Цианобактерии: генетические исследования, введение
Цианобактерии, оксигенные фотоавтотрофные бактерии, стали привлекательным объектом молекулярно-генетических исследований с семидесятых годов двадцатого столетия, когда было показано, что эти организмы способны к генетической трансформации экзогенной ДНК [ Shestakov S.V., Khyen N.T. 1970 , Grigorieva G., Shestakov S. 1982 ]. В настоящее время проводятся разнообразные микробиологические и генетические исследования цианобактерий, поскольку для них разработаны молекулярные методы исследования [ Ito H., et al. 2009 , Huang F., et al. 2006 , Koksharova O.A., et al. 2007 ] и доступна информация о полных геномных последовательностях нескольких десятков цианобактериальных видов и штаммов (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sutils/genom_table.cgi).
Для переноса генов используются процессы трансформации , конъюгации и электропорации . Разнообразные методы мутагенеза позволяют изолировать многие типы мутантов. Гены-репортеры применяются для оценки уровня транскрипции индивидуальных генов и изучения транскрипции внутри индивидуальных колоний или внутри индивидуальных клеток в филаменте (цепочке клеток) нитчатых штаммов [ Koksharova O.A., Wolk, C.P. 2002 ].
Цианобактерии широко используются для изучения таких процессов, как фотосинтез и его регуляция, клеточное деление и дифференцировка, азотфиксация, метаболизм углерода, азота и водорода; устойчивость к различным стрессовым факторам, эволюция. Наличие разнообразных генетических инструментов и доступность информации о нуклеотидных последовательностях геномов цианобактерий позволяют наблюдать за изменениями генной экспрессии на уровне транскрипции в ответ на изменения условий окружающей среды сразу по всему геному или по большим группам генов; исследовать методами протеомики регуляцию различных биологических процессов на белковом уровне; идентифицировать, изучать, модифицировать и сравнивать цианобактериальные гены; анализировать эволюционные взаимосвязи, в том числе эволюционные связи между цианобактериями и хлоропластами. Молекулярно-генетические методы изучения цианобактерий позволяют шире использовать разнообразные биосинтетические возможности этих организмов в биотехнологии.
