TBSV (Tomato bushy stunt virus) инфективтілігіндегі РНҚ-интерференция супрессорының биологиялық ролі

Мукиянова Г.С., Мырзабаева М.Т., Молдакимова Н.А, Абдірайымова А.О.

Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті, Астана

Ғылыми жетекші – Омаров Р.Т.

РНҚ интерференция – гендер экспрессиясының қос тізбекті қысқа рибонуклеин қышқылдарымен реттелу процесі. Post transcriptional gene silencing (PTGS) ең алғаш рет өсімдіктер жүйесінде сипатталған (Tijsterman et al. 2002). PTGS жоғары сатылы өсімдіктерде вирустарды анықтау мен олардың кезекті деградациясының табиғи қорғаныс қызметін атқарады [1]. RNAi бастапқы сатысы - нысаналы м-РНҚ-ларды жоятын, қос тізбекті PНҚ-ның генерациялануы [2]. Келесі сатыда Dicer (III топтағы рибонуклеазалар) ұзын тізбекті РНҚ молекулаларын қысқа 21-30 нуклеотидті тізбектерге қияды [3,4]. Осы қысқа интерференциялаушы РНҚ-лар AGO2 протеиндерінен құралған RNA induced silencing complex атты комплекспен (RISC) байланысады да, өзіндік сканер қызметтін атқарады, комплементарлы м-РНҚ-ды идентификациялап, гидролизге ұшыратады [5].

Өсімдіктердің PTGS қорғаныс механизміне қарсы эволюция барысында вирустарда супрессорлар пайда болған. Биохимиясы тұрғысынан ең жетік зерттелген р19 супрессорын TBSV (Tomato bushy stunt virus) және оған туыс вирустары кодтайды (сурет 1) [6].

Tomato bushy stunt virus (TBSV) – Tombusвирус туысына жататын вирус (Martelli et al.1988). Геномы шамамен 4,800 нуклеотидті, вирус позитивті РНҚ – сы капсидтік белокпен қапталады (Hearne et al. 1990) [7,8].

Бүгінгі таңда TBSV вирусының геномы секвенирленген, бірнеше протеинді кодтайды (Hearne et al, 1990), яғни p92 – РНҚ тәуелді РНҚ полимераза, p33 – маңызды қосымша протеині (Oster et al, 1998) p41 – капсидтік протеині (Hillman et al, 1989), тасымалдаушы протеин - p22 (Scholthof et al, 1995), PTGS супрессиялайтын p19 протеині (Voinnetet al, 1999; Ye et al, 2003). P33 және p92 тікелей геномдық РНҚ-дан трансляцияланады, ал p41 протеині субгеномдық мРНҚ1-ден, p19 және p22 субгеномдық мРНҚ2-ден трансляцияланады (Сурет 1.) [9,10].

Сурет 1. TBSV (Tomato bushy stunt virus) геномының схемалық диаграммасы. Төртбұрыштардың ішінде TBSV кодтайтын протеиндерінің мол. массасы көрсетілген. Жоғарыда протеиннің атаулары. Түзу сызықтар трансляцияланбайтын бөлшектер (Omarov R.T., 2004)

М

Дені сау және RMJ мутантымен жұқтырылған N.benthamiana өсімдіктері және TBSV-нің жабайы типімен жұқтырылған өсімдіктердің жапырақтарында морфологиялық өзгерістер анық көрінеді (Сур.3А, Б).

Келесі реттегі иммунопреципитациялық анализ арқылы Р19 белогының вируспен жұқтырылған өсімдіктерде бар екендігін тамашалайды. Р19 белогының димерлік формада болатынын көрсетеді (Сур.2)

TBSV-нің жабайы типі мен RMJ мутантының in vitro транскрипттерін алу барысында олардың вирустық вирионнан бөлініп алынған вирустық РНҚ-ға толық сәйкес екендігі агароздық гельде көрсетілді (Сур.2А).
Қорытынды.

TBSV-нің жабайы типі мен капсидтік протеині GFP репортерлік генімен алмастырылған RMJ мутантының in vitro транскрипциясы және супрессор Р19 және капсидтік белоктар экспрессиясының анализдері жүзеге асырылды. Вируспен инокуляцияланған өсімдіктердің ауыру көрінісінің ерекшеліктері анықталды. Жұқтырылған өсімдіктерден вирустық вириондар бөлініп алынды.

1. 
   Fire A, Xu S, Montgomery MK, et al. Potent and specific genetic interference by double-stranded RNA in Caenorhabditis elegans. Nature 1998; 391:806-11.
   
2. 
   Voinnet O. Induction and suppression of RNA silencing: insights from viral infections. Nat Rev Genet 2005; 6:206-20
   
3. 
   Zamore PD. Plant RNAi: How a viral silencing suppressor inactivates siRNA. Curr Biol 2004; 14:R198-200.
   
4. 
   Elbashir SM, Harborth J, Lendeckel W, et al. Duplexes of 21-nucleotide RNAs mediate RNA interference in cultured mammalian cells. Nature 2001, 411:494-8.
   
5. 
   Ding S.W., and Voinnet, O. 2007 Antiviral immunity directed by small RNAs. Cell 130, 413-426.
   
6. 
   Rustem Omarov, Kim Sparks, Lindsay Smith, Jelena Zindovic, and Herman B. Scholthof Biological Relevance of a Stable Biochemical Interaction between the Tombusvirus-Encoded P19 and Short Interfering RNAs. JOURNAL OF VIROLOGY, Mar. 2006, p. 3000–3008.
   
7. 
   Yi-Cheng Hsieh, Rustem T. Omarov, and Herman B. Scholthof. Diverse and Newly Recognized Effects Associated with Short Interfering RNA Binding Site Modifications on the Tomato Bushy Stunt Virus P19 Silencing Suppressor. JOURNAL OF VIROLOGY, Mar. 2009, p. 2188–2200
   
8. 
   Yamamura, Y., and H. B. Scholthof. 2005. Pathogen profile—Tomato bushystunt virus: a resilient model system for studying virus-plant interactions.Mol. Plant Pathol. 6:491–502.
   
9. 
   Han-Xin Lin and K Andrew White. A complex network of RNA–RNA interactions controls subgenomic mRNA transcription in a tombusvirus. The EMBO Journal (2004) 23, 3365–3374.
   
10. 
    Scholthof, H. B. 2006. The Tombusvirus-encoded P19: from irrelevance toelegance. Nat. Rev. Microbiol. 4:405–411.
    

УДК 62.99.39:62.99.33

Одним из перспективных путей получения белковых веществ в сложившихся условиях является микробный синтез. При этом наиболее исследованы дрожжи, содержащие 40-55 % белка, из которых усваивается организмом человека 58-88 %, что соответствует промежуточному значению между растительным и животным белком.

Также в настоящее время большую роль в решении продовольственных, экологических и экономических проблем играют вторичные растительные ресурсы. Они позволяют расширить ассортимент продуктов пищевого, кормового и технического назначения, создать медицинские препараты, оздоровить водную и воздушную среду в промышленных центрах и т.п. Особую роль вторичное растительное сырье приобретает с точки зрения наличия в нем значительного количества пищевых волокон, витаминов и других необходимых для человека веществ.

Учитывая вышеизложенное, существует необходимость разработки обогатителя к пище из биомассы остаточных пивных дрожжей и вторичного растительного сырья, увеличивающего содержание белка, витаминов и пищевых волокон в продуктах питания. Компонентный состав пивных дрожжей и вторичных растительных источников, представленный в основном углеводами (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, крахмал, пектиновые вещества) создает предпосылки для создания на их основе обогатителей продуктов питания нового поколения.

С целью оптимизации аминокислотного состава обогатителя и приближения его к составу идеального белка возможно комбинирование пивных остаточных дрожжей с различными вторичными растительными источниками. Нами были изучены обогатители с использованием шрота зародышей пшеницы, шрота расторопши, остатка после извлечения белка из рапсового жмыха, пшеничных отрубей, чуфы.

Выбор компонентов для составления обогатителя осуществлялся исходя из опытных данных об их растворимости, набухаемости, органолептических свойствах и данных фракционного состава белков.

Экспериментальные данные по определению набухаемости компонентов показали, что наилучшим образом набухают пшеничные отруби (Δ T= 9,773·10^{-2 о}С), шрот зародышей пшеницы (Δ T =7,716·10^{-2 о}С), остаток после выделения белка из рапсового жмыха (Δ T= 4,677·10^{-2 о}С) и шрот расторопши (Δ T= 4,443·10^{-2 о}С). Тепловой эффект процесса и масса связанной воды представлены в таблице 1.

Введение растительных источников в рецептуры продуктов положительно влияет не только на их биологическую ценность, но и на функционально-технологические свойства мясных эмульсий. Пищевые волокна – клетчатки в рубленых полуфабрикатах увеличивают вязкость, влаго- и жиросвязывающую способность фарша.

Таблица 1

Тепловой эффект процесса и масса связанной воды компонентов

Применение растительных компонентов, содержащих значительное количество клетчатки, позволяет улучшить процесс формовки котлет, уменьшить потери при жарке, сохранить сочность. Использование клетчаток при формовании рубленых полуфабрикатов исключает скопление жира на стенках котлетного автомата и трубки, подающей фарш.

Данные по фракционному составу белков компонентов представлены в таблице 2.
Таблица 2

Фракционный состав белков компонентов обогатителя

Как следует из экспериментальных данных, с точки зрения способности к набуханию для комбинирования с пивными остаточными дрожжами при производстве обогатителя наиболее целесообразно применять пшеничные отруби, шрот расторопши, шрот зародышей пшеницы и остаток после выделения белка из рапсового шрота. Чуфа обладает низкой способностью к набуханию, поэтому не подходит по данному критерию, к тому же она имеет сладкий вкус, что негативно скажется на органолептических свойствах полуфабриката. Шрот расторопши и остаток после выделения белка из рапсового шрота также не подходят для производства обогатителя по органолептическим показателям, так как изменяют традиционный вкус мясных изделий (придают горьковатый привкус). Обогатители на основе этих компонентов можно использовать на кормовые нужды с целью дополнительного обогащения кормов белком и повышения их биологической ценности.

Таким образом для производства белково-углеводного обогатителя в качестве компонента вторичного растительного сырья наиболее целесообразно использовать пшеничные отруби и шрот зародышей пшеницы. Изучив в программе Generic 2.0 все возможные варианты подбора различных соотношений компонентов обогатителя с учетом его органолептических свойств, нами выбраны оптимальные соотношения, максимизирующие биологическую ценность комбинированных пищевых систем: пивные дрожжи: пшеничные отруби = 3:2; пивные дрожжи: шрот зародышей пшеницы = 3:2. Обогатитель на основе этих компонентов будет наилучшим образом повышать биологическую ценность, а также формировать необходимую консистенцию и улучшать функциональные свойства мясных изделий.
УДК:664.4

Нанның картоп ауруын алдын алу жолдарын қарастыру

Нурлыбаева А.Е.

Әл – Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті

Қазақстан, Алматы қаласы, azi_nur_22@mail.ru
Көптеген әлем мемлекеттері үшін бидай және бидай өнімдері адамдарға негізгі тағам көзі және ауылшарушылықтағы жануарлар үшін жем ретінде қолданылуда екені барлығына мәлім. Бидай дәнінің микробиологиялық ластануы ең негізгі алдынғы фактор ретінде жергілікті халықтың денсаулығына және оның генофондының сақталуына өз сипатын тигізеді.

Бидайдан жасалынатын негізгі өнім - нан. Нан - адам өмірінде басты орындардың бірін алады, сондықтан нан тағамдарының сапасын жоғарылату наубайханалық кәсіпорны қызметкерлері алдында тұрған өзекті мәселелердің бірі. Нан өнімінің ең жиі таралған микробиологиялық бұзылуы спора түзуші Bacillus subtilis бактериясы әсерінен болады да, ол нанның картоп ауруын туғызады.

Нанның картоп ауруы – нан пісіру өндірісіне, сатылымға және тұтынушыларға экономикалық жағынан өзінің кері әсерін тигізетін көп таралған аурулардың бір түрі.

Деформирленген және балауса нанды 80-100⁰С температурада кептіру картоп таяқшаларының өсуін тежейді. Споралы бактериялардың көбеюіне санитарлық және технологиялық режимдердің сақталмауы, дәннің, ұнның және нан пісіру кезіндегі талаптардың, сақтаудың бұзылуы пайдасын тигізеді. Картоп таяқшаларының өсуіне оптималды температура 37- 40⁰С шамасында болады, ылғалдылықтың жеткіліктілігі және қоректің болуы, төмендетілген қышқылдылық қолайлы. В. subtilis клеткалары 80⁰С-қа дейін қыздыруда өледі, бірақ бұл бактериялардың споралары 120⁰С –та да өмір сүреді. Сондықтан да нан пісіруде бактерия клеткалары жойылып споралары өмір сүре береді. Нанның картоп ауруы кезінде картоп таяқшалары белсенді көбейеді, осы таяқшалар - негізгі қоздырушылар. Картоп таяқшасының белсенді амилазасы әсерінен нанда декстриндердің мөлшері көбейіп, жұмсақ бөлігіне жапысқақтық пайда болады. Картоп таяқшаларының протеолитикалық ферменттері әсерінен ыдыраған ақуыздардан жағымсыз, қатты, арнайы иіс шығады. Картоп ауруымен зақымдалған нан жағымсыз иіске ие, жұмсақ бөлігінің жабысқақтығына, кейде қатты зақымданғанда созылмалы жіпшелерге, содан соң батонның ортасында өте қатты шірікті иісі бар үлкен қара тесікпен сипатталады.

Ең кең таралған картоп таяқшасы ауруымен күресу жолдарының бірі ол биологиялық әдіс, бұл перспективті және эффективті әдісте ауруды тежеу үшін таза әртүрлі микроорганизмдердің дақылдарын қосу арқылы жасалған ұйытқылар түрлері қолданылады. Нанның картоп ауруын алдын алуда көптеген әдістер қолданылуда. Солардың бірі сүтқышқылды бактериялардың антогонистік қасиетін қолдану әдісі қазіргі кезде кең көлемде зерттеліп, қолданысқа ие болуда. Сүтқышқылды бактериялардың антогонистік қасиеті медицинада, ветеринарияда, тағам өндірісінде, көкөністерді, жемістерді, соя бұршақтарын, ет өнімдерін консервілеуде қолданады.

Зерттеу мақсаты: Сүтқышқылды бактериялар негізінде жасалған ұйытқыны пайдаланып нанның картоп ауруының қоздырғышы В. subtilis-тің өсуін тежеу.

Материалдар мен әдістер.

Біздің зерттеуімізде нанның жартылай фабрикаты, яғни қамыр негізгі материал ретінде қолданылды. Қамыр бидай ұнының жоғарғы сортынан дайындалды. Қамырға сұйық ұйытқы қосылып жасалынды. Степногорск микроорганизмдер коллекциясынан алынған келесі сүтқышқылды бактериялар L.casei 22, L.plantarum 2, L.brevis 67, L.fermentum 104 штаммдарынан құралған консорциумынан тұратын ұйытқы қолданылды. Осы негізде жасалған қамырды нанның картоп ауруының қоздырушысы В. Subtilis АТСС6633 штаммымен жұқтырылды. Қамыр ұйытқының әртүрлі көлемінде жасалынды: бірінші – бақылау, екінші – 2,5% ұйытқы, үшінші – 5% ұйытқы.

Дайын болған екінші реттік деміктіруден кейін алынған қамырдан 10 г – нан алып, фарфорлы шыны әдісін қолдану арқылы үлгіні шыныда езіп, 90 мл дистилденген суы бар стерильді колбада араластырылды. Одан ары сұйылту Кох әдісі арқылы жүргізілді.

Зерттеу барысында, сұйылту MRS, ЕПА (ет пептонды агар) қоректік орталарына егілді. Егу – тереңдетіп егу әдісі арқылы жүргізілді. Белгілі уақыт арасында өсіп шыққан микроорганизмдерді санау үшін препарат жасалынып, препарат бояу әдісі арқылы микроскопталды.

Алынған нәтижелер бойынша, В. Subtilis қосылған нанның бақылау үлгісі 2 тәулік ішінде бұзылды, ал 2,5% ұйытқы 35x10⁸ КТБ қосылған нан 3 тәулік бойы В. Subtilis-ке антагонистік қасиет көрсете алды. Ұйытқыда 5 % сүтқышқылды бактерияларының консорциумы 10x10⁹ КТБ болған нанда В. Subtilis-ке антагонистік қасиеті жоғары дәрежеде болғандықтан, нанның картоп ауруының қоздырғышының өсуі байқалмады.

Қорытындылай келе, сүтқышқылды бактериялар өздерінің жоғары антагонистік қасиетін көрсете отырып, картоп ауруының қоздырғышының өсуін жеткілікті дәрежеде тежейтінін байқадық. Болашақта наубайхана өндірістерінде аталған ұйытқы консорциумын технологияда қолданатын болсақ, нанның картоп ауруын толығымен жоюға болады.

Әдебиеттер

1. 
   Пучкова Л.И. Лабораторный практикум по технологии хлебопекарного производства/Л.И.Пучкова. -4-е изд., перераб. И доп.-СПб.:ГИОРД, м2004.-264с.
   
2. 
   Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. М: Легкая промышленность, 1984.-415с.
   
3. 
   Витавская А.В., Дудикова Г.Н., Тулемисова К.А. Биологическая защита хлеба от картофельной болезни: Кн. / КазНИИПП. – Алматы: РНИ”Бастау”, 1998. – 240 с.
   

УДК 576.32/.36.