Тематический план

  • Общее

  • Лекция 1. Цели, задачи и место генетического мониторинга в системе наук

    Цели генетического мониторинга. Задачи генетического мониторинга. Подходы к генетическому мониторингу.

    • Лекция 2. Факторы, вызывающие наследственные изменения

      Действие физических факторов на наследственный аппарат клетки. Классификация мутагенных факторов. УФ-излучение, ЭМ-излучение, СВЧ-излучение, КВЧ-излучение, УВЧ-излучение, ИК-излучение, оптическое излучение.

      • Лекция 3. Действие химических факторов на наследственный аппарат клетки

        Нитроароматические компоненты, полиароматические гидрокарбонаты, полициклические ароматические амины, нитрозамины, тяжелые металлы, пестициды. Действие металлов на наследственный аппарат клетки.

        • Лекция 4. Базовые принципы генотоксических тестов на растениях

          Анализ мутаций на генном уровне, цитогенетический анализ тканей растений, флуоресцентная in situ гибридизация, анафазный метод и микроядерный тест, алкалиновый метод комет, определение флуктуирующей асимметрии растений.

          • Лекция 5. Базовые принципы генотоксических тестов на животных (часть I)

            Выявление структурных и количественных аберраций хромосом, метод флуоресцентной гибридизации in situ, микроядерный тест.

            • Лекция 6. Базовые принципы генотоксических тестов на животных (часть II)

              Комета-тест, гель-электрофорезный тест, обнаружение аддуктов ДНК.

              • Микроорганизмы в качестве тест-систем

                Salmonella typhimurium (тест Эймса), Saccharomyces cerevisae (альфа-тест).

                • Лекция 8. Растения и животные в качестве тест-систем

                  Особенности растительных организмов, позволяющие их использовать в качестве тест-систем. Наиболее часто используемые в скрининге мутагенов растительные тест-системы. Оценка качества окружающей среды с помощью традесканции (мутации в клетках тычиночных нитей, микроядерный тест). Дрозофила – объект для исследования мутагенности токсикантов (метод Меллер-5).

                  • Лекция 9. Генетический мониторинг природных популяций

                    Понятие об экологической генетике. Основные направления генетического мониторинга природных популяций. Хлорелла – объект для проведения исследований динамики мутационного процесса в популяциях. Закономерности мутационного процесса в радиоактивно облучаемых популяциях. Реакция популяции на стресс.

                    • Лекция 10. Методы генетического мониторинга человека (часть I)

                      Методы изучения генетической структуры популяций. Исследование мутационного процесса в половых клетках человека и снижение генетического груза популяции.

                      • Лекция 11. Методы генетического мониторинга человека (часть II)

                        Оценка миграционных потоков аллелей. Оценка мутагенеза в соматических клетках человека.

                        • Лекция 12. Генетический мониторинг трансгенов

                          Общий статус трансгенных культур в мире. Риски, связанные с интродукцией трансгенных растений в окружающую среду. Основные методы генетического мониторинга трансгенов.

                          • Тематический блок 1. Цели, задачи и место генетического мониторинга в системе наук

                            Цели генетического мониторинга. Задачи генетического мониторинга. Подходы к генетическому мониторингу.

                            • Тематический блок 2. Факторы, вызывающие наследственные изменения

                              Классификация мутагенных факторов. Физические факторы: УФ-излучение, ЭМ-излучение, СВЧ-излучение, КВЧ-излучение, УВЧ-излучение, ИК-излучение, оптическое излучение. Химические факторы: нитроароматические компоненты, полиароматические гидрокарбонаты, полициклические ароматические амины, нитрозамины, тяжелые металлы, пестициды. Действие металлов на наследственный аппарат клетки.

                              • Тематический блок 3. Базовые принципы генотоксических тестов

                                Тесты на растениях: анализ мутаций на генном уровне, цитогенетический анализ тканей растений, флуоресцентная in situ гибридизация, анафазный метод и микроядерный тест, алкалиновый метод комет, определение флуктуирующей асимметрии растений. Тесты на животных: выявление структурных и количественных аберраций хромосом, метод флуоресцентной гибридизации in situ, микроядерный тест, комета-тест, гель-электрофорезный тест, обнаружение аддуктов ДНК.

                                • Тематический блок 4. Характеристика тест-систем для генетического мониторинга

                                  Микроорганизмы в качестве тест-систем: Salmonella typhimurium (тест Эймса), Saccharomyces cerevisae (альфа-тест). Растения в качестве тест-систем: особенности растительных организмов, позволяющие их использовать в качестве тест-систем; наиболее часто используемые в скрининге мутагенов растительные тест-системы; оценка качества окружающей среды с помощью традесканции (мутации в клетках тычиночных нитей, микроядерный тест). Животные в качестве тест-систем: дрозофила – объект для исследования мутагенности токсикантов (метод Меллер-5).

                                  • Тематический блок 5. Генетический мониторинг природных популяций

                                    Понятие об экологической генетике. Основные направления генетического мониторинга природных популяций. Хлорелла – объект для проведения исследований динамики мутационного процесса в популяциях. Закономерности мутационного процесса в радиоактивно облучаемых популяциях. Реакция популяции на стресс.


                                    • Тематический блок 6. Проведение теста Эймсаъ

                                      Приготовление стоковых растворов мутагенов (бромистый этидий 50 мкг/мл; фурациллин 50 мкг/мл). Приготовление растворов мутагенов с меньшей концентрацией путем разведения стоковых растворов (бромистый этидий: 10 мкг/мл; 0,5 мкг/мл); (фурациллин: 20 мкг/мл; 5 мкг/мл; 1 мкг/мл). Стерилизация растворов мутагенов путем пропускания через бактериальные фильтры.

                                      Посев индикаторных штаммов S. typhimurium (ТА100; ТА98) на LB-среду с последующей инкубацией при 37°С в течение суток.

                                      Приготовление суспензий клеток S. typhimurium (ТА100; ТА98) в физиологическом растворе. Приготовление фракции S9.

                                      Внесение исследуемых растворов мутагенов, микросомной активированной смеси, фракции S9 и суспензий индикаторных бактерий в полужидкий агар. Посев индикаторных штаммов, путем разливания полученной их смеси с мутагенами и микросомной активированной смесью, содержащей фракцию S9, на плотную среду.

                                      Подсчет колоний ревертантов His+. Заполнение рабочих таблиц.


                                      • Тематический блок 7. Проведение альфа-теста на дрожжах

                                        Посев двух родительских штаммов S. cerevisae в жидкую среду с последующей инкубацией при 30°С в течение суток.

                                        Приготовление суспензий клеток S. cerevisae в физиологическом растворе. Высев суспензий  клеток обоих штаммов S. cerevisae на плотную среду. Нанесение на среду в центре чашки диска фильтровальной бумаги с раствором испытуемого мутагена. Инкубация чашек при 30°С в течение суток.

                                        Перепечатывание полученных колоний на селективную среду с последующей инкубацией при 30°С в течение 2-3 суток.

                                        Учет результатов. Оформление протокола в рабочей тетради.


                                        • Тематический блок 8. Методы генетического мониторинга человека

                                          Методы изучения генетической структуры популяций. Исследование мутационного процесса в половых клетках человека и снижение генетического груза популяции. Оценка миграционных потоков аллелей. Оценка мутагенеза в соматических клетках человека.

                                          • Тематический блок 9. Генетический мониторинг трансгенов

                                            Общий статус трансгенных культур в мире. Риски, связанные с интродукцией трансгенных растений в окружающую среду. Основные методы генетического мониторинга трансгенов.

                                            • Тематический блок 10. Проведение ПЦР-диагностики генетически модифицированных организмов

                                              Пробоподготовка и первый этап выделения ДНК: гомогенизация ломтиков сырого картофеля или вымоченных в дистиллированной воде семян кукурузы (сои) в фарфоровых ступках с лизирующим буфером при помощи пестика; инкубация суспензий в микропробирках при 65°С в течение 15 мин; фенольно-хлороформная депротеинизация; осаждение ДНК 96%-ным этиловым спиртом.

                                              Второй этап выделения ДНК: переосаждение ДНК 70%-ным этиловым спиртом; лиофилизация ДНК с последующим растворением в ТЕ-буфере.

                                              Подготовка реакционной смеси, настройка термоциклера и проведение амплификации.

                                              Приготовление агарозного геля. Учет результатов ПЦР методом горизонтального электрофореза.


                                              • Дополнительные материалы