ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЗАЯВКА НА КОНКУРС «УМНИК»,

ПРОВОДИМОЙ В РАМКАХ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

«ИННОВАЦИИ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ СТАВРОПОЛЬЯ - РОССИИ»

Разработка днк-биочипов для оценки маркеров продуктивности и диагностики заболеваний животных

Биотехнологии

АВТОР

Дмитриев Тимур Владимирович, студент

Научный руководитель

Цыганский Роман Александрович

кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии, хирургии и акушерства ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет»

Ставрополь 2012

1. Научно-техническая часть идеи

На сегодняшний день, создаваемые с помощью нанобиотехнологий ДНК-биочипы являются самым современным технологическим оборудованием для выполнения исследований генома человека и животных. С помощью биочипов возможно одновременное выявление наличия в организме тысяч генов, определяющих его строение и функции.

Для оценки качества продуктивных животных, таких, как коровы и овцы, уже достаточно давно используют выявление у них особых вариантов генов, кодирующих белки молока, мяса и шерсти. Имеются многочисленные исследования, подтверждающие связь определенных видов аллелей с количеством молока в надоях, качеством и количеством мяса, тониной и качеством шерсти. Однако, в широкую практику исследования этих генов пока не вошли в связи с необходимостью постановки от нескольких десятков до тысяч ПЦР-реакций для уточнения вариантов генов продуктивности.

То же самое касается выявления возбудителей в организме животного. Чтобы провести скрининг носительства даже основных видов бактерий и вирусов необходимо ставить десятки реакций, а, учитывая вариабельность геномов возбудителей, это количество может доходить до нескольких сотен.

Получение образцов ДНК у животного не составляет никаких проблем, а разместив на одном ДНК-биочипе локусы тестирования для сотен вариантов генов продуктивности и вариантов генов возбудителей заболеваний за короткий промежуток времени можно будет составить необходимую генетическую карту животного и провести обследование на наличие бактерий и вирусов.

Для создания ДНК-биочипа необходимо получить праймеры и ампликоны к известным генам продуктивности и специфическим генам возбудителей заболеваний у животных. Последнее требует выделения ДНК и его секвенирования. Далее, необходимо провести изучение возможностей использования различных гидрогелей для фиксации праймеров и ампликонов на стеклянной и пластиковой подложке. Для завершения научно-исследовательской работы требуется провести серию тестовых испытаний созданных ДНК-чипов на известных образцах.

Следует уточнить, что применяемая технология ДНК-биочипов позволяет в десятки и даже сотни раз снизить стоимость такого обследования. А, учитывая рост количества животных, закупаемых за рубежом на средства государственных субсидий, можно будет полноценно контролировать генофонд и экономить деньги бюджета за счет отказа от закупок животных с низким генетическим потенциалом.

На сегодняшний день биочипы применяются для диагностики заболеваний человека, в основном, в зарубежной практике. В России производством ДНК-чипов для диагностики заболеваний у человека занимается практически исключительно институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Для оценки состояния животных в России ДНК-биочипы не разрабатывает и не распространяет никто.

Цель НИОКР: создание ДНК-биочипа для оценки продуктивности и диагностики заболеваний животных. Он будет состоять из диагностических линеек, определяющих наличие у животного известных генов, отвечающих за продуктивность и, одновременно, диагностических линеек, выявляющих носительство возбудителей различных инфекционных заболеваний, включающих актуальные для данной территории варианты.

Научная новизна: впервые будет создан ДНК-биочип для оценки продуктивности и диагностики заболеваний животных.

Инновационность идеи заключается в том, что создание ДНК-чипов является новой и самой современной технологией проведения лабораторных исследований в массовых масштабах, так как позволяет одновременно ставить тысячи реакций с одним образцом, что невозможно при проведении даже ПЦР в реальном времени.