Научно-техническая программа 2023-2025
    в рамках Конкурса на программно-целевое финансирование по научным и (или) научно-техническим программам на 2023-2025 годы

    BR21882269 «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ РЕДАКТИРОВАНИЯ ГЕНОМА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЭКОНОМИЧЕСКИ ВАЖНЫХ КУЛЬТУРНЫХ РАСТЕНИЙ»


    Исполнитель: РГП на ПХВ "Институт биологии и биотехнологии растений" КН МНВО РК
    Соисполнитель: НАО “Евразийский национальный университет имени Л.Н. Гумилева”, научная лаборатория биотехнологии растений имени Рустема Омарова
    Основная информация
    • 1
      Актуальность
      Данная программа нацелена на решение проблем, связанных с повышением урожайности сельскохозяйственных культур путем внедрения современной технологии CRISPR/Cas для улучшения известных сортов культур или создания новых, обнаружения экономически важных патогенов овощных и плодово-ягодных культур, разработки методов супрессии вирусных и вироидных инфекций. В данной работе предлагается разработка тест-систем на основе CRISPR/Cas технологии для детекции экономически важных циркулирующих в стране штаммов/изолятов вирусов, вироидов и грибковых патогенов картофеля, яблони, винограда и сливы, в том числе для детекции патогенов в поле. Разработке тест-систем будет основана на полногеномных исследования вышеуказанных патогенов, распространенных в разных регионах страны. Разработанные векторы на основе генома вируса растений для экспрессии CRISPR/Cas кассет будут использованы для улучшения локальных сортов культур. Выявленные механизмы наибольшей супрессии вирусной инфекции позволят разработать стратегии направленной борьбы с болезнями.
    • 2
      Цель
      Целью программы является использование CRISPR/Cas технологии редактирования генома, для повышения продуктивности экономически важных культурных растений путем детекции опасных фитопатогенов и придания растениям антивирусной устойчивости.
    • 3
      Ожидаемые результаты
      2023 год
      Будет проведен сбор растительного материала и высокопроизводительное РНК секвенирвоание (HTS) не менее 300 образцов яблони, винограда и картофеля, анализ полногеномных последовательностей обнаруженных вирусов ACLSV, ASPV, ASGV, ApMV, GVA, GFLV, GLRV, GRBD, PPV, PLRV, PVX, PVY. ITS-секвенирвоание Monilinia fructigena, Venturia inaequalis и оомицета Phytophthora infestans. Будет проведен биоинформатический анализ геномов и геномных последовательностей локальных изолятов с доступными последовательностями в международных базах данных NCBI и/или EMBL и идентифицированы специфические регионы, подходящие для подбора селективных направляющих РНК. Разработаны и синтезированы кандидатные направляющие РНК для селективной детекции вирусов и грибов.

      Будет проведено HTS секвенирование двуцепочечной РНК образцов картофеля и биоинформатический анализ геномов вирусов PLRV, PVY, и PVM и вироида PSTVd, дизайн и клонирование направляющих РНК (CRISPR/Cas), sense и antisense последовательностей (РНК-интерференция) для инактивации геномных и субгеномных РНК вирусов и вироида путем таргетирования генов, кодирующих белки репликации, передвижения и супрессии РНК-интерференции. Будет проведено клонирование и оптимизация транзиентной экспрессии белка Cas13 в модельном растении Nicothiana benthamiana, а также в Solanum tuberosum.
      Будет изучено влияние дозо-зависимой экспрессии белка Р19 на аффинность связывания микроРНК in planta. Будет проведена оценка уровней экспрессии пре-микроРНК во время вирусной инфекции TBSV и его мутантов ΔP19, RMJ-1; Эксперименты будут проводиться на растениях N. Benthamiana. Растения будут инокулированы wtTBSV, ΔP19, RMJ-1 и далее будет проводиться выделение тотальной РНК, с последующим синтезом кДНК и проведением q-rtPCR с использованием праймеров к при-микроРНК. Будет проведена оценка эндогенных уровней зрелой микроРНК во время вирусной инфекции TBSV и его мутантов ΔP19, RMJ-1. Эксперименты будут проводиться на растениях N. Benthamiana. Растения будут инокулированы wtTBSV и далее будут проводиться выделение тотальной РНК, с последующим синтезом кДНК и проведением q-rtPCR с использованием праймеров к микроРНК.
      Будет разработано не менее трех CRISPR/Cas конструкций на основе вирусного вектора TBSV, путем замены и/или внесения гетерологичных генов, включая Cas9 и регуляторные последовательности для направляющих РНК. Будет проведен анализ экспрессии Cas9 в вирусном векторе в растениях N. Benthamiana.

      2024 год
      Будет проведен сбор растительного материала, инфицированного вирусами ACLSV, ASPV, ASGV, ApMV, GVA, GFLV, GLRV, GRBD, PPV, PLRV, PVX, PVY. для тестирования и валидации разработанных селективных направляющих РНК.
      Будет создана коллекция синтетических последовательностей-контролей, идентичных целевым участкам вирусов ACLSV, ASPV, ASGV, ApMV, GVA, GFLV, GLRV, GRBD, PPV, PLRV, PVX, PVY., выбранных для детекции.
      Будет проведена оптимизация протоколов детекции вирусов с использованием белков Cas12 и Cas13, разработанных направляющих РНК и синтетических контрольных последовательностей ДНК патогенов.
      Будет проведена валидация метода детекции вирусов на основе CRISPR/Cas на инфицированном растительном материале, сравнение его специфичности и эффективности с методами, основанными на ПЦР.
      Будет проведена инокуляция растений картофеля вирусами и вироидом по отдельности и в разных комбинациях. Будет проведена сборка кассет, несущих направляющие РНК, sense и antisense последовательности, ген Cas13 в бинарном векторе и агроинфильтрация растений картофеля разными их комбинациями. Будет проведена оценка степени вирусного заражения у растений картофеля, экспрессирующих транзиентно CRISPR/Cas кассеты, sense и antisense в динамике с помощью qPCR. Будет проведено сравнение уровня подавления инфекции в случаях инокулирования конструкциями здорового и зараженного растений.
      Будет проведен дизайн и разработаны конструкции crРНК, направленных на микроРНК, вирусную РНК. Будут разработаны конструкции одиночных crРНК, мультиплексной системы crРНК в векторе pCambia2300. Будет проведен дизайн crРНК на платформах CRISPR-RT, с использованием NJSViewer и mirbase для прогнозирования вторичной структуры РНК и выбора таргета. CrРНК будут синтезированы и встроены в донорный вектор с помощью уникальных сайтов BP Gateway. Далее будет произведена рекомбинация LR Gateway. Будет производиться трансформация в клетки E. Coli. Все crРНК будут встроены под промотор 35S. Будут созданы конструкции путем вставки вирусного генетического материала (wt TBSV) в плазмидный вектор pCambia2300. Вирусный материал будет встроен в плазмидный агробактериаьный вектор pCambia2300 с использованием уникальных одиночных сайтов рестрикции.
      Будет проведен дизайн и синтез не менее трех наборов направляющих РНК для генов PDS/MLO. Будут разработаны векторы, содержащие нативный супрессор wt Р19, P19 atg→ctg, P19 atg→ctg + замена нуклеотида 421 позиции a→t и гетерологичные супрессоры для подавления иммунитета растения и повышения эффективности экспрессии CRISPR/Cas кассет. Будет проведен анализ экспрессии гетерологичных супрессоров каждого отдельно и в разных комбинациях при транзиентной экспрессии Cas9. Будут выявлены комбинации супрессоров с наилучшей активностью.

      2025 год
      Будет создана коллекция синтетических последовательностей-контролей, идентичных целевым участкам грибов Monilinia fructigena и Venturia inaequalis и оомицета Phytophthora infestans, выбранных для детекции.
      Будет проведен поиск и сбор растительного материала, инфицированного грибами Monilinia fructigena и Venturia inaequalis и оомицетом Phytophthora infestans для тестирования и валидации разработанных селективных направляющих РНК.
      Будет проведена оптимизация протоколов детекции грибоподобных патогенов с использованием белков Cas12, разработанных направляющих РНК и синтетических контрольных последовательностей ДНК патогенов.
      Будет проведена валидация метода детекции грибоподобных патогенов на основе CRISPR/Cas на инфицированном растительном материале, сравнение его специфичности и эффективности с методами, основанными на ПЦР.
      Будет проведена агроинфильтрация разными комбинациями направляющих РНК, sense и antisense, сортов картофеля, инфицированных разными комбинациями вирусов и вироида. Будет проведен анализ подавления инфекции при мультивирусном заражении в динамике с помощью qPCR. Будет проведено секвенирование и анализ тотальной РНК у инфицированных вирусами и вироидом растений картофеля, экспрессирующих транзиентно CRISPR/Cas кассеты, sense и antisense для анализа вирусной РНК, а также мРНК, мкРНК, миРНК, piРНК и прочих РНК растений картофеля, образующих иммунный ответ. Будет проведен анализ эффективности подавления вирусной и вироидной инфекции при РНК-интерференции, реализуемой с помощью sense и antisense последовательностей, а также при CRISPR/Cas с помощью направляющих РНК.
      Будет изучено влияние дозо-зависимой экспрессии P19 во время вирусной инфекции на направленное воздействие CRISPR/Cas13 редактирования на вирусную РНК, пре-микроРНК путем прямого мониторинга экспрессии GFP, доставляемого вирусом. Растения будут агроинфильтрированы на 25-35 дни, агробактериями штамма GV3101, несущими Cas13a, crРНК, направленными на последовательности Р19, GFP, при-микро-РНК. Далее растения будут также инокулированы вирусным материалом. На 7 dpi вирусные титры мутанта RMJ-1 в растениях будут анализированы, будет проводиться иммуноблот на белки Р19, GFP, вставку НА-tag. Также будет проведена иммунопреципитация Р19-киРНК, количественный ПЦР на определение экспрессии при-микроРНК, микроРНК и AGO1.
      Будет разработана методика придания устойчивого иммунитета против вирусного патогена путем регулируемой дозо-зависимой модуляции экспрессии вирусного супрессора для повышения эффективности системы редактирования генов CRISPR/Cas13.
      Будет проведен анализ эффективности вирусного вектора путем нокаутирвоания генов PDS и MLO у N. Benthamiana и таргетного секвенирования геномных участков регенерантов для определения внетаргетного редактирвоания.
    Руководитель НТП

    Гриценко Диляра Александровна, Индекс Хирша – 5, является заведующей лабораторией молекулярной биологии в течение 4-х лет, стаж работы в области фитопатологии, молекулярной биологии и молекулярной генетики растений составляет 14 лет. Член Национального научного совета по направлению «Рациональное использование водных ресурсов, животного и растительного мира, экология», является специалистом в области сохранения и рационального использования животного и растительного мира. Руководителем опубликовано более 35 научных работ в том числе в высокорейтинговых журналах, 1 монография, 7 патентов, 4 авторских свидетельства. Руководитель является исполнителем научных проектов с 2008 года. За последние 5 лет: руководитель 3 проектами в научно-технических программах и 1 грантовым проектом. Ранее руководителем проводились работы по молекулярно-генетическому изучению вирусов картофеля, малины, яблони, винограда, пшеницы и томата. Темой докторской диссертации являлось молекулярно-генетическое изучение и конструирование вектора на основе генома вируса А винограда. В настоящий момент является руководителем Пожарского А.С. исполняющего докторскую диссертацию по теме генетической устойчивости к фитопатогенам. Гриценко Д.А. является членом американского сообщества фитопатологии (American phytopathology society). Проходила стажировку в Королевстве Нидерландов по изучению системы инспекции и сертификации посадочного материала плодовых культур в Naktuinbouw (2022 гг.).
    https://orcid.org/0000-0001-6377-3711
    https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57195066016
    Задачи (проекты) НТП
    Проект 01 «Разработать и апробировать высокочувствительные системы обнаружения опасных фитопатогенов, циркулируюших в стране, с помощью CRISPR/Cas технологии»
    Пожарский Александр Сергеевич, руководитель проекта 01, индекс Хирша – 4, научный сотрудник, ИББР, магистр техники и технологий (Биотехнология). Опыт работы – 12 лет. Основной исполнитель проектов с 2015 года. Участвовал в проектах по генетическому анализу патогенов растений, конструированию векторов для экспрессии гетерологичных белков в растениях. За последние 5 лет руководитель проекта в научно-технической программе R18574149. Автор 16 публикаций, 12 из них индексируются в Scopus и WOS. Наличие 8 сертификатов от ведущих университетов мира по биоинформатике. Проходил стажировку в Финляндии по изучению методов редактирования генома сортов томата казахстанской селекции в Хельсинском университете (2023 г).
    https://orcid.org/0000-0002-2581-2860
    https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57201155276
    Проект 02 «Разработать высокоэффективную, без ГМО, технологию, направленную на инактивацию РНК вирусов и вироидов картофеля с помощью генно-инженерных CRISPR/Cas РНК-зависимых ДНК-эндонуклеаз»
    Низамдинова Гульназ Камирдиновна, руководитель проекта 02, индекс Хирша – 1, является старшим научным сотрудником, ИББР, стаж работы в области фитопатологии и молекулярной биологии составляет 16 лет. Исполнителем опубликовано более 30 научных работ в том числе в высокорейтинговых журналах, 1 патент, 1 авторское свидетельство. Является исполнителем научных проектов с 2008 года. Является руководителем текущего грантового проекта, по молекулярно-генетическому исследованию фитопатогенов плодовых культур. Ранее ею проводились работы по изучению вирусных, бактериальных и грибных болезней картофеля, томата, яблони и пшеницы. Темой докторской диссертации являлось молекулярно-генетическое изучение бактериальных болезней культурных растений. Проходила стажировку в организации «FERA» Великобритания по идентификацию патогенных бактерий растений (2015); ВНИИКР, Санкт-Петербург, отработка методов количественной ПЦР для диагностики карантинных фитопатогенов в растительной ткани (2016).
    https://orcid.org/0000-0003-0424-5796
    https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=57192101522
    Проект 03 «Разработать CRISPR/Cas13 систему редактирования генов для придания растениям антивирусной устойчивости»
    Масалимов Жаксылык Каирбекович – руководитель проекта 03, индекс Хирша – 9, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией, ЕНУ. Опыт работы – 24 года. Член Национального научного совета по направлению «Устойчивое развитие агропромышленного комплекса и безопасность сельскохозяйственной продукции». Направление научной деятельности – Биохимия растений, физиология растений и вирусология. Научные интересы молекулярные и биохимические основы взаимодействия растений и вирусов. За последние 5 лет руководитель 2 проектов грантового финансирования, 1 проекта в рамках научно-технической программы, научный консультант по проекту «Жас ғалым». Повышение квалификации: 2005 г. – университет Нью-Мексико (г. Альбукерк, США); 2008, 2012 гг. – Институт Густава Рози (г. Париж, Франция); 2015 г. – Автономный университет Барселоны (г. Сабадель и г. Барселона, Испания); 2015 г. – университет Борас (г. Борас, Швеция); 2015 г. – университет Ковентри (г. Ковентри, Великобритания); 2017 г. – Техасский Университет центр им М.Д. Андерсона (г. Хьюстон, США).
    https://orcid.org/0000-0003-3033-3888
    https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6603322240
    Проект 04 «Разработать и апробировать генетическую систему CRISPR/Cas, основанную на вирусном векторе для редактирования генома растений»
    Сапахова Загипа Бейсеновна, руководитель проекта 04, индекс Хирша - 4, ведущий научный сотрудник, ИББР, PhD доктор. Опыт работы – 19 лет в области генетики и селекции растений и фитопатологии. Член Национального научного совета по направлению «Устойчивое развитие агропромышленного комплекса и безопасность сельскохозяйственной продукции», является специалистом в области растениеводство. Автор более 100 научных работ, в т.ч 16 индексированных в БД WoS и Scopus, 32 в изданиях КОКСОН МНВО РК, 1 монография и 1 методические рекомендации. Под ее руководством защищена 1 PhD диссертация. В течение последних пяти лет является руководителем 2 грантовых проектов и руководителем 2 проектов в рамках научно-технической программы. Сапахова З.Б. проходила стажировку по проблемам генетики и фитопатологии растений и адаптации к изменению климата: Адаптация к Изменению климата, Израиль (2012 г.); Идентификация генов устойчивости к бурой ржавчине, Турция (2012-2013 гг.); Оценка казахстанских сортов пшеницы к пиренофорозу и септориозу, США (2015 г.). Оcновные доcтижения: является международным стипендиатом имени Н.Борлауга 2019 «Международная Сельскохозяйственная Наука и Технология» МСХ США (USDA). Сапаховой З.Б. были исследованы вопросы повышения продуктивности озимой пшеницы на основе генетически устойчивого к болезням перспективного материала, а также проведена молекулярная идентификация носителей генов устойчивости к наиболее опасным болезням пшеницы. А также проходила стажировку в Королевстве Нидерландов по изучению системы инспекции и сертификации посадочного материала плодовых культур в Naktuinbouw (2021-2022 гг.).
    https://orcid.org/0000-0002-8007-5066
    https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56046815800
    состав исследовательской группы
    Научные публикации исследовательской группы по теме НТП
    • Научные публикации руководителя НТП
      1. Gritsenko, D., et al. Development of a “deconstructed” vector based on the genome of grapevine virus A // Plant Biotechnol Rep. -2019. Индекс цитирования – 7, Процентиль – 69, Квартиль- Q2, DOI: 10.1007/s11816-019-00528-1.
      2. Karpova, A. Alexandrova, E. Yeriskina, R. Kryldakov, D. Gritsenko, N. Galiakparov, B. Iskakov Andean and Ordinary Strains of Potato Virus S Infecting Potatoes in Southern Kazakhstan // Plant Disease, Vol.104, No.2, P. 599, 2020. Индекс цитирования – 0, Процентиль – 75, Квартиль- Q1 PubMed: 26964019. https://doi.org/10.1094/PDIS-09-19-1822-PDN.
      3. Kolchenko, M., Kapytina, A., Kerimbek, N., Pozharskiy, A., Nizamdinova, G., Khusnitdinova, M., ... & Gritsenko, D. (2023). Genetic Characterization of Raspberry Bushy Dwarf Virus Isolated from Red Raspberry in Kazakhstan. Viruses, 15(4), 975. Процентиль – 75, Квартиль- Q2, https://doi.org/10.3390/v15040975.
      4. Zhigailov, A. V., Stanbekova, G. E., Nizkorodova, A. S., Galiakparov, N. N., Gritsenko, D. A., Polimbetova, N. S., ... & Iskakov, B. K. (2022). Phosphorylation of the alpha-subunit of plant eukaryotic initiation factor 2 prevents its association with polysomes but does not considerably suppress protein synthesis. Plant Science, 111190. Индекс цитирования – 1, Процентиль – 94, Квартиль- Q1 PubMed: 26964019. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2022.111190.
      5. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Nizamdinova, G., Kalendar, R., & Gritsenko, D. (2022). MLO proteins from tomato (Solanum lycopersicum L.) and related species in the broad phylogenetic context. Plants, 11(12), 1588.. DOI: 10.3390/plants11121588; WOS. Q1, Scopus: процентиль 83.
      6. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Taskuzhina, A., Nizamdinova, G., Kisselyova, N., Kalendar, R., Gritsenko, D. (2022). Screening a collection of local and foreign varieties of Solanum lycopersicum L. in Kazakhstan for genetic markers of resistance against three tomato viruses. Heliyon. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e10095; Индекс цитирования – 1, WOS. Q2, Scopus: процентиль 86.
      7. Gritsenko, D., Daurova, A., Pozharskiy, A., Nizamdinova, G., Khusnitdinova, M., Sapakhova, Z., ... & Zhambakin, K. (2023). Investigation of mutation load and rate in androgenic mutant lines of rapeseed in early generations evaluated by high-density SNP genotyping. Heliyon, 9(3). DOI: 10.1016/j.heliyon.2023.e14065; WOS. Q2, Scopus: процентиль 86.
      8. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Khusnitdinova, M., Adilbayeva, K., Nizamdinova, G., Kapytina, A., ... & Gritsenko, D. (2023). Genetic diversity of the breeding collection of tomato varieties in Kazakhstan assessed using SSR, SCAR and CAPS markers. PeerJ, 11, e15683.; WOS. Q2, Scopus: процентиль 83. https://doi.org/10.7717/peerj.15683.
      9. Gritsenko, D., Pozharsky, A, Deryabina, N., Kassenova, A, Galiakparov N. Genetic analysis of hemagglutinin proteins of H3 and H1 subtypes in Kazakhstan // Genetika, 2019. Индекс цитирования – 6, Процентиль – 33, WOS. Q3, DOI: 10.2298/GENSR1902511G.
      10. Gritsenko, D., Pozharskiy, A., Dolgikh, S., Aubakirova, K., Kenzhebekova, R., Galiakparov, N., Sadykov, S. (2022). Apple varieties from Kazakhstan and their relation to foreign cultivars assessed with RosBREED 10K SNP array. DOI: 10.17660/eJHS.2022/006. European Journal of Horticultural Science 87(1). Индекс цитирования – 1, WOS. Q4, Scopus: процентиль 38. https://doi.org/10.7717/peerj.15683.
    • Научные публикации исследовательской группы
      1. Gritsenko D., Daurova A., Pozharskiy A., Nizamdinova G., Khusnitdinova M., Sapakhova Z., Daurov D., Zhapar K., Shamekova M., Kalendar R., Zhambakin K. Investigation of mutation load and rate in androgenic mutant lines of rapeseed in early generations evaluated by high-density SNP genotyping. Heliyon. 2023. 9(3). e14065. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023.e14065. (Процентиль-86, Квартиль-Q2).
      2. Kolchenko, M., Kapytina, A., Kerimbek, N., Pozharskiy, A., Nizamdinova, G., Khusnitdinova, M., ... & Gritsenko, D. (2023). Genetic Characterization of Raspberry Bushy Dwarf Virus Isolated from Red Raspberry in Kazakhstan. Viruses, 15(4), 975. https://doi.org/10.3390/v15040975. (Процентиль-75, Квартиль-Q2).
      3. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Nizamdinova, G., Kalendar, R., & Gritsenko, D. (2022). MLO proteins from tomato (Solanum lycopersicum L.) and related species in the broad phylogenetic context. Plants, 11(12), 1588.. DOI: 10.3390/plants11121588; (Процентиль-83, Квартиль-Q1).
      4. Daurov D., Argynbayeva A., Daurova A., Zhapar K., Sapakhova Z., Zhambakin K., Shamekova M. Monitoring the Spread of Potato Virus Diseases in Kazakhstan. American Journal of Potato Research. 2023. 100(1). P. 63-70. https://doi.org/10.1007/s12230-022-09895-y. (Процентиль-76, Квартиль-Q2).
      5. Daurov D., Daurova A., Karimov A. Tolegenova D., Volkov D., Raimbek D., Zhambakin K., Shamekova M. Determining Effective Methods of Obtaining Virus-Free Potato for Cultivation in Kazakhstan. American Journal of Potato Research. 2020. Vol. 97. P. 367-375. https://doi.org/10.1007/s12230-020-09787-z. (Процентиль-76, Квартиль-Q2).
      6. Zhanassova, K., Kurmanbayeva, A., Gadilgereyeva, B., Yermukhambetova, R., Iksat, N., Amanbayeva, U., ... & Masalimov, Z. (2021). ROS status and antioxidant enzyme activities in response to combined temperature and drought stresses in barley. Acta Physiologiae Plantarum, 43(8), 1-12., https://doi.org/10.1007/s11738-021-03281-7 (Процентиль-79, Квартиль- Q2).
      7. Kurmanbayeva, A., Bekturova, A., Soltabayeva, A., Oshanova, D., Nurbekova, Z., Srivastava, S., Tiwari, P., Dubey, A.K. and Sagi, M., 2022. Active OASTLs confer improved Se resistance and degrade L-Cys and SeCys in Arabidopsis. Journal of Experimental Botany 73, 8, 2022, Pages 2525–2539, doi.org/10.1093/jxb/erac021 Impact factor 9.7; (Процентиль-95, Квартиль-Q1).
      8. Soltabayeva, A., Dauletova, N., Serik, S., Sandybek, M., Omondi, J.O., Kurmanbayeva, A. and Srivastava, S., 2022. Receptor-like Kinases (LRR-RLKs) in Response of Plants to Biotic and Abiotic Stresses. Plants, 11(19), p.2660. doi.org/10.3390/plants11192660 Impact factor 4.2; (Процентиль-95, Квартиль- Q1).
      9. Kuralay Zhanassova, Assylay Kurmanbayeva, Bakhytgul Gadilgereyeva, Roza Yermukhambetova, Nurgul Iksat, Ulbike Amanbayeva, Assemgul Bekturova, Zhanerke Tleukulova, Rustem Omarov, Zhaksylyk Masalimov. (2021). ROS status and antioxidant enzyme activities in response to combined temperature and drought stresses in barley. Acta Physiologiae Plantarum, 43(8), 1-12., https://doi.org/10.1007/s11738-021-03281-7 (Процентиль-79, Квартиль- Q2).
      10. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Khusnitdinova, M., Adilbayeva, K., Nizamdinova, G., Kapytina, A., ... & Gritsenko, D. (2023). Genetic diversity of the breeding collection of tomato varieties in Kazakhstan assessed using SSR, SCAR and CAPS markers. PeerJ, 11, e15683.; https://doi.org/10.7717/peerj.15683. (Процентиль-83, Квартиль- Q2).
      11. Pozharskiy, A., Kostyukova, V., Taskuzhina, A., Nizamdinova, G., Kisselyova, N., Kalendar, R., Gritsenko, D. (2022). Screening a collection of local and foreign varieties of Solanum lycopersicum L. in Kazakhstan for genetic markers of resistance against three tomato viruses. Heliyon. DOI: 10.1016/j.heliyon.2022.e10095; (Процентиль-86, Квартиль- Q2).
      12. Soltabayeva, A., Bekturova, A., Kurmanbayeva, A., Oshanova, D., Nurbekova, Z., Srivastava, S., Sagi, M. (2022) Ureides are similarly accumulated in response to UV-C irradiation and wound but differently remobilized during recovery in Arabidopsis leaves. Journal of experimental botany, DOI: 10.1093/jxb/erab441. Impact factor: 9.7, (Процентиль-97, Квартиль- Q1).
      13. Oshanova, D., Kurmanbayeva, A., Bekturova, A., et.al. (2021). Level of Sulfite Oxidase Activity Affects Sulfur and Carbon Metabolism in Arabidopsis. Frontiers in plant science, 12, 690830. doi.org/10.3389/fpls.2021.690830 Impact factor: 7.4, (Процентиль-95, Квартиль- Q1).
      14. Daurova A., Daurov D., Volkov D., Karimov A., Abai Z., Raimbek D., Zhapar K., Zhambakin K., Shamekova M. Mutagenic treatment of microspore-derived embryos of turnip rape (Brassica rapa) to increase oleic acid content. Plant Breeding. 2020. Vol. 139 (5). Р. 916-922. https://doi.org/10.1111/pbr.12830. (Индекс цитирования: WoS/Scopus FWCI 0,33/0,15. (Процентиль-73, Квартиль-Q2).
      15. Sapakhova Z., Raissova N., Daurov D., Zhapar K., Daurova A., Zhigailov A., Zhambakin K., Shamekova M. Sweet Potato as a Key Crop for Food Security under the Conditions of Global Climate Change: A Review. Plants. 2023. 12. 2516. https://doi.org/10.3390/plants12132516. (Процентиль-83, Квартиль-Q1).
      16. Gritsenko D., Aubakirova K., Galiakrapov N. Simultaneous detection of five apple viruses by RT-PCR. International Journal of Biology and Chemistry (2020) v. 13, n. 1, p. 129-134. 2020. doi: 10.26577/ijbch.2020.v13.i1.13. (Процентиль-83, Квартиль-Q1).
      17. N. Iksat, Z. Masalimov, R. Omarov. Plant virus resistance biotechnological approaches: from genes to the CRISPR/Cas gene editing system. Journal of Water and Land Development. 57, 2023. Процентиль 51%
      18. N. Iksat, Z. Masalimov. In planta silensing of Tomato bushy stunt virus using the CRISPR/Cas13 system. In PHYTOPATHOLOGY (Vol. 112, No. 11, pp. 77-77). USA: AMER PHYTOPATHOLOGICAL Soc. (APS) Plant Health 2022. if =3,2, Q2.
    • Патенты и авторские свидетельства
      1. Галиакпаров Н.Н., Гриценко Д.А., Дерябина Н.Н. Патент на изобретение № 33632 (2019 г) «Вирусный вектор для транзиентной экспрессии гетерологичных белков в растениях»
      2. Омашева М., Галиакпаров Н, Смайлов Б., Пожарский А.С. Патент на изобретение № 33633 (2019 г) «Набор синтетических олигонуклеотидов для диагностики бактериального ожога на плодовых культурах методом LAMP»
      3. Галиакпаров Н.Н., Гриценко Д.А., Дерябина Н.Н. Патент на полезную модель № 4583 (2019 г) «Т-вектор для клонирования ПЦР – продуктов разного размера»
      4. Галиакпаров Н.Н., Омашева М., Гриценко Д.А. Патент на изобретение № 33634 (2019 г) «Набор синтетических олигонуклеотидов для обнаружения вирусов яблони методом ОТ-ПЦР»
      5. Масалимов Ж.К., Омаров Р.Т., Шамекова М.Х., Жангазин С.Б., Бектурова А.Ж., Курманбаева А.Б., Акбасова А.Ж., Ермухамбетова Р.Ж., Аманбаева У.И., Тлеукулова Ж.Б., Бейсекова М.К., Иқсат Н.Н., Жанасова К.Е., Токашева Д.С., Гадильгереева Б.Ж. Патент на полезную модель №5233 - «Способ определения 8-оксогуанина в нуклеиновых кислотах экспресс методом».
      6. Омaров Р.Т., Мaсaлимов Ж.К., Aкбaсовa A.Ж., Мукияновa Г.С., Сутулa М.Ю., Бaри A.A., Eргaлиeв Т.М., Нурбeковa Ж.A., Тлeукуловa Ж.Б., Бaтыршинa Ж.С., Гaджимурaдовa A.М., Жaнгaзин С.Б. Пaтeнт нa полeзную модeль №2039 - «Способ выдeлeния вирусных чaстиц из инфицировaнного рaститeльного мaтeриaлa в прeпaрaтивных количeствaх экспрeсс мeтодом».
      7. Омaров Р.Т., Мaсaлимов Ж.К., Шaмeковa М.Х., Eргaлиeв Т.М., Жaнгaзин С.Б., Мукияновa Г.С., Aкбaсовa A.Ж., Бaри A.A., Нурбeковa Ж.A., Тлeукуловa Ж.Б., Бaтыршинa Ж.С., Бeктуровa A.Ж., Гaджимурaдовa A.М., Сутулa М.Ю. Пaтeнт нa полeзную модeль №3684 - «Способ опрeдeлeния вирусной инфeкции в рaститeльных ткaнях экспрeсс мeтодом».
      8. Гриценко Д.А., Пожарский А.С., Таскужина А.К. Патент на изобретение № 36219 (2023) «Набор высокоспецифичных олигонуклеотидов для обнаружения пяти вирусов картофеля в растительном материале».
      9. Гриценко Д.А., Капытина А.И., Керимбек Н. Патент на полезную модель № 7018 (2022) «Набор синтетических олигонуклеотидов для обнаружения вируса кольцевой пятнистости малины»
      10. Гриценко Д.А., Пожарский А.С., Костюкова В.С., Адильбаева К. Патент на полезную модель № 7296 (2022) «Набор синтетических олигонуклеотидов для обнаружения вируса коричневого морщинистого плода томата»
    Результаты НТП за 2023 год
    • Проект 01
      Был проведен сбор и молекулярная идентификация вирусов ACLSV, ASPV, ASGV, GVA, GFLV, GRBD, PLRV, PVX, PVY, грибов Monilinia fructigena, Venturia inaequalis и оомицета Phytophthora infestans. Для обнаруженных вирусов было проведено полногеномное секвениорование, для эукариотических патогенов было проведено секвенирование ITS-последовательностей. Был проведен анализ полученных последовательностей в сравнении с изолятами, распространеннными в других странах, на основе общедоступных данных. На основании сравнительного анализа были отобраны кандидатные нРНК для детекции патогенов с использованием белков Cas12/13 для последующей работы.
    • Проект 02

      Были исследованы 760 образцов картофеля на предмет инфицирования вирусами PVX, PVY, PVS, PVM, PLRV и вироидом PSTVd в пяти регионах страны. В результате анализа было выявлено 5 образцов, зараженных вирусом PLRV, 11 - PVМ, 22 - вироидом PSTVd. Вирусом PVY оказались поражены 41 растение. Кроме того, были обнаружены образцы картофеля с коинфекцией несколькими видами вирусов.

      Высокопроизводительное секвенирование геномов обнаруженных вирусов и вироида картофеля позволило выявить консервативные и вариабельные регионы локальных изолятов и отобрать перспективные для таргетирования последовательностями gRNA, sense и antisense. Кроме того, была выявлена гомология среди изолятов каждого вируса PLRV, PVМ и PVY, которая составила 90-95%. Были выявлены пороги мутабельности геномов вирусов, где наибольшая частота мутаций была отмечена у вируса PVМ относительно размера генома. В результате анализа были отобраны и клонированы не менее 2-х последовательностей gRNA и 3-х последовательностей sense и antisense для каждого вируса и вироида в промежуточные векторы. Было проведено субклонирование гена Cas13a в бинарный вектор и его экспрессия в модельном растении табака и, непосредственно, в картофеле. Анализ оставшихся образцов картофеля на предмет вирусной инфекции будет закончен до конца года.

    • Проект 03
      Было проведено изучение взаимодействия супрессорного белка Р19 на функцию miR растений в биологическом контексте. Полученные результаты позволяют предположить, что дифференциальный эффект Р19 белка на экспрессию miR 168 и 162 наиболее высок при ранней вирусной инфекции. Чтобы исследовать дозо-зависимое влияние Р19 белка на рекрутинг miR162, 168 мы использовали мутант TBSV с делецией Р19 - ΔP19. Таким образом, наши эксперименты были направлены на оценку влияния Р19 белка в экспрессии генов микроРНК до развития вирус-индуцированных симптомов, то есть до начала индукции сайленсинга РНК-интерференции на 3 дпи. Как и ожидалось, на 3 дпи увеличение уровней miR 162 и ее pre-miR было более очевидным при инокуляции растений диким типом TBSV по сравнению с мутантами вируса. Однако, уровень miR 168 и ее pre-miR имелa более низкий уровень по сравнению с miR162, что может говорить о более низкой аффинности с Р19 белком. Это гооворит о том, что индивидуальное сродство miR к супрессорному белку Р19 является различным. На 5 дпи, когда дикий тип вируса и его мутанты реплицировались на значительно более высоких уровнях, которое определялось фенотипическими изменениями растений, активность miR162 и miR168 снижалась. Полученные данные могут предположить, что влияние Р19 на функции miR растений воздействует на противовирусный ответ растений, а не на развитие симптомов.
    • Проект 04
      Были разработаны три CRISPR/Cas конструкции на основе вирусного вектора TBSV, путем замены и внесения гетерологичных генов, включая Cas9 и регуляторные последовательности для направляющих РНК. Составлена библиотека нескольких плазмид с конструкциями, несущими последовательность zCas9, направляющих РНК и вирусный геном TBSV. Проведен анализ экспрессии Cas9 в вирусном векторе в растениях N. benthamiana.
    Обратная связь с исследовательской группой НТП
    НАШИ КОНТАКТЫ
    +7 (727)-394-75-62
    050040, РК, г. Алматы, ул. Тимирязева, 45
    d.kopytina@gmail.com
    This site was made on Tilda — a website builder that helps to create a website without any code
    Create a website
    How to remove this block?About platformSubmit a complaint