Өзектілігі

Жыл сайын ауыл шаруашылығы дақылдарының жұқпалы аурулары егіннің анағұрлым жоғалуына әкеледі. Қазақстанда молекулярлық әдістерді қолданатын патогендердің диагностикасы дамымаған немесе бірнеше ірі қалаларда шоғырланған, сондықтан фермерлік шаруашылықтар үшін қолжетімсіз болып табылады. CRISPR/Cas жүйелері сияқты заманауи әдістерді пайдалана отырып, фитопатогендерді уақытында табылуы сәйкестендіруді (identification) және диагностикалық әдістердің қолжетімділігін айтарлықтай жеңілдетеді, яғни егін шығынын азайтуға жеткізеді. Патогендерді тиімді диагностикалау ауруларды сәтті бақылауға мен селекцияға, ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін арттыруға және азық-түлік қауіпсіздігін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Жоба мақсаты

Жобаның мақсаты бұрын зерттелмеген Cas эффекторларының Cas12a CRISPR/Cas жүйелерін қолдана отырып заманауи диагностикалық әдіс негізінде ауыл шаруашылығы дақылдардың ауру патогендерін табылатын технологиясын жасау болып табылады. Алынған нәтижелер қымбат құрал-жабдықтарды, жоғары білікті мамандарды және мамандандырылған қондырғыларды қажет етпейтін егін жағдайында қолданылатын фитопатогендерді табыла алатын эндонуклеазалардың спектрі кеңейтіледі.

Күтілетін нәтижелер

Саңырауқұлақтардың фитопатогендерінің түрлерін анықтау үшін кеңінен қолданылатын генетикалық локустарды іріктеу жүргізілді. Протокеңістікпен іргелес мотив (PAM) тізбегі бар локустарды таңдау орындалады. crRNA анықтау нысанасы ретінде түрге тән локустардың субстрат ДНҚ-сымен комплексті құру үшін жобаланды және синтезделді.

Жоба жетекшісі

Жумакаев А. Р. Хирш индексі: 1, ResearcherID: GZG-9689-2022,

ORCID: 0000-0001-9022-0741, Scopus Author ID: 57193544703

Зерттеу тобы мүшелері

Абельденов С. К. Хирш индексі – 2, ResearcherID F-5139-2015,

ORCID 0000-0002-6974-9138, Scopus Author ID 56674705400

Тургимбаева А. М. Хирш индексі: 1, ResearcherID N-6857-2017,

ORCID 0000-0001-7263-1643, Scopus Author ID 57202383621

Шайзадинова А. М. Scopus ID 57224822522, ORCID 0000-0002-5911-3064,

ResearcherID: HDM-6767-2022

Аманжолова М.Ж. Scopus ID 58509708700, ORCID 0000-0001-9847-2679,

ResearcherID: JLM-7527-2023

Жобаның ғылыми жетекшісінің және зерттеу тобының жоба тақырыбына қатысты жарияланымдары мен қорғау құжаттары

1. Zhumakayev, A.R., Varga, Vörös, Kocsubé, S., Ramteke, Szekeres,, Vágvölgyi, Hatvani, Marik (2022) Characterization of the antagonistic potential of the glyphosate-tolerant Pseudomonas resinovorans SZMC 25872 strain against the plant pathogenic bacterium Agrobacterium tumefaciens.  Frontiers in Plant Science, section Plant Symbiotic Interactions. doi: 10.3389/fpls.2022.1034237
2. Allaga, H., Zhumakayev, A., Büchner., Kocsubé, Szűcs, Vágvölgyi, Kredics, Hatvani (2021) Members of the Trichoderma harzianum species complex with mushroom pathogenic potential. Agronomy, https://doi.org/10.3390/agronomy11122434
3. Zhumakayev, A. R., Vörös, Szekeres, Rakk, Vágvölgyi, Szűcs, Kredics, Škrbić, Hatvani (2021). Comprehensive characterization of stress tolerant bacteria with plant growth-promoting potential isolated from glyphosate-treated environment. World Journal of Microbiology & Biotechnology, https://doi.org/10.1007/s11274-021-03065-8

Алынған нәтижелер

2023 жыл

Оң тексеру ретінде пайдалану үшін мақсатты тізбектерді аралық векторларға күшейту және клондау жүзеге асырылды. Праймерлер crRNA мақсатты сайты бар таңдалған нысандарды күшейту үшін изотермиялық әдістерді пайдалана отырып, мақсатты тізбектерді күшейту үшін әзірленді және дайындалды. Cas12a/crRNA рибонуклеопротеин кешенінің субстраттары ретінде өндіру үшін локустардың изотермиялық күшейтуін оңтайландыру жүзеге асырылды.

2024 жыл

CRISPR-Cas12a әдісінің биохимиялық реакциялары үшін Cas12a, crРНҚ және репортер концентрациялары оңтайландырылды. Cas12a, crРНҚ және репортер үшін оңтайлы концентрациялар тиісінше 100 нМ, 100 нМ және 5.0 мкМ екені анықталды. Мақсатты β-tubulin, Tsr1, noxB және acl1 гендерінің изотермиялық амплификациясы рекомбиназды полимеразалы амплификация арқылы жүргізіліп, алынған өнімдер Cas12a/crРНҚ детекциясы үшін пайдаланылды. Cas12a эндонуклеазасының цис-белсенділігі зерттелді және Cas12a 200 нМ және одан жоғары концентрациясында субстраттар 5-30 минут ішінде ыдыратылғаны анықталды. Cas12a эндонуклеазасының ssDNA (FAM-reporter-5-BHQ-1, TTATT) қатысты транс-ыдырату белсенділігі бағаланды. Транс-белсенділік 37 °C температурада 20-30 минут инкубацияда анықталды. Cas12a субстратын анықтау FAM-reporter-10-LFA (TTATT) қолдану арқылы иммунохроматографиялық тесттерде бағаланды.