Введение
1. Обзор литературы 17
1.1 Базовая характеристика белков теплового шока 17
1.1.1 Малые белки теплового шока 22
1.1.2 Семейство белков HSP70 24
1.1.3 Семейство белков HSP90 27
1.1.4 Шаперонины 29
1.2 Значение белков теплового шока для адаптации 31
1.2.1 Адаптация к изменениям температурного режима 31
1.2.2 Адаптация к окислительному стрессу 34
1.2.3 Ангидробиоз 37
1.3 Семейство Chironomidae и устойчивость к абиотическим стрессам 43
1.3.1 Ангидробионт Polypedilum vanderplanki 45
1.3.2 Paraborniella tonnoiri и устойчивость к обезвоживанию 47
1.3.3 Псаммореобионтный вид «Orthocladiinae acuticauda» 49
1.3.4 Chironomidae и устойчивость к кислотности 51
1.4 Полногеномное секвенирование ДНК и РНК в изучении немодельных организмов 53
1.5 Заключение 61
2. Материалы и методы 63
2.1 Материалы и молекулярно-биологические методы 63
2.1.1 Объекты исследования 63
2.1.2 Выделение ДНК 64
2.1.3 Подготовка библиотек и секвенирование ДНК 64
2.1.4 Проведение экспериментов с воздействием различных видов стрессов 65
2.1.5 Выделение мРНК 66
2.1.6 Подготовка библиотек и секвенирование мРНК 67
2.2 Биоинформатические методы 67
2.2.1 Библиотеки прочтений ДНК и мРНК, используемые в работе 67
2.2.2 Контроль качества исходных прочтений и их предварительная обработка 71
2.2.3 Анализ распределения кратности k-меров 71
2.2.4 Методы сборки геномов 72
2.2.4.1 Получение первичных скаффолдов 72
2.2.4.2 Получение метасборки генома P. vanderplanki 73
2.2.4.3 Методы скаффолдинга 73
2.2.4.4 Оценка качества геномных сборок 74
2.2.4.5 Постобработка геномных сборок P. tonnoiri и P. cf. tamanigrum 75
2.2.5 Поиск и маркировка геномных повторов 76
2.2.6 Аннотация генома 76
2.2.7 Поиск ортологов и паралогов 78
2.2.8 Анализ изменения экспрессии генов 79
2.2.9 Поиск сайтов связывания фактора теплового шока 80
3. Результаты 81
3.1 Результаты выделения и секвенирования НК 81
3.2 Геномика комаров-звонцов Chironomidae 83
3.2.1 Оценка покрытия и размеров геномов 83
3.2.2 Сборка геномов 86
3.2.2.1 Промежуточные стадии 86
3.2.2.2 Характеристики финальных вариантов геномных сборок 91
3.2.3 Структурная и функциональная аннотация геномов 93
3.3 Анализ дифференциальной экспрессии генов под воздействием абиотических стрессов 100
3.3.1 Кластеризация образцов 100
3.3.2 Сравнительный анализ масштабов изменения экспрессии генов в ответ на абиотический стресс 105
3.3.3 Анализ пересечений групп дифференциально экспрессируемых генов 110
3.3.4 Сравнительно-функциональный анализ дифференциально экспрессируемых генов 114
3.3.5 Видоспецифичные гены как составляющая ответа на абиотический стресс 126
3.4 Гены белков теплового шока 130
3.4.1 Уточнение структур генов, кодирующих белки теплового шока Polypedilum vanderplanki 130
3.4.2 Гены малых белков теплового шока 132
3.4.3 Гены, кодирующие HSP70 136
3.4.4 Гены, кодирующие шаперонины 139
3.4.5 Гены, кодирующие HSP90 140
3.4.6 Регуляция экспрессии генов БТШ 142
4. Обсуждение 144
Выводы 153
Список использованных источников 154
