РЕГУЛЯТОРНАЯ ТРАНСКРИПТОМИКА ДЛЯ ОЦЕНКИ ПОТЕНЦИАЛА МОДИФИКАЦИИ ГЕНОМА И ИЗУЧЕНИЯ РЕГЕНЕРАЦИИ В ЖИВОТНОВОДСТВE

В рамках выполнения Проекта в Казанском Федеральном Университете развиваются новые научные направления.

 2021 год

1. Создание бесклеточной системы транскрипции-трансляции на основе генома кур. Данная генетическая технология позволит анализировать взаимосвязь регуляторных элементов генома кур и других животных и птиц.  Был разработан протокол выделения клеточного экстракта эмбрионов кур для создания бесклеточной системы транскрипции-трансляции, была разработана и получена репортерная плазмида.

2. Изучение молекулярных механизмов агрессивности у животных. Исследования проводятся на модели крыс, подвергшихся на протяжении многих поколений селекции по поведению («агрессивные» и «дружелюбные» линии). Животные предоставлены Соисполнителем программы - Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук» (ИЦиГ СО РАН). Были успешно отработаны методы получения тканей гипоталамуса, их фиксация. Полученные образцы были использованы для подготовки транскриптомных библиотек   на уровне индивидуальных клеток. Первичный анализ показал высокое качество полученных данных.

3. Изучение процесса регенерации у рыб и амфибий. Данные работы проводились Соисполнителем Исследовательской программы – Федеральным государственным бюджетным учреждением науки Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук (руководитель исследовательской группы А.Г. Зарайский). С помощью глубокого транскриптомного секвенирования и методов биоинформатики был проведен поиск генов, регулирующих регенерацию у рыб и амфибий, но исчезнувших у высших позвоночных. Был определен пул генов регулируемый генами c-Answer и Ag1 в ходе регенерации хвоста у модельного объекта – головастика шпорцевой лягушки Xenopus laevis. С помощью CRISPR/Cas9-технологии получена модельная линия лягушек X. laevis с нокаутированным геном c-Answer. Полученные результаты были опубликованы [ Developmental Cell. Volume 57, Issue 1, 10 January 2022 ].

4. Исследование феномена регенерации у иглистых мышей Acomys cahirinus. Для этого была создана единственная в Европе колония животных в виварии. Отработан протокол стандартизации нанесения ран и забора биоматериала для анализа. Получены транскриптомные данные на уровне индивидуальных клеток/ядер различных тканей иглистых мышей.

5. В ходе работ по созданию новой цифровой платформы, были  адаптированы протоколы CAGE-seq и биоинформатической обработки данных, что позволило получить стандартный протокол анализа данных генетической экспрессии в тканях и эмбрионах кур. Полученные данные были загружены в базу данных GTRD. Данные работы проводились Соисполнителем Исследовательской программы Автономной некоммерческой образовательной организацией высшего образования «Научно-технологический университет «Сириус» (руководитель исследовательской группы Ф. А. Колпаков).

6. Проведены работы по созданию гибридов куриц двух пород (русская белая и белый корниш), проведён их фенотипический анализ. Получена база данных с результатами морфологического анализа, генотипирования и геномного секвенирования кур.

Для развития образовательных проектов в научном центре проведена подготовка для открытия в 2022/2023 учебном году магистерской программы «Генетические технологии».

Проект выполняется при финансовой поддержке Российской Федерации в лице Министерства науки и высшего образования (Соглашение № 075–15-2021-1344 от 04.10.2021).