Тема выпускной квалификационной работы «Влияние мутации H828Q CUA-1 на чувствительность нематод C. elegans к ионам меди» Медь (Cu) – жизненно важный микроэлемент, являющийся структурным и каталитическим кофактором многих ферментов. Кроме того, ионы Cu напрямую участвуют в сигналлинге. В то же время свободные ионы Cu провоцируют окислительный стресс. Транспортная система меди (ТСМ) решает задачу поддержания безопасного уровня Cu в организме. Болезнь Вильсона (БВ), как и ряд других заболеваний человека, связана с нарушениями в ТСМ. БВ характеризуется накоплением Cu в печени и мозге, приводящим к циррозу и нейродегенерации. В европейской популяции наиболее частой причиной БВ является мутация H1069Q в белке АТР7В, встраивающем ионы Cu в церулоплазмин и экскрецирующем излишки Cu в желчь. В данной работе в качестве возможной модели БВ изучали нематоду C. elegans, с мутацией H828Q в белке CUA-1. Известно, что белок CUA-1 гомологичен ATP7B, а остаток Н828 в нём – функциональный аналог H1069. Цель работы - характеристика фенотипа C. elegans H828Q. В работе нематод культивировали в средах с различными концентрациями Cu (0, 25, 50, 100 мкМ). Показано, что при базовых концентрациях Cu, фенотип штамма H828Q не отличается от дикого. При повышении концентрации Cu в среде у H828Q замедляется скорость развития личинок, снижаются продолжительность жизни, подвижность и объём яйцекладки. При многих рассмотренных концентрациях Cu, мутантный штамм накапливал Cu больше, чем дикий. Таким образом, исследованные нематоды демонстрируют фенотип БВ, выражающийся в повышенной аккумуляции Cu и сниженных физиологических параметрах в условиях её избытка.

The subject of the graduate qualification work is “Influence of the H828Q CUA-1 mutation on the sensitivity of C. elegans nematodes to copper ions treatment”. Copper (Cu) is a vital trace element that is a structural and catalytic cofactor of many enzymes. In addition, Cu is involved in a number of important metabolic processes. However, free Cu ions can induce an oxidative stress. The copper transport system (CTS) solves the problem of maintaining a safe level of Cu in the body. Wilson's disease (WD), as well as number of other human diseases, is associated with disorders in CTS. It is characterized by the accumulation of toxic Cu in the liver and brain, which leads to cirrhosis and neurodegeneration. In European population, WD is most often caused by a H1069Q mutation in the ATP7B protein, which inserts Cu in ceruloplasmin and excretes Cu excess ions into bile. In this work, C. elegans nematode with H828Q mutation in CUA-1 was studied as a possible model of WD. It is well known that CUA-1 protein is homologous to ATP7B, and the H828 residue in it, is a functional analogue of H1069. Characterization of the C. elegans H828Q phenotype was the aim of this work. Nematodes were cultured in media with different concentrations of Cu (0, 25, 50, 100 μM/L). It was shown that at basal concentrations of Cu, the H828Q phenotype does not differ from the wild. While an increase of Cu concentration in the medium led to H828Q larvae development rate of, life span, mobility, and egg laying volume decrease. At most considered concentrations of Cu, the mutant strain accumulated more Cu than the wild. Thus, the studied nematodes demonstrate the WD phenotype, which is expressed in increased Cu accumulation and reduced physiological parameters under conditions of Cu excess.

• Оглавление
• Введение
• ГЛАВА 1. Обзор литературы
  • 1.1. Физические и химические свойства меди
  • 1.2. Биологическая роль меди
    • 1.2.1. Участие меди в сигналинге
  • 1.3. Транспортная система меди
  • 1.4. АТР7В – АТФаза
  • 1.5. Болезни, связанные с нарушениями метаболизма меди
  • 1.6. Модель исследований – нематоды C. elegans
  • 1.7. CUA-1 – гомолог АТР7В
• ГЛАВА 2. Материалы и методы
  • 2.1. Оборудование
  • 2.2. Материалы
  • 2.3. Экспериментальные методы
    • 2.3.1. Приготовление чашек с NGM агаром
    • 2.3.2. Культивирование нематод C. elegans
    • 2.3.3. Метод синхронизации развития нематод
    • 2.3.4. Измерение продолжительности жизни
    • 2.3.5. Определение количества яиц в яйцекладке
    • 2.3.6. Тестирование подвижности
    • 2.3.7. Измерение аккумулированного количества меди
    • 2.3.8. Анализ скорости развития нематод
    • 2.3.9. Заморозка и разморозка нематод
    • 2.4. Статистическая обработка данных
• ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение
  • 3.1. Измерение продолжительности жизни
  • 3.2. Определение количества яиц в яйцекладке
  • 3.3. Тестирование подвижности
  • 3.4. Анализ скорости развития
  • 3.5. Измерение аккумулированного количества меди
• Заключение
• Список источников литературы