Детальная информация

Тема выпускной квалификационной работы: «Моделирование динамикитранспозонов в геноме».Транспозоны - мобильные генетические элементы, способные к репродукциивнутри генома и перемещению внутри него. Повышенная активность транспозоновможет наблюдаться при различных болезнях, в том числе при раке. Цель работысостояла в изучении особенностей взаимодействии между автономными (L1) инеавтономными (Alu) транспозонами в геноме. Автономные транспозоны самикодируют необходимые для своей репликации ферменты. Неавтономные же транс­позоны паразитируют на автономных, используя для своей репликации продуктыих экспрессии. В работе были разработаны и исследованы две модели динамикитранспозонов в геноме. Первая модель описывает их динамику с учётом псевдо­генов внутри одной клетки. Псведогены - это генетические элементы, которыемогут появляться в геноме в результате обратной транскрипции мРНК некоторыхгенов и реплицироваться благодаря тому-же механизму. Для начальной вставки,а так же для последующей репликации в геноме псевдогены могут так же, какнеавтономные транспозоны, использовать продукты экспрессии L1. Помимо этого,псевдогены также конкурируют с транспозонами за клеточные ресурсы (рибосомы).В рамках исследования этой модели показано, что двойная роль псевдогенов приусилении конкуренции с ними приводит к динамике, качественно отличающейсяот той, которая наблюдается при усилении конкуренции с остальными генами.Вторая модель описывает динамику автономных и неавтономных транспозонов впопуляции клеток. В ней учитывается мутагенное влияние транспозонов и есте­ственный отбор в популяции. В рамках популяционной модели показано, что привзаимодействии двух рассматриваемых типов транспозонов появляются колебаниячисла их копий, а также колебания размера популяции. Было обнаружено различиево влиянии параметров определяющих негативное влияние автономных и неав­тономных транспозонов на период колебаний. Полученные модели могут бытьиспользованы для понимания механизмов репликации транспозонов в популяцияхклеток с высокой скоростью транспозиции (например, в раковых клетках), с учётомих взаимодействии с другими клеточными агентами.

The subject of the graduate qualification work is «Modelling of the dynamics oftransposons in the genome».Transposons are mobile genetic elements that can reproduce and relocate withinhost genome. Increased activity in their transposition may be observed in variousdeceases, including cancer. This work aimed to study the interaction between anautonomous (L1) and a non-autonomous (Alu) transposons. Autonomous transposonsencode the enzymes that are required for their replication. Non-autonomous transposonsuse expression products of autonomous transposons for reproduction. In the present worktwo transposon dynamics models were developed and studied. The first one describesthe dynamics within one cell taking pseudogenes into account. Pseudogenes are geneticelements that may appear in the genome as a result of reverse-transription of mRNA.Some of them are also able to replicate using the same mechanism. For the initialinsertion and for the replication pseudogenes may, just like non-autonomous transposons,use expression products of L1. Besides that, pseudogenes also compete with transposonsfor cellular resources (ribosomes). This study showed that the double role of pseudogenesin case of increased competition leads to a dynamics that is substantially different fromwhat may be observed in case of increased competition with the rest of the genes. Thesecond model describes the dynamics of autonomous and non-autonomous transposonsin a population of cells. It takes into account natural selection and the mutagenic influenceof transposons. Within the framework of the population model it was shown that theinteration between the two types of transposons leads to fluctuations in number of theircopies and in the population size. A difference was found in the influence of parametersthat determine the negative impact of autonomous and non-autonomous transposons onthe oscillation period. The resulting models can be used to understand the mechanismsof transposon replication in populations of cells with a high transposition rate (forexample, in cancer cells), taking into account their interaction with other cellular agents.