Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
Скачать 1.18 Mb.
|
2.2.1 Способы культивирования………………………………………………………………..212.2.2. Питательные среды…………………………………………………………………………..22 2.2.3. Определение показателей роста и свечения мицелия грибов…………………………….22. 2.3 Молекулярная идентификация культуры светящихся грибов…………………………......23 2.4 Метод атомной абсорбции…………………………………………………………………....24 2.5 Регистрация свечения мицелия грибов……………………………………………………....25 2.6 Влияние модельных токсикантов на биолюминесценцию грибов…………………………25 РАЗДЕЛ 3 ИЗУЧЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КЛЕТОЧНОГО МЕХАНИЗМА БИОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ГРИБОВ………………………………………………….…...27 3.1 Разработка оптимальной среды для поддержания стабильного и длительного излучения грибных систем…………………………………………………………………………………….27
3.1.2 Уточнение таксономического положения культуры Omphalotus af. Illudent……………..29 3.1.3. Содержание основных компонентов в древесине гевеи и зольных элементов базидиом гриба N. nambi………………………………………………………………………….313.1.4. Подбор компонентов питательной среды для выращивания гриба N. nambi……………..33 3.1.5. Влияние добавок Fe, Cu и Mn на рост гриба N. nambi ……………………………………..35 3.1.6. Рост гриба N. nambi на различных сахарах………………………………………………..37 3.1.7. Рост и биолюминесценция гриба N. nambi на богатых органических средах…………..39 3.1.8. Рост и биолюминесценция гриба N. nambi на различных природных лигноцеллюлозных субстратах……………………………………………………………………………………………40 3.2. Исследование условия выделения компонентов грибной биолюминесцентной системы из мицелия и плодовых тел............................................................................………………………...45 3.2.1. Приготовление образцов…………………………………………………………………….45 3.2.2. Экспериментальная оценка возможности выделения компонентов биолюминесцентной системы гриба N. nambi……………………………………………………………………………..45 3.3. Изучение клеточной организации биолюминесцентной системы грибов..…….…...47 3.3.1. Морфология светящихся грибов Armellaria borealis……………………………………….47 3.3.2. Морфология светящихся грибов Neonothopanus nambi…………………………………….48 3.3.3. Микроморфология светящихся грибов Neonothopanus nambi…………………………......50 3.3.4. Биохимический состав биомассы светящихся грибов Neonothopanus nambi…………… 53 3.3.5. Поиск субстрата биолюминесцентной реакции…………………………………………….58 3.3.6. Состав питательных сред, используемых для выращивания культуры гриба N. nambi….60 3.4. Изучение биофизических параметров грибной биолюминесценции……………………..61 3.4.1. Характеристика биолюминесценции гриба N. nambi……………………………………….61 3.4.2. Спектр биолюминесценции гриба N. nambi………………………………………………….62
в биолюминесцентном анализе…………………………………………………………………….63 РАЗДЕЛ 4 НАУЧНО-ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС……………………………..69 Раздел 5. Достижение Программных индикаторов. Комментарии…………………………..70 Заключение……………………………………………………………………………………79 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………...83 ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ Исследование биолюминесценции грибов преследует двоякую цель:
В отличие от биолюминесцентных систем бактерий и многих видов животных (одноклеточных – жгутиковые, кишечнополостных, (включая полипы, медузы, грибневики), ракообразных, моллюсков и рыб, которые удалось расшифровать за последние десятилетия, светоизлучающая система грибов остается нераспознанной. Дискутируется два альтернативных представления: что свечение грибов обеспечено классической фермент-субстратной системой люцифераза-люциферин и в противоположность ему, что свечение грибов в отличие от всех ранее описанных видов биолюминесценции бактерий и животных вызывается окислением органических субстратов без участия специализированного фермента. наличие фунгальной люциферазы подвергается сомнению или вообще отрицается. Поскольку грибы представляют собой третье царство живой природы, эволюционно удаленное от двух остальных – растений и животных, познание механизма их люминесценции представляет фундаментальный интерес. Биохимия грибов весьма своеобразна и это дает основание ожидать, что их биолюминесцентная система может оказаться принципиально иной, нежели уже описанные биолюминесцентные системы бактерий и животных. В этом фундаментальный интерес изучения грибной биолюминесценции. Но это же обстоятельство определяет и практический интерес биолюминесценции грибов. В последние десятилетия получило интенсивное развитие новое направление в аналитике – создание биолюминесцентных тестов для использования в биологии и медицине, биотехнологии и экологическом контроле такие тесты создаются на уровне геномов, ферментов, клеток и целых организмов. Их разработка и предложение потребителям стало предметом конкуренции. Каждая вновь открытая или генносконструированная биолюминесцентная тест-система становится предметом патентования и дорого стоит. конкурентная погоня за новыми тест-системами, в которой участвуют многие компании, прежде всего фармакологические и биотехнологические весьма остра. Поэтому перспективен поиск новых биолюминесцентных систем для практического использования. Светящиеся грибы в этом отношении заслуживают особого внимания, прежде всего потому, что в силу удаленности этого таксона от других форм жизни можно ожидать, что и их светоизлучающая система окажется весьма своеобразной. Открыто к настоящему времени уже более 80 видов светящихся грибов, относящихся к разным таксонам высших грибов. Ярких отличий в их свечении пока не выявлено, но поскольку эта способность представлена среди видов грибов мозаично, можно ожидать, что видовые различия существуют и будут открываться по мере описания генов и ферментов, обеспечивающих эту функцию у грибов. Каждый вновь описанный в этом отношении вид может быть предметом патентования. Еще две особенности свечения грибов привлекательны для решения на их основе весьма актуальной в настоящее время задачи – создания т.н. «ждущих» аларм-тестов для оперативного обнаружения токсичности, появляющейся в водной и воздушной среде, в закрытых помещениях, в особенности. Преимуществом грибных биолюминесцентных систем в этом отношении является длительность их свечения и возможность экспозиции тест-системы в воздушной среде. На этапе работы по проекту, результаты которого представляются в настоящем отчете, ставились задачи: 1). введение в биотехнологическую культуру ряда видов светящихся грибов из дикой природы и из коллекций с целью выбора наиболее удобных для работы штаммов, выбор штаммов для дальнейшей детальной работы (не более 2-3); 2). описание классическими – культуральными и морфологическими методами - избранного штамма гриба и его точное таксономическое определение генетическими методами. разработка рецепта питательной среды для получения препаративных количеств биомассы светящихся грибов. 3). изучение биохимического состава биомассы мицелия и плодовых тел избранного вида, изучение биофизических параметров свечения избранного вида, кинетики излучения и его спектра. подготовка создания аларм-теста на основе биолюминесцентной системы грибов. 4). разработка и подбор субстрата и питательной среды для обеспечения длительного (неделями и в пределе месяцами) роста грибной культуры, используемой в качестве тест-объекта в «ждущих» системах. Как видно из нижеследующего изложения по всем этим направлениям за отчетный этап получены существенные результаты, обеспечивающие дальнейшее развитие работы. Стартовой кадровой основой для организации работ по проекту является коллектив сотрудников СФУ и Института биофизики СО РАН, который сформировался в 1999 году после получения гранта русско-американской программы CRDF и Минобразования РФ «Фундаментальные исследования и высшее образование» и создания научно-образовательного центра (НОЦ) «Енисей». Образовательные идеи и научные достижения НОЦ «Енисей» послужили основой инновационной образовательной программы в рамках проекта «Разработка современной системы подготовки отечественных профессионалов для проведения коммерчески ориентированных научных исследований в области физико-химической, молекулярной и клеточной технологий», реализуемой в Институте фундаментальной биологии и биотехнологии (ИФБиБТ) СФУ. Предлагаемые в проекте исследования являются естественным продолжением исследований, проводимых в НОЦ «Енисей» в предыдущие годы. На основе этих научных исследований разрабатывается современная система подготовки отечественных профессионалов для проведения коммерчески ориентированных научных исследований в области физико-химической, молекулярной и клеточной технологий. План НИР второго этапа 2010 года работы над проектом включал следующие основные задачи: 1. Разработка оптимальной среды для поддержания длительного стабильного излучения грибных систем. 2. Исследование условия выделения компонентов грибной биолюминесцентной системы из мицелия и плодовых тел. 3. Изучение клеточной организации биолюминесцентной системы грибов. 4 Изучение биофизических параметров грибной биолюминесценции Другой целью настоящего проекта являлось вовлечение молодежи в научную деятельность. Реализация этой цели осуществлялась путем привлечения студентов и аспирантов к выполнению работ, связанных с темой проекта, в лаборатории нанобиотехнологии и биолюминесценции Института биофизики. |
Похожие:
 | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
 | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... В рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Санкт-петербургский государственный электротехнический университет «лэти» им. В. И. Ульянова (ленина) | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования |
| Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования | | Отчет о научно-исследовательской работе в рамках федеральной целевой... «Разработка новых методов индивидуальной коррекции сводно-радикального статуса при бактериальных инфекциях» |
