The object of research, development or design (in Russian) : Синтетические ДНК-субстраты, содержащие различные модификации оснований ДНК, и очищенная гомогенная ДНК-гликозилаза человека TDG

The object of research, development or design (in Kazakh) : ДНҚ негіздерінің әртүрлі модификацияларын қамтитын синтетикалық ДНК-субстратар, және гомогенді тазартылған рекомбинантты адамның TDG ДНҚ-гликозилазасы

Aim of work (in Russian) : Охарактеризовать на молекулярном уровне механизмы, вовлеченные в аберрантный путь эксцизионной репарации оснований (BER), инициируемый мисматч-специфической тимин-ДНК гликозилазой в условиях in vitro и in vivo, и оценить физиологическую роль аберрантного BER в накоплении индуцированных повреждениями ДНК и спонтанных мутаций в живых клетках.

Aim of work (in Kazakh) : Молекулярлық деңгейде мисматч- спецификалық тимин-ДНҚ гликозилазамен инициацияланған аберрантты негізді эксцизиялық репарациялау (BER) жолына қатысатын механизмдерді in vitro және in vivo сипаттау және аберрантты BER -дің тірі жасушаларда индукцияланған ДНҚ зақымдануының әсерінен және спонтанды мутациялар жинақталуындағы физиологиялық рөлін бағалау

Методы исследования (на русском) : Экспрессия и очистка белков. Восстановление реакций репарации in vitro с использованием набора очищенных ферментов репарации ДНК и радиоактивно меченных синтетических субстратов ДНК, содержащих модификации оснований ДНК. Анализ продуктов реакций репарации традиционным денатурирующим ПААГЭ. Экспонирование гелей на фосфорном экране Fuji FLA-3000, затем сканирование с помощью Fuji FLA-3000 и/или Typhoon FLA 9500. Оценка продуктов реакции с помощью программного обеспечения Image Gauge V4.0.

Методы исследования (на казахском) : Белоктардың экспрессиясы және тазартылуы. Тазартылған ДНҚ репарациялау ферменттерінің және ДНҚ негізі модификациялары бар радиобелгіленген синтетикалық ДНҚ субстраттарының жиынтығын пайдалана отырып, репарация реакцияларын in vitro жағдайда қалпына келтіру. Дәстүрлі денатурациялаушы PAGE көмегімен репарация реакцияларының өнімдерін талдау. Гельдерге Fuji FLA-3000 люминофор экранында экспозициялап, Fuji FLA-3000 және/немесе Typhoon FLA 9500 көмегімен сканерлеу. Image Gauge V4.0 бағдарламалық құралын пайдаланып реакция өнімдерін бағалау.

Obtained results and novelty (in Russian) : При восстановлении аберрантной репарации аддукта dA-AL обнаружили, что при длительной инкубации полноразмерный TDG (TDGfl), но не усеченный каталитический домен TDG (TDGcat), проявляет значительную активность по эксцизии T и C в паре с нормальными A и G соответственно, а не T в паре с dAL-аддуктами. TDG преимущественно нацеливается на регулярные пиримидины в ДНК-дуплексе в контекстах TpG/CpA и CpG/CpG. Временной ход реакции в условиях однократного оборота показывает, что максимальная скорость эксцизии тимина (kobs) TDGfl из дуплекса T-A в 1000 раз ниже, чем из T-G (0,165 мин-1). Кроме того, TDGfl, но не TDGcat, демонстрирует длительную стабильность фермента при 37°С в присутствии эквимолярной концентрации обычного ДНК-дуплекса, что позволяет предположить, что неупорядоченные N- и C-концевые домены TDG могут взаимодействовать с ДНК и стабилизировать общую конформацию белка. Присутствие 5-метилцитозина, но не 5-гидроксиметилцитозина, сильно ингибирует бесполезную репарацию с помощью TDGFL. Здесь мы предположили возможную причастность безызбыточной активности ТДГ к образованию стойких одноцепочечных разрывов в энхансерах в постмитотических клетках нейронов, что может способствовать развитию нейродегенеративных заболеваний. В заключение следует отметить, что в использованных экспериментальных условиях TDG катализирует контекстно-зависимое удаление пиримидиновых остатков в регулярном ДНК-дуплексе, что может приводить к образованию SSB в неметилированных участках хромосомной ДНК.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : dA-AL қосындысының аберрантты репарациясын қалпына келтірген кезде біз ұзақ инкубация кезінде толық ұзындықтағы TDG (TDGfl), бірақ қысқартылған TDG каталитикалық домені (TDGcat) емес, dAL қосындыларымен жұпталған T орнына қалыпты A және G-мен жұптастырылған T және C қатысты эксцизиялық белсенділігін көрсетті. TDG TpG/CpA және CpG/CpG контексттеріндегі ДНҚ дуплексіндегі қалыпты пиримидиндерге артықшылық береді. Бір айналым жағдайында реакцияның уақыт барысы дуплексті Т-А-дан тиминді кесу (кобс) TDGfl максималды жылдамдығы T-G-ден (0,165 мин-1) 1000 есе төмен екенін көрсетеді. Сонымен қатар, TDGfl, бірақ TDGcat емес, әдеттегі ДНҚ дуплексінің эквимолярлы концентрациясы болған кезде 37°C температурада ұзақ мерзімді фермент тұрақтылығын көрсетті, бұл TDG ретсіз N- және C-терминал домендері ДНҚ-мен әрекеттесіп, ақуыздың жалпы конформациясы тұрақтанатынын болжайды. 5-гидроксиметилцитозин емес, 5-метилцитозиннің болуы TDGfl арқылы футильді қалпына келтіруді қатты тежейді. Мұнда біз нейродегенеративті аурулардың дамуына ықпал етуі мүмкін постмитоздық нейрондық жасушалардағы энхансерлерде тұрақты бір тізбекті үзілістердің пайда болуына TDG белсенділігінің ықтимал қатысуын болжадық. Қорытындылай келе, қолданылған тәжірибелік жағдайларда TDG қалыпты ДНҚ дуплексіндегі пиримидин қалдықтарының контекске тәуелді жойылуын катализдейді, бұл хромосомалық ДНҚ-ның метилденбеген аймақтарында SSB түзілуіне әкелуі мүмкін.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проект фундаментального характера направленный на изучение аберрантной пути BER, инициируемый монофункциональной ДНК-гликозилазой TDG человека при сложных повреждениях ДНК in vitro и in vivo.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : In vitro және in vivo жағдайында күрделі ДНҚ зақымдануларының адамның монофункционалды TDG ДНҚ гликозилазасымен иницияцияланатын аберрантты BER жолын зерттеуге бағытталған іргелі жоба.

Level of implementation (in Russian) : Результаты работы могут быть внедрены в учебный процесс и использованы в специальных курсах для студентов старших курсов, магистрантов и PhD докторантов таких как, молекулярная биология, канцерогенез и молекулярные механизмы старения и изменчивости.

Level of implementation (in Kazakh) : Жұмыс нәтижелері оқу процесіне енгізілуі мүмкін және молекулалық биология, канцерогез және қартаю мен өзгергіштіктің молекулалық механизімдері сияқты жоғары курс студенттеріне, магистранттар мен PhD докторанттарына арналған арнайы курстарды оқу кезінде пайдаланылуы мүмкін.

Efficiency (in Russian) : Проект фундаментального характера. Задачи, которые решаются в данном проекте, являются первой попыткой лучшего понимания молекулярного механизма инициированного мисматч-специфической TDG-гликозилазой пути аберрантной эксцизионной репарации сложных повреждений ДНК in vitro и in vivo. Выполнение поставленных задач обеспечит уникальный угол зрения на проблемы механизмов и лечения возрастных заболеваний человека.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба бойынша зерттеулер іргелі сипаттамаларға ие. Осы жобада шешілетін міндеттер in vitro және in vivo жағдайында күрделі ДНҚ зақымдануының мисматч-спецификалық TDG-гликозилазамен басталған аберрантты эксцизиялық репарация жолының молекулалық механизмін жақсырақ түсінудің алғашқы әрекеті болып табылады. Тапсырмаларды орындау адамның жасқа байланысты ауруларының механизмдері мен емдеу мәселелеріне бірегей бұрыштан қарауға мүмкіндік береді.

Field of application (in Russian) : Биохимия и молекулярная биология

Field of application (in Kazakh) : Биохимия және молекулярлық биология