Российские учёные разработают рекомендации по генетическому улучшению тихоокеанской устрицы

Российский научный фонд выделил Грант на реализацию предложенной учёными ФИЦ ИнБЮМ* заявки на исследования популяционно-генетической структуры тихоокеанской устрицы Crassostrea gigas и разработку методов прогнозирования, которые позволят получать более высокие и стабильные урожаи коммерчески значимого двустворчатого моллюска.

Тихоокеанская устрица Crassostrea gigas является важной частью мировой марикультуры. Несмотря на то, что биотехника разведения этого моллюска хорошо развита и обеспечивает высокую урожайность, на сегодняшний день остаётся актуальным его генетическое улучшение, направленное на увеличение продукционных характеристик, в первую очередь, темпа роста и выживаемости, особенно на ранних стадиях развития.

Исследование популяционно-генетической структуры C. gigas и разработка методов прогнозирования, которыми занимаются в рамках Гранта РНФ учёные Отдела физиологии животных и биохимии ФИЦ ИнБЮМ, позволят получать более высокие и стабильные урожаи морепродуктов.

«В вопросах селекции и долговременных перспектив культивирования важным аспектом является исследование механизмов нестабильности генома тихоокеанской устрицы C. gigas, в том числе увеличения числа копий генов и спонтанного мутагенеза, а также их связи с возникновением патологий и адаптации. Изучение мобильных генетических элементов (МГЭ) позволит лучше понять их роль в генетической изменчивости Crassostrea gigas и оценить их влияние на приспособляемость и продолжительность жизни. Это, в свою очередь, открывает перспективы применить полученные данные для повышения урожайности, эффективности разведения и селекции», - отмечает руководитель Гранта, ведущий научный сотрудник отдела физиологии животных и биохимии ФИЦ ИнБЮМ, к.б.н. Михаил Пузаков.

Мобильные генетические элементы (МГЭ) – это последовательности ДНК, способные интегрироваться в новые участки генома хозяина. На сегодняшний день известно большое количество стрессовых факторов, воздействие которых вызывает перемещения МГЭ. Их активность может приводить к изменениям в первичной структуре геномных последовательностей, модифицируя тем самым генотип клетки, закономерным следствием которого является увеличение спектра генетического разнообразия. Предполагается, что МГЭ играют существенную роль в адаптации организмов к окружающей среде и эволюции генома.

Двустворчатый моллюск Crassostrea gigas обычно населяет мелководные приливные зоны, подверженные физическим, химическим и биологическим факторам стресса, которые способны вызывать транспозиционную активность МГЭ. Изучение МГЭ позволит прогнозировать поведение популяции тихоокеанской устрицы в определенных условиях, что и будет способствовать получению более высоких и стабильных урожаев.

«Мобильные элементы эукариот делят на два класса: ретротранспозоны и ДНК-транспозоны. Одной из наиболее распространенных групп ДНК-транспозонов является инфракласс IS630/Tc1/mariner (ITm), представители которого присутствуют практически у всех многоклеточных организмов. В рамках проекта мы планируем получить масштабные данные о влиянии факторов различного генеза на активизацию гена ITm-транспозонов. Активность этого гена может свидетельствовать о возможном перемещении ITm-транспозонов, которые способны привести к генетической нестабильности. Выявив функциональные ДНК-транспозоны и определив факторы, вызывающие их перемещения, мы можем в перспективе получить уникальный инструмент, позволяющий вызывать индуцированную мутабильность, тем самым увеличивая спектр генетического разнообразия промыслового вида и повышая шансы получить полезные признаки для последующей селекции. Данный подход может стать хорошей альтернативой дорогостоящим методам генной модификации», - объясняет кандидат биологических наук Михаил Пузаков.

Еще одна цель исследования специалистов Института биологии южных морей в рамках Гранта - изучение существующего генетического разнообразия.

Учёные ФИЦ ИнБЮМ впервые проведут сравнительный анализ представленности тихоокеанской устрицы, её структурного разнообразия и эволюционной динамики ITm-транспозонов множества различных особей, а также получат уникальные данные, которые позволят лучше понять природу взаимодействия ITm-транспозонов с геномом C. gigas.

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ:

* ФИЦ ИнБЮМ - Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского Российской Академии Наук"

- Тема Гранта РНФ: «ДНК-транспозоны IS630/Tc1/mariner тихоокеанских устриц Crassostrea gigas: вклад в генетическую нестабильность и влияние на генетическое разнообразие» (№23-26-00154);

- Проект в течение 2023-2024 гг. будет выполнять коллектив из 4 участников отдела физиологии животных и биохимии ФИЦ ИнБЮМ: руководитель - вед.н.с., к.б.н. Пузаков М.В., исполнители - с.н.с., к.б.н. Пузакова Л.В., и.о. м.н.с. Улупова Ю.Н., и.о. м.н.с. Кохан А.С.