Анотація до роботи:

Топчій Н.М. Фрагментація і метилування ДНК листків цукрового буряка (Beta vulgaris L.) при запрограмованій загибелі клітин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.15 – генетика. – Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, Київ, 2002.

До захисту подається дисертація, яка присвячена дослідженню молекулярно-генетичних особливостей фрагментації і метилування ДНК при запрограмованій загибелі клітин (ЗЗК) мезофілу листків вищих рослин

Досліджено закономірності деградації сумарної та ядерної ДНК. Представлені результати вказують на поступову фрагментацію сумарної та ядерної ДНК, характер перебігу якої відрізняється від апоптозу, для якого притаманна деградація за міжнуклеосомними спейсерами ДНК, що є кратними ~180 парам нуклеотидів. Експериментально обґрунтовано, що фрагментація ДНК супроводжується конформаційними змінами структури ДНК, які пов’язані з дестабілізацією її подвійної спіралі. Показано зменшення кількості ядер клітин мезофілу листків B. vulgaris під час старіння.

Виявлено, що в вегетативних органах цукрового буряка відбувається варіабельне метилування в сайт-специфічних послідовностях ДНК. Передбачається, що ця ензиматична модифікація бере участь в генетичній регуляції процесів морфогенезу вегетативних органів Beta vulgaris L.

Встановлено, що протягом запрограмованої загибелі клітин мезофілу листків цукрового буряка змінюється характер метилування цитозину в сайт-специфічних послідовностях ДНК. При цьому здійснюється гіпо-, гіперметилування або підтримка незмінного рівня метилування залишків цитозину в специфічних паліндромних послідовностях ДНК.

Подані результати свідчать на користь гіпотезі про диференційні шляхи запрограмованої загибелі клітин.

1. Під час запрограмованої загибелі клітин листків Beta vulgaris L. сорту Білоцерківський однонасінний-45 здійснюється поступова деградація сумарної та ядерної ДНК, яка протікає у формі, що відрізняється від апоптозу, для котрого характерна деградація ДНК з утворенням олігонуклеосомних фрагментів, а також відбуваються конформаційні зміни сумарної ДНК, пов’язані з порушеннями її подвійної спіралі. Одержані дані свідчать на користь концепції про диференційні шляхи ЗЗК рослин.

2. Виявлено, що по мірі старіння клітин мезофілу листків цукрового буряка зменшується загальна кількість ядер на грам рослинної тканини, яка при їх повному пожовтінні змінюється в 1,5 рази. Даний процес супроводжується деградацією ядерної ДНК з утворенням безперервного спектру фрагментів.

3. Встановлено, що під час поступової деградації сумарної ДНК листків Beta vulgaris L. протягом запрограмованої загибелі клітин спостерігається збільшення кількості її денатурованих фрагментів.

4. Визначено, що в вегетативних органах цукрового буряка здійснюється диференційне метилування залишків цитозину в сайт-специфічних послідовностях ДНК. Передбачається участь ензиматичної модифікації залишків цитозину в генетичній регуляції процесу морфогенезу вегетативних органів Beta vulgaris L.

5. Вперше виявлені зміни в рівні метилування сайт-специфічних послідовностей ДНК клітин мезофілу листків цукрового буряка під час запрограмованої загибелі. Спостерігається гіпо- та гіперметилування, а також підтримуюче метилування ДНК. Отримані дані свідчать про те, що ензиматична модифікація залишків цитозину у складі ДНК є одним із можливих механізмів ЗЗК рослин.

Публікації автора:

1. Тищенко Е.Н., Топчий Н.Н. Вариабельность метилирования ДНК проростков сахарной свёклы (Beta vulgaris L.) // Доповіді НАНУ. – 2000. - № 6. – С.184-187.

2. Тищенко Е.Н., Топчий Н.Н. Сайт-специфичность метилирования ДНК при старении листа сахарной свёклы // Физиология и биохимия культурных растений. – 2001. – Т. 33, № 2. – С. 170-175.

3. Тищенко Е.Н., Топчий Н.Н. Вариабельность метелирования ДНК в морфогенезе сахарной свёклы // Укр. біохім. журн. – 2001. – Т. 73, № 2. – С. 91-96.

4. Тищенко О.М., Топчій Н.М., Демідов С.В. Фрагментація ДНК при старінні листків цукрового буряка (Beta vulgaris L.) // Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. – 2001. – Випуск 33. – С. 22-25.

5. Топчій Н.М. Деградація ДНК у процесі старіння листків цукрового буряка (Beta vulgaris L.) // Укр. біохім. журн. – 2001. – Т. 73, № 3. – С. 116-120.

6. Тищенко О.М., Топчій Н.М., Єфіменко О.М. Варіабельність метилування ДНК і транскрипція мРНК паростків Heliantus annuus L. і Beta vulgaris L.// Генетика і селекція в Україні на межі тисячоліть. – 2001. – Т.1. – С. 398 – 402.

7. Тищенко Е.Н., Топчий Н.Н. Дифференциальное метилирование ДНК подсолнечника и сахарной свёклы // Материалы Междунар. конф. «Регуляция роста, развития и продуктивности растений»- Минск (Бєларусь).- 1999. – С. 110-111.

8. Tischenko E., Topchiy N. Leaf senescence: site-specificity of DNA methylation // 12^th Congress of the Federation of European Societies of Plant Physiology. – Budapest (Hungary).- 2000. – P. S60.

9. Topchiy N. The features of the sugar-beet (Beta vulgarisL.) total DNA during germination // Сonf. on Genet. and Molec. Biology for students and young scientists devoted to 100^th anniversary of genetics.- Lviv.(Ukraine).– 2000. – P. PG02.

10. Топчій Н. М. Фізико-хімічні властивості ДНК у процесі старіння листків цукрового буряка (Beta vulgaris L.) // Міжгалузева конференція молодих учених-2000 / Укр. біохім. журн. – 2000. – Т. 72, № 6. – С.128.