Изучение конъюгативных свойств плазмиды p19 из почвенного штамма Bacillus subtilis 19

Bacillus subtilis является наиболее изученным видом среди грам-положительных бактерий и широко применяется как в лабораторной практике в качестве модельного микроорганизма, так и в прикладных исследованиях по биотехнологии. Кроме того, существенным достоинством этой бактерии служит полное отсутствие патогенности. Ее геном был секвенирован одним из первых (Kunst et al., 1997) — у В. subtilis уже давно разработаны методы, позволяющие осуществлять обмен генетическим материалом за счет трансформации и трансдукции. Однако до сравнительно недавнего времени у нее не был описан такой, распространенный у других бактерий, способ гибридизации, как конъюгация. Такой пробел объясняется, в основном, тем, что у лабораторного штамма В. subtilis 168 отсутствуют крупные конъюгативные плазмиды. В лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН была разработана система, позволяющая воспроизводить конъюгативный перенос у различных штаммов В. subtilis (в том числе и у В. subtilis 168) и других бацилл с помощью крупной (размером 97 тпн) плазмиды р19, которую несет природный штамм В. subtilis 19, выделенный проф. М. А. Титок (Белорусский гос. университет) из лесных почв Белоруссии. Конъюгативная плазмида р19 оказалась способной к «самопереносу», переносу мелких неконъюгативных плазмид и к конъюгативному переносу хромосомных геновэто делает ее удобным инструментом для различного рода опытов, связанных с переносом генетического материала у бацилл во многих областях генной инженерии и биотехнологии. Однако строение различных областей этой плазмиды, их «генный набор», и принадлежность ее к какой-либо группе других конъюгативных плазмид бактерий до настоящего времени не изучались.

Целыо работы являлось изучение строения областей, ответственных за конъюгативный перенос, у крупной конъюгативной плазмиды р19, и исследование некоторых особенностей конъюгации, происходящей с участием этой плазмиды.

В задачи исследования входило:

1. На основе полученных ранее производных плазмиды р19 провести клонирование и секвенирование генов конъюгации.

2. Осуществить в базе данных поиск гомологов генов, расположенных на секвенированных плазмидных фрагментах.

3. Провести функциональный анализ генов, лежащих на секвенированных участках плазмиды р 19.

4. Провести сравнительный анализ р19 и других конъюгативных плазмид.

5. Разработать систему, позволяющую обнаружить явление ретроконъюгации у бацилл и изучить это явление на модели плазмиды р19 у Bacillus subtilis. Работа была выполнена в группе генетики плазмид лаборатории генетики микроорганизмов ИОГен РАН им. Н. И. Вавилова.