IV ЛЕТНЯЯ ШКОЛА, Одесса, 2009

ПРОГРАММА IV ЛЕТНЕЙ ШКОЛЫ
«МОЛЕКУЛЯРНАЯ МИКРОБИОЛОГИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ»

Одесса, 4 – 16 мая 2009 года 

Организаторы:

  • Одесский национальный университет им. И.И.Мечникова МОН Украины
  • Институт микробиологии и вирусологии им. Д.К.Заболотного НАН Украины
  • При поддержке Общества микробиологов Украины им. С.М. Виноградского

Автономные генетические элементы бактерий: бактериофаги, плазмиды и транспозоны

Теоретический курс (20 часов)

Лекция  1

Молекулярная генетика и молекулярная микробиология. Современные научные концепции в молекулярной микробиологии. Биологический метроном. Теория нейтральной эволюции. Адаптивные мутации. Прокариотно-эукариотная дихотомия. Современные схемы классификации прокариотных и эукариотных микроорганизмов и вирусов. Домены жизни.

Лекция 2 и 3

Первичная последовательность геномов. Методы установления первичной последовательности - сиквенс. Бактериальная геномика. Топология целостных бактериальных геномов. Ортологи и паралоги. Кластеры ортологических генов (СОG). Концепция «наименьшего» генома.

Лекция  4

Автономные генетические элементы бактерий. Инсерционные последовательности, транспозоны, системы рестрикции-модификации, плазмиды, бактериофаги, островки и острова патогености. Иерархия и мобильность автономных генетических элементов. Автономные генетические элементы и возникновение новых патогенных бактерий.

Лекция  5

Бактериальные вирусы. Современная классификация бактериофагов. Фаги с хвостовыми отростками – порядок Caudovirales. Умеренные и вирулентные бактериофаги. Стратегия развития каудовирусов. Вирусы бактерий и археобактерий. Фаги энтеробактерий и молочнокислых бактерий. Фаготерапия.

Лекция  6

Геномика профагов и островов патогенности. Фаговая лизогенная конверсия. Фаговые токсины. Концепция «моронов». Острова патогенности и система секреции III типа.

Лекция  7

Дефектные бактериофаги и бактериоцины. Роль в межбактериальном антагонизме. Перспективы использования бактериоцинов – типирование бактерий, биоконтроль бактериальных популяций и терапия рака. 

Лекция  8

Геномика плазмид. Плазмидные детерминанты патогенности. Векторы на основе плазмид. Молекулярная генетика плазмид pTi – С58 Agrobacteriumtumifaciens. Трансгенные растения.

Лекция  9

Бактериальные транспозоны, ІS-элементы, интегроны и генетические кассеты. Формирование множественной антибиотикорезистентности у бактерий. Концепция внутригеномных перестроек – геномный инжениринг.

Лекция  10

Экология бактериальных вирусов. Распространение и роль в глобальных обменах вещества. Новые методы в экологии бактериофагов. Мировой океан и вириопланктон.

Лекция 11

Понятие о кластерном анализе. Измерение родства объектов. Проблема адекватности мер родства и характеристики родства организмов.

Лекция 12

Методы кластерного анализа. Алгоритмы прямой классификации. Определение кластеров. Алгоритмы расчета кластерного анализа, применяемые в биологии. Критерии качества классификации.

Лекция 13

Понятие нумерической таксономии. Иерархические алгоритмы. Применение кластерного анализа в нумерической таксономии и филогении.

Практический курс (60 часов)

Лабораторное занятие 1

Фаги порядка Caudovirales. Бактериофаги Escherichiacoli: Т7 (семейство Podoviridae), лямбда (Syphoviridae), Р1 и Т4 (Myoviridae). Классификация. Морфотипы, организация вирионов. Вирионная ДНК.

  1. Титрование фагов. Фаговые бляшки (плаки), их связь с морфотипом, размером вирионов и природой вирусов.
  2. Препаративное получение фаговых частиц. Метод слитного лизиса чувствительной культуры Концентрирование фаговых частиц методом ПЭГ-преципитации (процедура Ямамото).
  3. Выделение вирионной ДНК. Правила работы с ДНК.
  4. Рестрикционный анализ. Идентификация бактериальных вирусов по рестрикционным паттернами их геномов.

Лабораторное занятие 2

Молекулярная генетика умеренного колифага Р1. Общая и специализированная Р1-трансдукция генетических маркеров. Плазмидный профаг. Фаговая система рестрикции-модификации ЕсоР.

  1. Температурная индукция лизогена E. coli С600 [P1::Tn9 (Cmсts 100)].
  2. Получение и тестирование Р1-лизогенов.
  3. Плазмидные профили лизогенов.
  4. Ограничение продуктивного развития бактериофага лямбда в клетках   E. coli (Р1) за счет R/М системы ЕсоР1.
  5. Лизогенизация фагом P1::Tn9 клеток Erwiniacarotovora.
  6. Инкорпорация транспозона Tn9 в криптическую плазмиду рСА25 E.carotovora.

Лабораторное занятие 3

Плазмидные профили бактерий. Форма и размер внехромосомных кольцевых ДНК.

  1. Особенности выделения плазмид у грамотрицательных бактерий из природных экологических ниш. Щелочной метод Kado и Liu.
  2. Изоляция плазмидного профага Р1 и плазмид энтеробактерий F, RP4, pCA25, рСА25::Tn9. Электрофоретическое разделение плазмидной ДНК. Зависимость электрофоретической подвижности ДНК от ее размера.

Лабораторное занятие 4

Трансконъюгация и трансформация. Создание условий для горизонтального перенесения плазмид в бактериальные клетки. Мобильность плазмид. Плазмидные векторы.

  1. Трансконъюгативные плазмиды. Перенесение плазмиды R68.45 из       E. coliв E.carotovora. Селекция реципиента и контрселекция донора. Частота трансконъюгации.
  2. Получение кальций-компетентных клеток. Получение плазмидной ДНК.

Трансформация E. coli DH и JM109 голубыми плазмидами pUC 18 и pBluescript. Частота трансформации.

  1. Плазмидные профили трансконъюгантов и трансформантов.

Лабораторное занятие 5

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – синтез определенного фрагмента ДНК invitro. Разновидности ПЦР. ПЦР-диагностика бактериального рака винограда:  выявление последовательностей Ті-плазмиды патогенных штаммов Agrobacteriumtumefaciens и Agrobacteriumvitis. Метод “био-ПЛР” в диагностике болезней растений. Правила работы в ПЦР-лаборатории

  1. Выделение плазмидной ДНК методом теплового лизиса бактериальных клеток. Реакционные смеси для проведения ПЦР.
  2. Амплификация последовательностей Ті-плазмиды штаммов Agrobacteriumtumefaciens и Agrobacteriumvitis.
  3. Электрофорез продуктов ПЦР.

Лабораторное занятие 6

Применение кластерного анализа при построении родственных связей. Построение филограмм при помощи компьютерных программ.

  • Множественное выравнивание как предварительный этап при анализе родственных связей.
  • Ознакомление с основными пакетами программ, используемыми  в  филогении (программы on-line).
  • Ознакомление с программой по анализу первичной последовательности  и построении на ее основе филограмм (пакет MatLab).

Составитель: зав. отделом молекулярной
биологии бактериофагов ИМВ НАНУ,
проф. кафедры микробиологии
и вирусологии ОНУ,
д.б.н. Товкач Ф.И.

Адрес

ул. Дворянская, 2,Одесса, 65082
Тел. приемной (38-048)723-52-54
Тел./факс (38-048)723-35-15
Email: rector@onu.edu.ua

Наши партнеры

Top