Анотація до роботи:

Панщина Г.І. Структурна організація геному помірного бактеріофага ZF40 Erwinia carotovora. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.06 – вірусологія. – Інститут мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАН України, Київ, 2008.

Вперше показано, що термічна інактивація бактеріофага ZF40 носить двостадійний характер, що свідчить про гетерогенність віріонів фага ZF40. За допомогою термічної інактивації одержано набір температуростійких мутантів clear-типу.

В роботі вирішена проблема стабілізації віріонів фага ZF40 із застосуванням буфера на основі фіколу. Для одержання високоочищених віріонів фага ZF40 вперше запропоновано метод двостадійного центрифугування в градієнті метризаміду з наступною їх очисткою в градієнті густини хлористого цезію.

Побудовано фізичну карту сайтів рестрикції для ендонуклеаз рестрикції HindIII, BglII, PstI та BamHI геному фага ZF40 і визначено основні параметри циклічної пермутації. Вперше показано, що для віріонних ДНК фага дикого типу і його температуростійких clear–мутантів властива циклічна пермутація геному. Неперервний характер пермутації у фага дикого типу змінюється на дискретний у температуростійких мутантів clear-типу.

Встановлено, що віріон фага ZF40 складається з трьох мажорних білків з молекулярними масами 39,2, 31,2 і 19,3 кДа, які віднесені до структурних білків капсида, футляру та стержня відповідно. За будовою та білковим складом фаг ZF40 є подібним до фага Р2 Escherichia coli. Структурна організація генома фага ZF40 є мозаїчною. Вона поєднує в собі циклічно пермутовану ДНК, упаковану в віріон Р2-типу, для якого властива упаковка за headful-механізмом.

Здійснення фагом ZF40 генералізованої трансдукції плазміди pKM101 є підгрунтям для створення векторної системи на основі трансдукуючих фагових часток.

Результати дисертаційної роботи стосовно структури ДНК фага ZF40 є основою для детального дослідження молекулярно-генетичної організації і виявлення генетичних детермінант патогенності у складі бактеріальних і фагових геномів.

1. Термічна інактивація бактеріофага ZF40 має двостадійний характер. Методом термоінактивації одержано стійкі до температури варіанти фага (rt-типу), серед яких мутанти clear-типу складають 0,53 %.

2. У температуростійких мутантів clear-типу на відміну від фага ZF40 виявлено зміну характера пермутації і формування капсидів із збільшеною електрофоретичною рухливістю.

3. Геном фага ZF40 являє собою набір (популяцію) циклічно пермутованих молекул ДНК. Циклічна перестановка нуклеотидів складає 56%. Неперервний характер пермутації у фага дикого типу змінюється на дискретний у температуростійких мутантів clear-типу.

4. Віріон фага ZF40 складається з трьох мажорних білків з молекулярними масами 39,2, 31,2 і 19,3 кДа, які віднесені до структурних білків капсиду, футляру та стержня відповідно. За будовою та білковим складом фаг ZF40 є подібним до cos-фага Р2 Escherichia coli.

5. Механізм упаковки ДНК фага ZF40 за типом „заповнення головки” забезпечує здійснення генералізованої трансдукції плазмід. Середня частота трансдукційного перенесення плазміди pKM101 фагом ZF40с₆ при множинності інфекції 0,1 складає 5,2х10^-8.

Публікації автора:

1. Панщина А.И., Товкач Ф.И. Внутригеномная гетерогенность умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Мікробіол. журн. – 2006. – т. 68, № 6. – С. 35 – 43.

2. Панщина А.И., Товкач Ф.И., Романюк Л.В., Максименко Л.А. Физико-химические свойства умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Мікробіол. журн. – 2007. – т. 69, № 2. – С. 15 – 22. (Здобувач здійснювала термоінактивацію часток фага ZF40, здійснювала очистку віріонів фага з використанням метризаміду, сульфату і хлориду цезію, проводила електрофорез ДНК та встановила молекулярні маси фагових поліпептидів; приймала участь у плануванні експерименту, аналізі даних та в обговоренні результатів).

3. Панщина А.И., Товкач Ф.И. Генерализованная трансдукция плазмиды pKM101 умеренным бактериофагом ZF40 Erwinia carotovora // Мікробіол. журн. – 2007. – т. 69, № 6. – С. 43 – 47.

4. Кушкіна А.І., Панщина Г.І., Товкач Ф.І. Довгострокове зберігання нестабільних бактеріофагів ентеробактерій // Методи одержання чистих культур мікроорганізмів та їх довгострокове зберігання в колекціях: Роботи співробітників музею патоген. для людини мікроорганізмів. / Уклад.: Сельнікова О.П. та ін. – К.: Т–во „Знання” України, 2004. – С. 52 – 58.

5. Панщина А.И., Товкач Ф.И., Романюк Л.В. Новый подход к методам очистки умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія. Алелопатія: Збірник статей учасників Міжнародної наукової конференції (4 – 6 жовтня 2005р., м. Київ). – Житомир: Вид-во „Державний агроекологічний університет”, 2005. – С. 146 – 151.

6. Панщина А.И., Товкач Ф.И., Романюк Л.В. Эффективная очистка вирионов умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Збірник статей учасників Міжнар. наук. конф. «Фітопатогенні бактерії. Фітонцидологія. Алелопатія». – Київ, 2005. – С. 56.

7. Панщина А.И. Изучение температуроустойчивых мутантов умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Материалы международной школы-конференции молодых ученых „Биология – наука XXI века” (Пущино, 17 – 21 апреля, 2006). – Пущино. – 2006. – С. 206.

8. Товкач Ф.И., Черватюк Н.В., Кушкина А.И., Бурова Л.М., Панщина А.И., Иваница Т.В., Сергеева Ж.Ю., Горб Т.Е., Романюк Л.В. Перспектива создания биотехнологической системы на основе Erwinia carotovora, ее бактериофагов и плазмид // Тези доповідей міжнародної наукової конференції «Мікробні біотехнології» (Одеса, 11 – 15 вересня, 2006). – Одеса: Астропринт. – 2006. – С. 30.

9. Кушкина А.И., Панщина А.И., Товкач Ф.И. Вирулентные мутанты умеренного бактериофага ZF40 Erwinia carotovora subsp. carotovora // Тезисы российской школы – конференции «Генетика микроорганизмов и биотехнология». – Москва - Пущино-на-Оке, 2006. - С. 57.

10. Panshchina A.I. Genetical transfer of plasmid pKM101 by temperate bacteriophage ZF40 of Erwinia carotovora // The young scientists` and students` International scientific conference „Modern problems of microbiology and biotechnology„ (Odessa, 28 – 31, May, 2007). Odessa: Astroprint. – 2007. – P. 169.

11. Панщина А.И., Кушкина А.И., Романюк Л.В., Товкач Ф.И. Экспериментальная система для изучения процесса упаковки ДНК бактериофага ZF40 Erwinia carotovora // Матеріали V міжнародної конференції „ Біоресурси та віруси” (Київ, 10 – 13 вересня, 2007). – Київ. – 2007. - С. 158.