- 186.
  151. Wolffe A.P., Matzke M.A. Epigenetics: regulation through repression // Science. 1999. — V. 286. — P. 481−486.
  152. Wright M.E., Han D.K., Carter L., Fields S., Schwartz S.M., and Hockenbery D.M. // FEBS Lett. 1999. — V. 446. — P. 9−14.
  153. Yarmolinsky M.B. Programmed cell death in bacterial populations // Science. 1995. — V. 267. — P.836−837.
  154. E.O., Воскун C.E., Панова JI.A., Смирнов С. Г. Гетерогенность популяции Escherichia coli в процессе индуцированного автолиза // Микробиология. 1990. — Т.59. — С.283−288.
  155. Е.О. Образование пространственно упорядоченных структур в колониях подвижных бактерий на агаре // Докл. АН СССР. 1985. -Т.283, № 2. — С.470−473.
  156. В.В. Амплификация генов в прокариотических и эукариотических геномах // Генетика. 1982. — Т. 18. — С. 529−543.
  157. В.В. Новые представления о молекулярных механизмах эволюции: стресс повышает генетическое разнообразие // Молекуляр. биол. 2002. — Т. 36, № 2. — С. 277−285.
  158. В.М. Конверсия гена // СОЖ. 2000. — № 1. — С. 23−31.
  159. С.Я. Коннекторный способ клонирования кДНК // Методы молекулярной генетики и генной инженерии / Отв. ред. Р. И. Салганик. -Новосибирск: Наука, 1990. С. 44−56.
  160. М.Д. Концепция эпигена 20 лет спустя // Биополимеры и клетка. 1996. — Т. 12, № 6. — С. 5−24.
  161. М.Д. Век генетики: эволюция идей и понятий. СПб.: Борей Арт, 2000. — с. 262.
  162. М.Д. Неканонические наследственные изменения // Природа. 2001. — № 8−9. — С. 3.
  163. Е.П., Агафонова О. В., Туликова Е.Е и др. Система регуляции экспрессии генов антирестикции ardA и ardB, кодируемых трансмиссивной плазмидой IncN pKMlOl // Молекуляр. биология. 1998. -Т. 32, № 2.-Р. 242−248.
  164. И. Ф. Общая и молекулярная генетика. Новосибирск: Изд. Новосиб. ун-та, 2002. — 458 с.
  165. Г. Б. Антирестрикция // Молекуляр. биология. 2000. -Т. 32.-С. 854−862.
  166. М.А., Сагитов Ш. З., Набиуллина P.P., Ривкин М. И., Чураев Р. Н. Плазмидный вектор с каскадной регуляцией экспрессии генов // Доклады Академии наук. 1990. — Т. 313, № 4. — С. 980−982.
  167. О.В., Кель-А.Э. Межгенные взаимоотношения в регуляции клеточного цикла: ключевая роль транскрипционных факторов семейства E2F// Молекулярная биология.-1997.-Т. 31, № 4.-С. 656−670.
  168. H.A., Ананько Е. А., Колпаков Ф. А. и др. Генные сети // Мол. биология. 2000. — Т. 34, № 4. — С. 533−544.
  169. H.A., Суслов В. В., Гунбин К. В. Моделирование биологической эволюции: регуляторные генетические системы и кодирование сложности биологической организации // Вестник ВОГиС. -2004. Т.8, № 2. — С. 86−99.
  170. В.А., Матушкин Ю. Г., Фадеев С. И. О связи графа генной сети с качественными режимами ее функционирования // Молекуляр. биология. 2001. — Т. 35, № 6. — С. 1080−1087.
  171. Т., Фрич Э., Сембрук Д. Молекулярное клонирование. М.: Мир, 1984.-479с.
  172. A.JI. Стресс и эволюция: концепция Д. К. Беляева и ее развитие // Современные концепции эволюционной генетики. Сборник научных трудов / Отв. ред. В. К. Шумный, A.JI. Маркель. Новосибирск: ИЦиГ СО РАН, 2000.-С. 103−114.
  173. Л.П., Милько Е. С. Ультраструктурные особенности диссоциантов Rhadococcus rubropertinctus и Streptococcus lactis II Микробиология. 1991. — T.60, № 2. — C.334−338.
  174. Дж. Эксперименты в молекулярной генетике. М.: Мир, 1976. -436 с.
  175. Могильная О. А, Милько Е. С., Медведева С. Е. Сравнительное электронно-микроскопическое изучение колонии и клеток диссоциантов родококка // Прикл. биохимия и микробиология. 1994. — Т. 30, № 6. — С. 877−882.
  176. ., Жакоб Ф. Общие выводы: телеономические механизмы в процессах клеточного обмена, роста и дифференцировки // Регуляторные механизмы клеток. М.: Мир, 1964. — 477с.
  177. A.B., Ботвинко И. В., Цавкелова Е. А. Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов // Микробиология. 2000. — Т.69, № 3. — С. З 09−327.
  178. JI.И. Экспрессия генов. М.: Наука. — 2000. — 526 с.
  179. A.A. Строение генома бактерий: единство или многообразие? II Генетика. -1995. Т. 31, № 6. — С. 741−752.
  180. A.A. Горизонтальный перенос генов у бактерий: лабораторное моделирование, природные популяции, данные геномики // Микробиология. 1999. — V. 68, № 5. — С. 632−646.
  181. М. Переключение генов. Регуляция генной активности и фаг X. -М.: Мир, 1989.-160 с.
  182. В.А. Молекулярно-генетические системы управления. -Новосибирск: Наука, 1975.-286 с.
  183. В.А. Что содержит геном Escherichia coli II Вестник ВОГиС. -2002.-№ 18.-С. 86−99.
  184. В.А., Чураев Р. Н. Существует ли двухоперонная система управления (триггер)? Некоторые факты и эвристическое значение триггера // Генетика. 1971. — Т. 7, № 9. — С. 175−179.
  185. В.Д., Олескин A.B., Лагунова Е. М. Программируемая клеточная смерть // Биохимия. 2000. — Т. 65, № 8. — С. 1029−1046.
  186. Дж. Методы трансформации Е. coli II Клонирование ДНК. Методы. / Ред. Д. Гловер. М.: Мир, 1988. — С. 140−173.
  187. К.Дж. Выделение бактериальных плазмид // Плазмиды. Методы /Ред. К.Дж. Харди.-М.: Мир, 1990.-С. 11−18.
  188. Р.Б. Непостоянство генома. М.: Наука, 1985. — 472 с.
  189. И.А. Регуляция экспрессии бактериальных генов в отсутствие активного роста клеток // Генетика. 2005. — Т. 41, № 9. — С. 1183−1202.
  190. Р.Н. Гипотеза об эпигене // Исследования по математической генетике / Ред. В. А. Ратнер. Новосибирск: ИЦиГ СО АН СССР, 1975. -С. 77−94.
  191. Р.Н. Прикладные аспекты концепции эпигенов // Журн. общ. биологии. 1982. — Т. 43, № 1. — С. 79−87.
  192. Р.Н. Моделирование молекулярно-генетических систем управления: Дис.. д-ра биол. наук. Уфа, 1987. 414 с.
  193. Р.Н. Метод обобщенных пороговых моделей для анализа динамики эукариотических молекулярно-генетических систем управления // Препринт. Уфа: УНЦ РАН, 1993. — 32 с.
  194. Р.Н. Кибернетический подход как ключ к пониманию жизненных процессов // Труды конференции, посвященной 90-летию со дня рождения A.A. Ляпунова. Новосибирск, 2001. — С. 741−757.
  195. Р.Н. Контуры неканонической теории наследственности: от генов к эпигенам // Журн. общ. биологии. 2005. — Т.66, № 2.- С. 99−122.
  196. Р.Н., Ратнер В. А. Моделирование молекулярно-генетических систем управления на языке теории автоматов. Сообщение I. Опероны и оперонные системы // Исследования по теоретической генетике. Новосибирск: ИЦиГ СО АН СССР. 1972. — С. 210−227.
  197. Р.Н., Ратнер В. А. О моделировании молекулярно-генетических систем управления на языке теории автоматов // Генетика. 1973. — Т. 9, № 2.-С. 173−175.
  198. Р.Н., Ступак И. В., Тропынина Т. С., Ступак Е. Э. Сконструирован двухкомпонентный эпиген с наперед заданными свойствами // Доклады Академии наук. 2001. — Т. 378, № 6. — С. 837−840.
  199. Р.Н., Ступак И. В., Ступак Е. Э., Галимзянов A.B. Новое свойство эпигенов: метастабильные эпигенотипы // Доклады Академии наук 2006. — Т. 406, № 4. — С. 570−573.
  200. Дж.А. Бактерии как многоклеточные организмы // В мире науки. 1988. — № 8. — С.46−54.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?