name: Регулон фактора транскрипции GLNR в клетках LENTILACTOBACILLUS HILGARDII и механизм регуляции его ДНК-связывающей активности
keyword_list: РЕГУЛЯЦИЯ АЗОТНОГО ОБМЕНА ФАКТОРЫ ТРАНСКРИПЦИИ ЛАКТОБАЦИЛЛЫ
abstract: Объектом исследования служили бактерии семейства Lactobacillaceae – Lentilactobacillus hilgardii. Целью работы явилось идентифицировать регулон фактора транскрипции GlnR в клетках Lentilactobacillus hilgardii, и установить механизм контроля ДНК-связывающей активности данного белка. Экспериментальное решение поставленных задач диссертационной работы осуществлено с привлечением современных молекулярно-генетических, биохимических, физико-химических, микробиологических и биоинформатических методов. Секвенирование генома L. hilgardii проведено на платформах Illumina MiSeq и Oxford Nanopore MinION. Очистку рекомбинантных белков GlnR и PotN проводили с помощью аффинной хроматографии на Ni-NTA и стреп-тактин сефарозе. Взаимодействие белков GlnR-PotN оценивали с помощью метода поверхностного плазмонного резонанса и эксклюзионной хроматографии и микромасштабного термофореза. Взаимодействие белка GlnR с промоторами генов-мишеней исследовали методом задержки в геле. Взаимодействие белка GlnR с сигнальными молекулами оценивали с помощью изотермальной титрующей калориметрии. Активность β-галактозидазы оценивали по расщеплению ортонитрофенил-β-D-галактопиранозида. Уровень транскрипции оценивали методом количественной ПЦР c обратной транскрипцией в реальном времени одношаговым методом. Поиск потенциальных генов-мишеней для GlnR в геноме L. hilgardii был произведен с помощью геномного браузера. Впервые показано, что in vitro фактор транскрипции GlnR L. hilgardii находится в состоянии мономера. В работе впервые секвенирован и аннотирован геном L. hilgardii (номер доступа Генбанка CP050262.1), идентифицированы 13 генов, транскрипция которых потенциально подвержена регуляции со стороны GlnR. GlnR способен связывать все промоторы потенциального GlnR-регулона, но с разной эффективностью. Впервые показано, что белок PotN снижает ДНК связывающую активность GlnR. При этом АТФ-насыщенная форма PotN характеризуется повышенным сродством к GlnR и подавляет связывание GlnR с ДНК. Напротив, АДФ-насыщенная форма PotN обладает меньшим сродством к GlnR и способствует более стабильному связыванию GlnR с ДНК. В работе впервые установлен механизм контроля ДНК-связывающей активности фактора транскрипции GlnR в клетках L. hilgardii, который заключается в ассоциации-диссоциации комплекса PotN-GlnR и переассоциации GlnR от PotN с ДНК в зависимости от энергетического статуса клетки, определяемого соотношением концентраций АТФ и АДФ. Полученные результаты вносят вклад в блок фундаментальных знаний о механизмах регуляции экспрессии генов в клетках бактерий: расширяют представления о способах регуляции ДНК-связывающей активности факторов транскрипции в клетках микроорганизмов. Понимание механизмов реализации генетической информации открывает возможности контроля и направленной модификации метаболизма микробной клетки, что актуально при решении задач биотехнологии, где широкое использование получили лактобациллы.
chairman_dissertation_council.name: Альберт
chairman_dissertation_council.surname: Ризванов
chairman_dissertation_council.patronymic: Анатольевич
chairman_dissertation_council.position: Председатель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор биологических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: H-4486-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6507161167
chairman_dissertation_council.rinc_id: 504414
chairman_dissertation_council.orcid: 0000-0002-9427-5739
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Дмитрий
organization_supervisor.surname: Таюрский
organization_supervisor.patronymic: Альбертович
organization_supervisor.position: Проректор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 34.15.23
rubrics.name: Молекулярная генетика
oecds.code: 01.06.CQ
oecds.name: BIOCHEMISTRY & MOLECULAR BIOLOGY
oecds.code: 01.06.QU
oecds.name: MICROBIOLOGY
speciality_codes.name: Генетика
speciality_codes.code: 03.02.07
supervisors.fio: Каюмов А. Р.
supervisors.scientific_degree: Доктор биологических наук
supervisors.speciality_code: Микробиология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Ткаченко А. Г.
opponents.scientific_degree: Доктор медицинских наук
opponents.speciality_code: Биохимия
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Ермилова Е. В.
opponents.scientific_degree: Доктор биологических наук
opponents.speciality_code: Микробиология
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
protection_organization.ogrn: 1021602841391
protection_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
protection_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: ФГАОУ ВО "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ", ФГАОУ ВО КФУ, КФУ, КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ"
author_organization.ogrn: 1021602841391
author_organization.supervisor_name: ИЛЬШАТ
author_organization.supervisor_surname: ГАФУРОВ
author_organization.supervisor_patronymic: РАФКАТОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения