Механизм трансформации книжка: Механизм трансформации книжка купить

Механизм трансформации книжка

Механизм книжка назван так неспроста. Если хоть раз увидеть, как он раскладывается, то вопросы отпадут сами собой. Когда диван находится в собранном виде, то его спинка приподнята и находится в вертикальном положении, при этом сидение, соответственно, горизонтально. За счет этого есть некоторое сходство с приоткрытой книгой. При раскладывании механизма для образования спального места, диван принимает вид раскрытой книги.

Чтобы начать процесс трансформации нужно приподнять сидение вверх пока не щелкнет механизм, что будет означать, готовность к следующему этапу раскладывания. Теперь нужно откинуть спинку назад и опустить сидение вниз, будто полностью раскрываете книгу. Чтобы собрать спальное место в положение дивана необходимо приподнять сидение вверх до такого же щелчка, который вы слышали при раскладывании. После этого следует нажать на сидение сверху вниз и опустить его горизонтально.

Особенности механизма книжка

Механизм книжка существует на рынке мягкой мебели много лет и полюбился всем своей простотой и долговечностью. Диван с таким механизмом может быть только прямым и выглядит достаточно просто. Несомненно, современный дизайн, отражается во внешнем облике и конструктивных особенностях дивана, но при этом суть его не меняется и книжка остается классическим механизмом, который популярен на протяжении долгих лет.

Механизм состоит из двух деревянных рам или совокупности металлических пластин, закрепленных с двух сторон дивана и соединяющих блоки сидения и спинки. Поэтому, чтобы не сломать механизм и каркас дивана при раскладывании желательно упираться на центральную часть сидения.

Достоинства и недостатки механизма книжка

Этот классический механизм, безусловно, можно назвать одним из самых крепких, но помимо этого следует отметить и другие его достоинства.

• Просто и надежно. Механизм имеет элементарную конструкцию без ярких особенностей, за счет чего с ним легко управляться, а, значит, удобно использовать каждый день. Поскольку механизм прост, то случай поломки будет крайней редкостью, поэтому диван практичен.
• Легко заменить. В случае поломки какой-либо детали ее всегда можно заменить, при этом покупка будет доступна как по цене, так и по поиску нужной детали.
• Компактность. В собранном виде диван компактен и обладает свойством эргономичности. Это очень важно для малогабаритных квартир, чтобы диван сочетал в себе качества компактности и функциональности.
• Глубокий ящик. Механизм позволяет располагать в сидении дивана отсек для хранения белья. Как правило, он занимает все внутреннее пространство сидения, за счет чего получается крайне вместительным.
• Спальное место. Оно складывается из ширины спинки и сидения дивана, а, значит, является достаточно просторным.
• Экономичность. Механизм считается одним из самых дешевых, за счет этого диван, оснащенный им, стоит сравнительно недорого. Поэтому, если вам нужно срочно купить надежный и долговечный диван, то без раздумий выбирайте книжку.
• При трансформации сидение и ножки дивана не двигаются по полу, благодаря чему можно не опасаться за его поверхность, а также поставить диван на ковер.

Вместе с достоинствами книжка обладает недостатками, которые также следует учитывать при его выборе.

• Диваны книжка могут быть только прямыми, что существенно ограничивает ассортимент, а также прямая форма дивана не всем и не всегда удобна.
• На спальном месте ощутим стык сидения и спинки. Он создает неровность и может привести к небольшому перепаду высоты в виде впадины или выпуклости. В любом случае о ровности спального места придется забыть.
• Диван не получится поставить вплотную к стене, так как в процессе трансформации спинка откидывается назад, в связи с чем между диваном и стеной должен иметься существенный запас свободного места.
• При трансформации дивана необходимо прилагать некоторые усилия, надавливая на сидение и поднимая его, поэтому ребенок вероятнее всего не справится с этим механизмом.

 

Популярые диваны с механизмом трансформации книжка

Механизм трансформации — Mebelis.kz Студия мебели

Механизм трансформации (или раскладывания) — это элемент, с помощью которого мягкая мебель меняет конфигурацию, что позволяет использовать ее не только для сидения, но и для отдыха или сна.

Перед покупкой необходимо четко определить цель, для которой нужен диван и на ее основе подбирать изделие подходящей конструкции. От нее зависит форма, надежность, легкость и скорость преобразования дивана, а также свободное пространство, которое необходимо оставлять рядом с ним.

Механизм трансформации «Выкатной +Дельфин»

Механизм трансформации непосредственно соединен с передней планкой дивана, расположенной ниже его сиденья. Потянув за эту планку, можно выдвинуть диван до полного разложения (при трансформации передняя часть тянет за собой остальные три). Последним аккордом трансформации дивана в кровать является подъем мягкого элемента ножной секции (Дельфина) из нижнего положения в рабочее, расположенное на одном уровне с остальными мягкими элементами.
Возврат спального места в собранное положение выполняется в обратном порядке, то есть, сначала опускается мягкий элемент ножной секции, и лишь потом начинается задвижка секции под сиденье дивана. При этом механизм трансформации защищен от возможных перекосов и в процессе сборки можно не бояться, что неосторожное движение приведет к поломке оборудования. Единственное, на что обязательно нужно обращать внимание, так это на фиксацию механизма в крайнем собранном положении.

---

Сезам

Диван с механизмом Сезам — это идеальный вариант кровати-трансформера для детской комнаты или гостевого дивана. Модели с механизмом Сезам предусматривают два варианта комплектации. На выбор клиента нижняя часть дивана-кровати может быть вместительным бельевым ящиком или отдельной дополнительной выкатной кроватью. Конструкция легко трансформируется во вторую полноценную кровать, благодаря механизму Сезам. Трансформация спального места осуществляется с помощью удобной и эргономичной ручки-подголовника, она же удерживает подушку на спальном месте во время отдыха.

---

Бриз

Механизм Бриз — это выкатная система, у которой изголовье кровати в сложенном виде спрятано в корпусе дивана. Стоит приложить небольшое усилие, и диван разбирается: изголовье практически автоматически выкатывается вперед. Точно так же легко трансформировать кровать обратно в диван плавным движением.

Данный механизм очень прост в эксплуатации, поэтому его зачастую устанавливают в диванах для детей, в спальне или гостиной.
Спальное место разобранной кровати ровное, без возвышений и впадин с хорошими ортопедическими характеристиками. Угловой диван трансформер «Бриз» очень надежен и предусматривает вместительные ящики для белья и постельных принадлежностей.

---

Аккордеон

Механизм «Аккордеон» раскладывается быстро и легко. Для трансформации из положения «диван» в положение «кровать» необходимо слегка приподнять сиденье дивана и немного потянуть на себя. Далее диван раскладывается сам. В разложенном виде диван превращается в просторную кровать. Для трансформации из положения «кровать» в положение «диван» необходимо приподнять сиденье до первого щелчка и сразу опустить вниз – механизм начнет складываться. Затем необходимо слегка надавить по центру сидения и сложить диван.

Диваны, созданные на базе механизма «Аккордеон», занимают минимальное пространство в сложенном виде и прекрасно подходят для небольших помещений. Механизм представлен несколькими размерами в ширину, что позволяет выбрать наиболее подходящий для Вас. Основа механизма – стальной контур, оснащенный ортопедическими латами из гнутоклееной березы.

---

Еврософа

Механизм трансформации дивана еврокнижка  можно считать одним из самых лучших в плане долговечных механизмов трансформации.
Трансформация: Чтобы разложить диван с механизмом еврокнижка, необходимо потянуть сидение на себя, а спинку дивана опустить в образовавшееся место. Во время выдвигания сидения дивана с механизмом еврокнижка, открывается доступ к бельевому ящику.

Глубина диван в собранном виде составляет всего 0,9 м, а одна крышка бельевого ящика выдерживает нагрузку до 250 кг!

---

РЕКЛАЙНЕР

Благодаря принципу работы механизма «Реклайнер», кресло изменяет наклон спинки и сиденья, следуя направлению движения Вашего тела, не требуя специальных усилий. Высокая спинка кресла оснащена регулируемым подголовником.
Под каждым сиденьем расположен винт, позволяющий регулировать лёгкость трансформации.
В основание кресла и дивана встроены ролики, со специальным синтетическим покрытием, которые дают возможность легко передвигать кресло или даже перемещаться с ним по комнате, сохраняя, при этом, целостность напольного покрытия.

---

Тик-Так, Еврокнижка, Пантограф

Механизм трансформации дивана Тик-Так представляет собой усовершенствованную разновидность механизма «Еврокнижка», которая отличается от оригинала отсутствием выкатных роликов. Они не нужны, потому что в данном случае сиденье дивана не выкатывается, а «шагает» вперед (для этого его нужно слегка приподнять). После этого спинка поворачивается на 90 градусов и образует комфортное спальное место.

---

Дельфин

Механизм трансформации диванов Дельфин используется в моделях прямого и углового типа. Чтобы перевести изделие в положение для сна, необходимо тянуть за переднюю часть. Это приведет к тому, что из-под сиденья покажется дополнительная подушка со специальным ремешком. Если вытянуть ее и потянуть ремешок вверх, то она встанет с сиденьем на одном уровне и образует большое спальное место. Пространство для хранения постельных принадлежностей расположено в оставшихся частях дивана (не на месте выкатной конструкции).

---

Книжка

Предполагает использование дивана для сидения и для сна. В разложенное положение конструкция преобразуется за счет откидывания спинки назад, при этом место для сидения подается вперед. Механизм трансформации дивана Книжка хорош тем, что изделие не нужно передвигать, но для свободного открывания потребуется около 7 см свободного пространства позади, поэтому диван ставят не вплотную к стене.

---

Пума

Диваны с механизмом трансформации Пума отличаются простотой использования и просторным спальным местом. Для раскладывания необходимо убрать подушки, аккуратно потянуть сиденье на себя, при этом находящаяся под ним мягкая секция приподнимается. Затем вытянутое сиденье опирается на пол при помощи специальной выдвижной опоры или ножек. При этом нижняя вытянутая часть фиксируется на одном уровне с сиденьем, образуя ровное и просторное спальное место.

---

Конрад

Диваны этой конструкции состоят из трех секций, две из которых в сложенном положении находятся под сиденьем. Для трансформации необходимо потянуть секцию. При этом передняя часть подается вперед, увлекая за собой остальные.

---

Механизм трансформации Книжка от компании Грек

Такой тип раскладки простой, но не менее надежный. Механизм трансформации дивана Книжка самый дешевый тип конструкции, поскольку состоит из небольшого количества деталей и не представляет сложности в сборке. На сайте компании «Грек» найдутся как готовые конструкции, так и комплектующие, с помощью которых можно быстро и недорого изготовить красивый диван.

Описание устройства и принцип его работы

Механизм трансформации дивана Книжка включает в состав стальной каркас, на котором расположен сам корпус дивана. Он состоит из двух взаимосвязанных частей, соединенных металлическими деталями конструкции.

Для активации механизма нужно потянуть за нижний край дивана. Он поднимается вверх, опуская спинку в горизонтальное положение. Далее нужно надавить на сиденье до щелчка, после которого конструкция расправится и позволит опустить нижний край каркаса. За несколько секунд готово полноценное спальное место, которое не опускается ниже.

Плюс такой конструкции в том, что она невидима глазу, занимает минимум места и позволяет сохранить под каркасом дивана большой бельевой ящик. Устройство позволяет раскладывать мебель в несколько положений:

• для сидения – спинка находится под углом в 90 градусов к сиденью;
• в полулежачем состоянии – спинка опускается до 145 градусов, позволяя расслабить спину;
• в лежачем состоянии поверхность полностью горизонтальна.

Чтобы сделать мебель более комфортной аналогичными устройствами можно оснастить подлокотники, чтобы в лежачем состоянии приподнимать уровень головы или ног.

Такой механизм известен уже давно, но даже с учетом появления новых конструкций не теряет позиций. Такой любви устройство обязано своим достоинствам:

• универсальность – один предмет сочетает несколько вариаций;
• легкость раскладки и сборки;
• наличие места под белье;
• широкое спальное место – на нем умещается семья с ребенком;
• надежный устойчивый механизм, выдерживает нагрузку до 200 кг;
• можно располагать диван возле стены или посередине комнаты – в разложенном состоянии он не занимает много места.

На сайте компании «Грек» представлены разные конструкции и устройства для производства любого типа мебели. Все товары имеют отметку о проверке качества, гарантируют долгий срок службы и продаются по низкой цене. С помощью механизмов и комплектующих к ним можно создавать уникальные модели диванов без больших затрат.

Механизмы трансформации диванов, механизм книжка

Механизм трансформации — один из важнейших параметров для любого дивана. От него напрямую зависят удобство, функциональность и сроки эксплуатации любого предмета мягкой мебели. На сегодняшний день существует множество механизмов трансформации на любой вкус.

Наиболее универсальным и востребованным механизмом трансформации диванов на сегодняшний день является механизм «книжка».

Основным преимуществом диванов «книжек» является удивительная простота и надежность механизма и сравнительно низкая цена. Функциональность механизма трансформации «книжка» заключается в возможности устанавливать диван в трех положениях: сидя, лежа и полулежа. Для трансформации дивана необходимо всего лишь поднять сиденье до щелчка и опустить уже готовую спальную поверхность. Благодаря своей универсальности и доступности, диваны с механизмом «книжка» уже много лет занимают лидирующие позиции в продажах мягкой мебели по всему миру.

Механизм трансформации «еврокнижка» похож на «книжку» тем, что спальная поверхность так же составляется из спинки и сиденья, соответственно, ширина этого дивана ограничена их размерами.

Для того чтобы разложить диван, нужно просто выкатить вперед сиденье, которое передвигается на перекатных роликах по направляющим из твердой древесины, и опустить спинку. От стены такой диван отодвигать не надо, ведь передвигается его передняя часть. Трансформация спинки осуществляется за счет петель, сидение выкатывается на роликах.

Диван в сложенном положении занимает достаточно много места. Большая, по сравнению со стандартной, глубина сидения компенсируется декоративными подушками.

Благодаря тому, что диваны с механизмом «аккордеон» имеют высокое, широкое и ровное спальное место, они отлично подходят для ночного отдыха. Механизм раскладывается легко по принципу гармошки.

Суть механизма весьма проста — две трети спального места в сложенном состоянии образуют заднюю и лицевую поверхности спинки, а последняя треть — сиденье.

Раскладывать «аккордеон» достаточно просто, нужно лишь потянуть за скрытый ремешок, после чего сиденье поедет вперед, а двойная спинка, развернувшись, окажется на одном уровне с сиденьем. Таким образом, спальное место получается привычно высокое.

Механизм «Дельфин» преимущественно используется в угловых диванах. Это надежный и простой в использовании механизм дополняет угловой диван по ширине до полноценного спального места. Диваны с механизмом «Дельфин» рассчитаны на большую нагрузку и ежедневное использование. При использовании механизма «дельфин» спальное место на диване получается ровным, удобным и просторным.

Для раскладывания такого дивана нужно выдвинуть из-под более широкой части раму с дополнительной спальной поверхностью и потянуть вверх и вперед за специальную петлю. Подушка поднимется и будет удерживаться на специальных кронштейнах на уровне остальных частей дивана.

«Французская раскладушка» — один из самых популярных механизмов у диванов европейского производства.

Суть механизма заключается в том, что все три части ложа складываются в широкую часть дивана «гармошкой», вместе с легкими ножками — похоже на механизм обычной раскладушки. В этой версии раскладушки ложе получается более прочным, ровным и мягким, чем у обычной, однако такой механизм не рекомендуется использовать для постели на каждый день, это не очень полезно для позвоночника.

Механизм трансформации «Французская раскладушка» менее надежен, чем многие другие системы, и вряд ли может обеспечить идеально ровную спальную поверхность.

Механизм трансформации «Американская раскладушка»  — дальнейшее развитие идей французской раскладушки. В отличие от исходного варианта, «Американская раскладушка» более надежена и может использоваться не только в гостевых диванах, но и в той мягкой мебели, что эксплуатируется постоянно, изо дня в день.

В новых вариациях механизма обычно применяется металлический каркас и деревянные ортопедические латы, но в старых можно встретить в качестве подложки сетку, которая быстро провисает. Диван-кровать, в исполнении которого нашел применениемеханизм «Американская раскладушка» , обеспечивает своему владельцу удобную, ровную поверхность для отдыха.

Выкатной механизм — также очень распространенный вид трансформации. Он весьма надежен и предназначен для ежедневного использования. Потянув за потайной ремешок, владелец легко раздвигает диван во всю длину, ведь при трансформации передняя часть тянет за собой все другие. Учитывая то, что спальные места в таких диванах располагаются перпендикулярно сидению, механизм «Выкатной» обеспечивает выдающуюся компактность мягкой мебели, весьма скромные ее габариты по ширине.

Следует отметить, что при покупке дивана именно с выкатным механизмом, это то, что в разложенном виде его высота немного отличается от того, как он смотрится в собранном состоянии. Будьте готовы к тому, что само спальное место будет ниже, чем сидение дивана в еще не разложенном виде.

 

 

 

Мебельная фабрика «Аврора» — Механизмы трансформации

Механизмы трансформации мягкой мебели

Говоря о механизмах нужно понимать, «плохих» и «хороших» механизмов трансформации не бывает. Но бывает неверный подход к выбору дивана для конкретной комнаты. Подбирая диван по типу трансформации, обращайте внимание на детали: особенности конструкции, легкость и скорость раскладывания, соприкосновение с полом и наличие бельевого ящика.Так же важно и назначение будущего дивана – ежедневное использование или раскладывание от случая к случаю?

Тик-так

Простой и надежный механизм. Основным преимуществом является ровное и удобное спальное место. «Тик-так» не нужно отодвигать от стены при раскладывании – конструкция дивана выдвигается вперед.

Модели с механизмом «Тик-так» — «Левел», «Флореста», «Ричмонд», «Рио»

Еврокнижка (релакс)

Простой и надежный механизм. Основное отличие в том, что посадочное место просто выкатывается вперед е, а конструкция изначально предусматривает наличие вместительного бельевого ящика. При этом образуется релакс положение, создающее неповторимый комфорт посадки.

Модели с механизмом «Еврокнижка» — «Сиэтл», «Соренто»

Книжка (нулевая стена)

Один из самых простых механизмов, очень практичен в использовании. Фабрика «Аврора» доработала этот механизм, создав систему «нулевой стены», то есть при раскладке не нужно отодвигать диван от стены.

Модели с механизмом «Книжка» — «Дискавери», «Инфинити»

Венеция/Высоковыкатной

Наиболее популярным для угловых диванов считается механизм «Венеция». В разложенном виде диван образует просторное спальное место. Подобным механизмом является «Высоковыкатной» — при раскладывании он выдвигается вперед еще на 1 деление, образуя спальное место длиной около 2 метров.

Модели с механизмом «Венеция» — «Гранд», «Честер», «Неаполь», «Прага», Высоковыкатной — «Неаполь», «Венера»

Клик-кляк

Механизм, похожий на «книжку», особенностью этой модели является возможность поставить диван не только в положения, предназначенные для сидения и сна, но и в положение полу-лежа.

Модели с механизмом «Клик-Кляк» — коллекция «Пальмира»

Механизмы диванов. Подробное описание. Плюсы и минусы.

Диван со спальным местом подразумевает наличие механизма трансформации. Какие бывают механизмы диванов и как правильно сделать выбор при покупке дивана со спальным местом?

В нашем интернет-магазине представлены модели диванов и кресел со всеми возможными механизмами трансформации. Каждый механизм имеет свои плюсы и минусы. Давайте попробуем разобраться и выбрать именно то, что нужно Вам.

Классический механизм трансформации для многих советских диванов. Механизм проверен временем, очень надежен и рассчитан на долгий срок эксплуатации.

Для того, чтобы разложить диван-книжку нужно потянуть его сиденье вверх до щелчка, так, что спинка примет горизонтальное положение, после чего опустить обратно.

По трансформации в спальное место диван схож с механизмом «книжка», только в случае с «еврокнижкой» диван выкатывается вперед, а спинка переворачивается и опускается.

Этот механизм очень напоминает механизм «книжка», только с возможностью регулирования положения спинки. 

• Нельзя ставить вплотную к стене, для трансформации дивана в кровать необходимо место за спинкой

Механизм трансформации «Тик-Так»

Достоинства:

• При трансформации не повреждает напольное покрытие
• Прост и надежен в эксплуатации
• Просторный ящик для белья
• Можно размещать как вплотную к стене или посередине комнаты

Механизм трансформации “тик-так” — это модифицированная “еврокнижка”. Передняя часть дивана с механизмом «тик-так» поднимается на специальных опорах, выдвигается вперед в воздухе и мягко опускается на пол. Таким образом, механизм “тик-так” минимально повреждает напольное покрытие и применим в диванах любого формата.

Механизм трансформации «Выкатной»

Достоинства:

• Большое спальное место и компактность в сложенном виде
• Прост и надежен в эксплуатации

Недостатки:

• Низкое расположение ложа после раскладывания

Спальное место дивана с механизмом «Выкатной» состоит из трех частей: одна в спинке и две в сиденье, сложенные друг на друга. Для трансформации достаточно без усилий потянуть за специальную петлю: передняя часть, выдвигаясь, потянет за собой остальные. Диван разложен.

Механизм трансформации «Дельфин»

Достоинства:

• Подходит для постоянного использования
• Легко раскладывать
• Требует минимального дополнительного места для раскладывания
• Вместительный и удобный ящик для белья

Механизм трансформации «дельфин» применим в угловых диванах. Под угловой частью дивана находится вместительный ящик для белья, доступ к которому обычно облегчается специальной газовой пружиной. Механизм очень прочный и надежный, предназначен для ежедневного использования.

Механизм трансформации «Аккордеон»

Достоинства:

• Широкое спальное место
• Компактные габариты дивана

Недостатки:

• Требует много места для трансформации
• При частом использовании пружинный механизм требует ухода и смазывания
• Механизм не должен подвергаться высоким нагрузкам

Раскладывать “аккордеон” достаточно просто, нужно лишь потянуть за скрытый ремешок, после чего сиденье поедет вперед, а двойная спинка, развернувшись, окажется на одном уровне с сиденьем. Таким образом, спальное место получается привычно высокое.

Механизм трансформации «Французская раскладушка»

Достоинства:

• Самое простое в эксплуатации и раскладывании спальное место

Недостатки:

• Тонкий матрас
• Отсутствие бельевого ящика

Механизм “Французская раскладушка” широко применим в диванах европейского производства. Как правило, такие диваны служат как гостевые и не предназанчены для ежедневного использования.

Механизм трансформации «Конрад» (другое название — «Телескоп»)

Достоинства: 

• Надежный и простой в эксплуатации
• Встроенный ящик для белья
• Удобное, просторное спальное место

Недостатки:

• Диван тяжелый, имеет большой вес

Диван с механизмом «Конрад» состоит из трех секций, для раскладывания дивана нужно потянуть спереди за нижнюю часть, секции выкатываются одна за другой и встают на опоры.

Механизм трансформации «Пума» Достоинства:

• Максимально легко раскладывать, подходит для ежедневного использования

Недостатки:

• Нет ящика для белья в модели без угла (в угловой модели ящик находится под оттоманкой)

Для раскладывания нужно потянуть сиденье вверх и вперед — оно поднимется и как бы шагает навстречу, мягко опустившись на нужное место. Вторая часть спального места при этом сама поднимется из-под первой.

 

Дата: 07.10.2016г.

трансформации, аккордеон, книжка, дельфин, клик кляк

Механизм трансформации «Тик-Так»

Механизм трансформации «Пума»

Механизм трансформации «Дельфин»

Механизм трансформации «Венеция»

Диваны сегодня можно встретить как классические, так и трансформеры. Последний тип этом мягкой мебели имеет в составе конструкции диванные механизмы трансформации, позволяющие создавать комфортное ложе для отдыха или сна. Выбирая подходящий вариант трансформирующего устройства, необходимо опираться на индивидуальные потребности покупателя, а также возможности помещения. Ознакомившись с популярными моделями диванных механизмов, вы сможете выбрать оптимальную для себя модель в нашем каталоге.

Аккордеон

К самым востребованным типам конструкций относят диванный механизм аккордеон. Диван с подобным оснащением выгодно отличается компактными размерами в сложенном виде. Выдвижная часть скрыта в спинке изделия, что позволяет его расположить у стены. Идеальный вариант для малогабаритных квартир.

Диван-книжка

Популярный тип конструкции на отечественном мебельном рынке. Раскладывается диванный механизм книжка путем приподнимания сиденья до специфического щелчка. После него диван преобразуется в кровать. Недостатком считается невозможность расположения мягкой мебели у стены.

Диван типа дельфин

Этот механизм представляет собой выдвижное устройство, с помощью которого извлекается вспомогательная секция. Диванный механизм дельфин считается отличным решением для компактной мягкой мебели, которую можно запросто расположить в маленькой комнате.

Диван клик-кляк

Модернизированный вариант механизма типа книжка. Удобный диванный механизм клик кляк выделяется среди аналогов не только характерным звуком работы, но и тройным положением спинки:
• cидя;
• полулежа;
• лежа.

Отдельные модели механизмов этого типа оснащены дополнительными боковыми вставками, преобразующимися в подлокотники.

Каждый из перечисленных механизмов имеет свои преимущества. Это указывает на индивидуальность каждой конкретной модели диванного механизма.

7.11B: Бактериальная трансформация — Биология LibreTexts

Трансформация — это прямое поглощение, включение и экспрессия экзогенного генетического материала из окружающей среды.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Различия между естественной и искусственной трансформацией

Основные выводы

Ключевые точки

• Трансформация приводит к генетическому изменению клетки-реципиента.
• Экзогенная ДНК попадает в реципиентную клетку из окружающей среды через клеточную мембрану (мембраны).
• Трансформация происходит естественным образом у некоторых видов бактерий, но также может подвергаться искусственному воздействию в других клетках.

Ключевые термины

• эукариот : Имеющие сложные клетки, в которых генетический материал организован в мембраносвязанные ядра.
• трансформация : В молекулярной биологии трансформация — это генетическое изменение клетки, возникающее в результате прямого поглощения, включения и экспрессии экзогенного генетического материала (экзогенной ДНК) из окружающей среды и принимаемого через клеточную мембрану (мембраны).
• экспрессия : Экспрессия гена — это процесс, с помощью которого информация от гена используется в синтезе функционального генного продукта.
• экзогенный : производится или происходит вне организма.
• транслоказа : фермент, который помогает перемещать другую молекулу, обычно через мембрану.

Генетическое изменение

В молекулярной биологии трансформация — это генетическое изменение клетки, возникающее в результате прямого поглощения, включения и экспрессии экзогенного генетического материала (экзогенной ДНК) из окружающей среды и принимаемого через клеточную мембрану (мембраны).

Трансформация : Иллюстрация бактериальной трансформации. ДНК мертвых клеток разрезается на фрагменты и выходит из клетки. Затем свободно плавающая ДНК может быть захвачена компетентными клетками. Экзогенная ДНК включается в хромосому клетки-хозяина посредством рекомбинации.

ЕСТЕСТВЕННАЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ

Трансформация происходит естественным образом у некоторых видов бактерий, но также может быть осуществлена ​​искусственным путем в других клетках. Чтобы трансформация произошла, бактерии должны быть в состоянии компетентности, что может происходить как ограниченная по времени реакция на условия окружающей среды, такие как голодание и плотность клеток.Трансформация — это один из трех процессов, посредством которых экзогенный генетический материал может быть введен в бактериальную клетку; два других — конъюгация (перенос генетического материала между двумя бактериальными клетками в прямом контакте) и трансдукция (инъекция чужеродной ДНК вирусом бактериофага в бактерию-хозяин).

«Преобразование » также можно использовать для описания внедрения нового генетического материала в небактериальные клетки, включая клетки животных и растений; однако, поскольку «трансформация» имеет особое значение по отношению к животным клеткам, указывая на прогрессирование до ракового состояния, следует избегать этого термина для животных клеток при описании введения экзогенного генетического материала.Введение чужеродной ДНК в эукариотические клетки часто называют «трансфекцией ».

Бактериальную трансформацию можно назвать стабильным генетическим изменением, вызванным поглощением «голой» ДНК (ДНК без ассоциированных клеток или белков). Компетенция относится к состоянию способности поглощать экзогенную ДНК из окружающей среды. Есть две формы компетенции: естественная и искусственная.

Около 1% видов бактерий способны естественным образом поглощать ДНК в лабораторных условиях; большее количество людей может принять это в своей естественной среде обитания.Материал ДНК может передаваться между различными штаммами бактерий в процессе, который называется горизонтальным переносом генов.

Некоторые виды после гибели клетки высвобождают свою ДНК, которая будет поглощена другими клетками; однако трансформация лучше всего работает с ДНК близкородственных видов. Эти естественно компетентные бактерии несут наборы генов, которые обеспечивают белковый аппарат для переноса ДНК через клеточную мембрану (и). Для транспорта экзогенной ДНК в клетки могут потребоваться белки, которые участвуют в сборке пилей типа IV и системы секреции типа II, а также комплекса транслоказ ДНК на цитоплазматической мембране.

ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ И ГРАММ-ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ РАЗНИЦА

Из-за различий в структуре клеточной оболочки грамположительных и грамотрицательных бактерий существуют некоторые различия в механизмах захвата ДНК этими клетками. Однако большинство из них имеют общие черты, связанные с родственными белками. ДНК сначала связывается с поверхностью компетентных клеток на рецепторе ДНК и проходит через цитоплазматическую мембрану через ДНК-транслоказу. Может проходить только одноцепочечная ДНК, поэтому одна цепь разрушается нуклеазами в этом процессе, а затем перемещенная одноцепочечная ДНК может быть интегрирована в бактериальные хромосомы посредством RecA-зависимого процесса.

В грамотрицательных клетках из-за наличия дополнительной мембраны ДНК требует наличия канала, образованного секретинами на внешней мембране. Пилин может потребоваться для компетентности, однако его роль неясна. Поглощение ДНК обычно неспецифично для последовательности, хотя у некоторых видов присутствие конкретных последовательностей захвата ДНК может способствовать эффективному захвату ДНК.

ИСКУССТВЕННАЯ ПЕРЕДАЧА

Искусственная компетентность может быть вызвана лабораторными процедурами, которые включают создание пассивной проницаемости клетки для ДНК путем воздействия на нее условий, которые обычно не встречаются в природе.Обычно клетки инкубируют в растворе, содержащем двухвалентные катионы; чаще всего раствор хлорида кальция в холодном состоянии, который затем подвергается тепловому шоку. Однако механизм захвата ДНК посредством химически индуцированной компетентности в этом методе трансформации хлорида кальция неясен.

Поверхность бактерий, таких как E. coli, заряжена отрицательно из-за фосфолипидов и липополисахаридов на ее клеточной поверхности, а ДНК также заряжена отрицательно.Таким образом, одной из функций двухвалентного катиона является экранирование зарядов путем координации фосфатных групп и других отрицательных зарядов, тем самым позволяя молекуле ДНК прикрепляться к поверхности клетки. Предполагается, что воздействие на клетки двухвалентных катионов в холодных условиях может также изменить или ослабить структуру клеточной поверхности клеток, делая ее более проницаемой для ДНК. Считается, что тепловой импульс создает тепловой дисбаланс по обе стороны от клеточной мембраны, что заставляет ДНК проникать в клетки либо через клеточные поры, либо через поврежденную клеточную стенку.

Электропорация — еще один метод повышения компетентности. Используя этот метод, клетки кратковременно подвергают воздействию электрического поля 10-20 кВ / см, которое, как считается, создает отверстия в клеточной мембране, через которые может проникнуть плазмидная ДНК. После поражения электрическим током отверстия быстро закрываются механизмами восстановления мембраны клетки.

O. T. Avery, et al. были первыми, кто продемонстрировал, что «грубые» колонии S. pneumoniae могут быть преобразованы в «гладкие» (образующие капсулы) колонии путем добавления экстрактов ДНК первых ко вторым, таким образом «трансформируя» их.(См. Ледерберг ниже)

1. Ледерберг, Джошуа (1994). Трансформация генетики с помощью ДНК: празднование годовщины AVERY, MACLEOD и MCCARTY (1944) в анекдотических, исторических и критических комментариях по генетике. Университет Рокфеллера, Нью-Йорк, Нью-Йорк 10021-6399. PMID 8150273.

9.5: Преобразование — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Авторы и авторства

В генной инженерии существуют хорошо зарекомендовавшие себя методы, позволяющие увеличить способность бактерий поглощать плазмиды из окружающей среды ²⁶⁴ .Однако мы сосредоточимся на естественных процессах, связанных с горизонтальным переносом молекул ДНК из окружающей среды в клетку или от клетки к клетке. Первый из этих процессов известен как трансформация. Это активный процесс, который включает ряд компонентов, кодируемых генами, которые могут быть включены или выключены в зависимости от условий окружающей среды. Рассмотрим тип бактерий, которые могут импортировать ДНК из окружающей среды. Однако, если плотность бактерий низкая, тогда будет мало ДНК для импорта, и, возможно, не стоит прилагать усилия для экспрессии генов и синтеза белков, участвующих в механизме трансформации.Фактически, бактерии могут определять плотность организмов в окружающей их среде с помощью процесса, называемого кворум-зондированием, который мы рассмотрим более подробно позже. Бактерии используют системы контроля кворума для синтеза системы поглощения ДНК, когда того требуют условия, по-видимому, путем активации определенного фактора транскрипции (см. Выше). Находясь в тесноте, система контроля кворума включает экспрессию системы обновления ДНК и генерирует клетки, способные к трансформации.

Здесь мы описываем процесс у одного типа бактерий, но функционально аналогичные механизмы используются у других видов бактерий и архей.Двухцепочечная ДНК связывается с поверхностью бактериальной клетки через множество рецепторов ДНК. В некоторых случаях эти рецепторы связывают определенные последовательности ДНК, в других они связывают ДНК в целом (то есть любую последовательность ДНК). Как показано, грамотрицательные бактерии имеют две липидные мембраны, внешнюю и внутреннюю (плазматическую) мембрану с периплазматическим пространством между ними. В реакции, связанной с гидролизом АТФ, ДНК, связанная с внешней поверхностью бактерии, перемещается через белковые поры через внешнюю мембрану в периплазматическое пространство, где она передается белку канала ДНК. одна нуклеаза, в то время как другая движется по каналу в цитоплазму клетки в направлении от 5 ‘до 3’.Оказавшись внутри клетки, ДНК связывается со специфическими белками, связывающими одноцепочечную ДНК, и с помощью процесса, известного как рекомбинация, вставляется в геном хозяина ²⁶⁵ . Хотя молекулярные детали этого процесса и функционально схожие процессы лучше всего рассматривать в другом месте, ключевым моментом является то, что трансформация позволяет клетке решать, принимать ли чужеродную ДНК или нет, и добавлять эти последовательности ДНК в свой геном.

Авторы и авторство

• Michael W.Климковски (Университет Колорадо в Боулдере) и Мелани М. Купер (Университет штата Мичиган) при значительном вкладе Эмины Бегович и некоторой редакционной помощи Ребекки Климковски.

Бактериальная трансформация — обзор

Бактериальная трансформация и кишечная абсорбция ДОН и его производных

Бактериальная трансформация и кишечная адсорбция ДОН у людей и животных были недавно рассмотрены. ^22,23 Судьба ДОН в желудочно-кишечном тракте показана на рис. 8.2.

Рисунок 8.2. Описание желудочно-кишечной судьбы ДОН у человека.

Попадая в организм через зараженную пищу, ДОН и его производные могут проходить через стенку кишечника в зависимости от метаболизма бактерий. Виды с однокамерным желудком, такие как люди и свиньи, характеризуются высоким содержанием бактерий (микроорганизмы: 10 ⁹ –10 ¹² ), расположенных в их толстой кишке, в то время как животные с многожелудком, такие как жвачные, имеют высокое содержание бактерий как до, так и после тонкой кишки .Эта локализация сильно влияет на кишечную абсорбцию и метаболизм проглоченного ДОН и его метаболитов, тем самым вызывая значительную катаболическую деградацию и сильно влияя на биодоступность этих молекул. ^24–26

У животных с однокамерным желудком большие количества проглоченного ДОН могут проходить через эпителий кишечника и достигать компартмента крови. У свиней было показано быстрое и эффективное всасывание токсина через проксимальный отдел тонкой кишки ^24–26 , вероятно, с вовлечением тощей кишки. ²⁷ Сходство между кишечником человека и свиньи позволяет предположить, что люди также могут эффективно поглощать проглоченный ДОН с помощью того же механизма. Хотя имеется мало данных о механизме кишечной абсорбции ДОН, исследования in vitro и показали, что это может происходить посредством пассивной трансцеллюлярной и / или параклеточной диффузии. ²⁸ Соответственно, предполагается, что более полярные конъюгаты DON, такие как D3G, в меньшей степени адсорбируются в тонком кишечнике по сравнению с их исходной формой.

Этот тезис был подтвержден результатами, сообщенными Де Нийсом и др., ²⁹ , которые проверили in vitro трансформацию и возможное всасывание D3G в тонком кишечнике. В частности, D3G подвергали обработке человеческими клетками Caco-2 в системе трансвелл. Результаты показали, что клетки Caco-2 не были способны превращать D3G в DON после 24 часов обработки, в то время как казалось, что когда DON подвергался тому же процессу, часть его поглощалась клетками человека (около 23% начальная добавленная сумма).На основании этих экспериментов можно было сделать вывод, что D3G не гидролизуется и не трансформируется при прохождении через верхний тракт кишечника человека, в то время как DON может частично абсорбироваться человеческими клетками в этом тракте. ²⁹

Что касается полигастрических животных, то, по-видимому, ДОН эффективно детоксифицируется микрофлорой рубца посредством реакции деэпоксидирования в анаэробных условиях, ^30,31 эта реакция приводит к образованию более слабых иммунодепрессивных катаболитов по сравнению с ДОН. ³² Подобная стадия деградации может иметь место в толстой кишке видов с однокамерным желудком, хотя и в меньшей степени. В частности, низкая концентрация ДОН обычно выделяется в кале животных с однокамерным желудком в виде ДОМ-1, тогда как большая часть проглоченного ДОН выводится с мочой в виде ДОН, глюкуронида-ДОН, глюкуронида-ДОМ-1 и ДОМ-1. ^33,34

Хорошо известно, что разные виды проявляют разную эффективность деэпоксидирования, но у людей эта способность довольно низка. ³⁵ В частности, из данных, представленных в литературе, можно утверждать, что предварительное воздействие ДОН на микробиоту является ключевым фактором, вызывающим появление бактериальной детоксикационной активности, либо за счет индукции экспрессии определенные ферменты и / или выбор конкретных видов бактерий, способствующих детоксикации. ³⁵ Согласно недавним исследованиям, ³⁶ эксперименты, проведенные с человеческими фекалиями пяти добровольцев, показали, что только одна спонтанно обладала бактериями, способными трансформировать ДОН в DOM-1.

Исходя из этих результатов, дальнейшие исследования могут выявить, могут ли различные пищевые привычки или более высокая численность некоторых составляющих микробиоту видов влиять на формирование DOM-1 у людей.

Также была исследована возможная деградация производных ДОН в толстой кишке животных с однокамерным желудком. В первом модельном исследовании D3G был подвергнут инкубации in vitro с культурами кишечных бактерий, в основном Lactobacillus, Enterococcus, Enterobacter и Bifidobacterium типов.Авторы сообщили о частичном гидролизе замаскированной формы, таким образом подчеркнув, что конъюгаты DON могут расщепляться до исходной формы после бактериального гидролиза в толстом кишечнике человека. ²¹

Совсем недавно деградация D3G микробиомом кишечника человека была описана Dall’Erta et al. ¹⁶ с использованием анализа фекальной ферментации на пяти здоровых добровольцах. D3G был полностью восстановлен через 30 минут, но он полностью деглюкозилировался и разложился — в основном до DON — через 24 часа.Следы деэпоксилированного ДОН (ДОМ-1) были обнаружены в образцах через 24 ч обработки. Об аналогичном эксперименте сообщили Gratz et al. ³⁶ Результаты, полученные в этих двух независимых исследованиях, согласуются, демонстрируя, что высвобождение ДОН из D3G может увеличить его доступность в толстой кишке, хотя предполагается, что абсорбция ДОН выше в двенадцатиперстной кишке и в тонком кишечнике.

Arabidopsis в трансформации растений. Использование, механизмы и перспективы трансформации других видов

• Copyright © 2000 Американское общество физиологов растений

Способность перемещать ДНК в организм и тем самым изменять его фенотип является центральной как для базовой, так и для прикладной молекулярной биологии.Трансформация — простая задача с Escherichia coli или Saccharomyces cerevisiae , но обычно более трудна для многоклеточных эукариот и может быть особенно сложной для некоторых важных видов растений. Однако для Arabidopsis были разработаны невероятно простые методы трансформации in planta. Попытки применить методы трансформации плантаций к другим видам растений часто терпели неудачу. Частично это может быть связано с плохим пониманием механизмов, лежащих в основе успешного метода трансформации арабидопсиса.Соответственно, были проведены исследования трансформации арабидопсиса, и три группы недавно опубликовали соответствующие результаты. Недавно также было сообщено об успешной трансформации планта бобовых Medicago truncatula , что показывает, что этот метод может быть адаптирован к другим видам. Клеточная мишень для трансформации M. truncatula может несколько отличаться от мишени для Arabidopsis. Вышеупомянутые результаты могут направить будущие усилия по улучшению трансформации других видов растений.

Это обновление начинается с краткого обзора протоколов трансформации, исключающих культивирование тканей, и их впечатляющей полезности. Затем описаны недавние открытия, касающиеся трансформации Arabidopsis и M. truncatula . Обзор завершается комментариями о возможных путях улучшения трансформации других видов растений.

ИСТОРИЯ

Генетическая трансформация растений происходит естественным образом (Hooykaas and Schilperoort, 1992). Ученые смогли проводить контролируемую трансформацию растений с помощью определенных генов с середины 1970-х годов.Наиболее распространенные методы введения ДНК в клетки растений используют бактерии Agrobacterium tumefaciens или быстро перемещающиеся вольфрамовые микрочастицы, покрытые ДНК (Birch, 1997; Hansen and Wright, 1999). Также использовались другие методы, такие как электропорация, микроинъекция или доставка вирусом. Чтобы обеспечить физиологический отбор клеток, которые были успешно трансформированы, интересующую ДНК обычно клонируют рядом с ДНК для селектируемого маркерного гена, такого как nptII (кодирующий устойчивость к канамицину к антибиотикам).

Генетическая трансформация может быть временной или стабильной, а трансформированные клетки могут давать или не давать гамет, которые передают генетический материал последующим поколениям. Трансформация протопластов, клеток культуры каллуса или других изолированных растительных клеток обычно проста и может использоваться для краткосрочных исследований функции генов (Gelvin and Schilperoort, 1998). Трансформация клеток мезофилла листа или других клеток в интактных растениях может в некоторых случаях расширить возможности одноклеточных анализов (например,грамм. Tang et al., 1996). Захватывающие новые подходы, такие как индуцированное вирусом подавление генов, также могут быть применимы для некоторых исследований (Baulcombe, 1999). В эпоху геномики эти краткосрочные анализы будут приобретать все большее значение. Однако во многих случаях желательно или необходимо получить однородно трансформированное растение, несущее трансген в ядерном геноме как единый менделевский локус.

Генерация генетически однородных растений, несущих одно и то же событие трансформации во всех клетках, обычно представляет собой два отдельных препятствия: трансформацию растительных клеток и регенерацию интактных, репродуктивно компетентных растений из этих трансформированных клеток (Birch, 1997; Hansen and Wright, 1999).Хотя было разработано много успешных методов регенерации растений, эти методы часто требуют значительного уточнения протокола и целенаправленных усилий опытных практиков. К сожалению, регенерация растений из отдельных трансформированных клеток часто приводит к мутациям, варьирующимся от единичных изменений основания или небольших перестроек до потери целых хромосом. Кроме того, также могут происходить значительные эпигенетические изменения (например, метилирование ДНК) (Phillips et al., 1994). Часто необходимо создать и скрининг дюжины или более независимых линий растений, трансформированных одной и той же конструкцией, чтобы найти линии, которые претерпели минимальные генетические повреждения и которые несут простое событие вставки (Birch, 1997; Hansen and Wright, 1999).Трансформация возможна для многих видов растений, но требует принятия вышеуказанных ограничений.

МЕТОДЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ, КОТОРЫЕ ИЗБЕГАЮТ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ

Ряд лабораторий использовали методы трансформации растений, исключающие культивирование или регенерацию тканей. Во многих случаях эти методы нацелены на меристемы или другие ткани, которые в конечном итоге приводят к образованию гамет (Chee and Slighton, 1995; Birch, 1997). То же самое можно сказать и о популярных методах трансформации кукурузы, риса, пшеницы и сои на основе культур тканей, которые нацелены на трансформацию молодых апикальных меристем (Birch, 1997).Для этих методов вырезанные или частично разрушенные меристемы трансформируются, подвергаются селекции антибиотиком или гербицидом, а затем переносятся через культуру ткани для регенерации побегов и корней из трансформированных тканей. Для подходов, не связанных с культивированием тканей, у ряда видов использовались Agrobacterium или частицы вольфрама для трансформации клеток в апикальных меристемах или вокруг них, которым впоследствии позволяли расти в растения и производить семена (Chee and Slighton, 1995; Birch, 1997).Однако трансформированные секторы обычно не сохраняются в гаметы с разумной частотой, или эти методы было трудно воспроизвести (Birch, 1997). Сообщалось также, что инъекция «голой» ДНК в яичники дает трансформированное потомство (Zhou et al., 1983). Варианты этого метода и доставки ДНК по «пути пыльцевой трубки» все еще практикуются в Китае (Hu and Wang, 1999). Сообщалось также о переносе гена, опосредованном электропорацией, в интактные меристемы плантаций и о различных процедурах трансформации пыльцы (Chowrira et al., 1995; Тураев и др., 1997 и ссылки. в нем). Однако большинство из этих методов было трудно воспроизвести и они не получили широкого распространения.

ПРЕОБРАЗОВАНИЕ АРАБИДОПСИСА БЕЗ КУЛЬТУРЫ ТКАНЕЙ

Ранние этапы революции, изменившей трансформацию арабидопсиса, были осуществлены Кеном Фельдманном и Дэвидом Марксом. Они применили Agrobacterium к семенам Arabidopsis, вырастили растения до зрелости без какой-либо селекции, затем собрали семена потомства и проращивали их на среде, содержащей антибиотики, для идентификации трансформированных растений (Feldmann and Marks, 1987; Feldmann, 1992).Хотя процедуру было трудно воспроизводить последовательно, успешные раунды производили трансформанты с достаточно высокой скоростью, чтобы тысячи трансформированных линий были получены в течение нескольких лет. Эти линии «инсерционного мутагенеза» помогли ускорить клонирование генов сообществом Arabidopsis (Azpiroz-Leehan and Feldmann, 1997). Линии могут быть проверены на наличие представляющих интерес мутантных фенотипов, и мутировавший ген, ответственный за фенотип, часто может быть идентифицирован путем выделения хромосомной ДНК Arabidopsis, фланкирующей ранее известную Т-ДНК (перенесенную ДНК из Agrobacterium).

Позже другим лабораториям удалось получить трансформированные линии Arabidopsis с помощью методов «клип-н-сквирт» (Chang et al., 1994; Katavic et al., 1994). Репродуктивные соцветия обрезали, Agrobacterium вносили в центр розетки растения, новые соцветия, образовавшиеся через несколько дней, снова удаляли, повторно применяли Agrobacterium , а затем растениям давали возможность развиться и завязать семена. Трансформанты были получены более надежно, чем с помощью метода обработки семян, но эти методы были лишь незначительно более продуктивными, чем традиционные подходы к трансформации арабидопсиса с помощью тканевых культур (например,грамм. Valvekens et al., 1988).

Третий, решающий этап революции в трансформации арабидопсиса наступил, когда Жорж Пеллетье, Николь Бехтольд и Джефф Эллис сообщили об успехе трансформации с помощью «вакуумной инфильтрации» (Bechtold et al., 1993). Растения арабидопсиса на ранних стадиях цветения были выкорчеваны и помещены в колпаке в раствор Agrobacterium . Создавался и затем сбрасывался вакуум, в результате чего воздух, оставшийся внутри растения, вырывался и заменялся раствором Agrobacterium .Растения пересаживали обратно в почву, выращивали до семян, и в следующем поколении можно было отбирать стабильно трансформированные линии с использованием антибиотика или гербицида, подходящего для селектируемого маркерного гена. Скорость трансформации часто превышала 1% протестированных семян. Варианты этого чрезвычайно простого нового метода (рис. 1) были широко приняты исследователями Arabidopsis. В культуре тканей и регенерации растений больше нет необходимости, и можно избежать связанных с этим высоких показателей мутации.

Рис.1.

Это действительно так просто. Для трансформации арабидопсиса окунанием в цветы растения выращивают до стадии, когда они только начинают цвести (A), растения на короткое время погружают в суспензию Agrobacterium , Suc и поверхностно-активного вещества (B), растения выдерживают в течение нескольких еще несколько недель до созревания, а затем собирают семена потомства (C), и семена проращивают на селективной среде (например, содержащей канамицин) для идентификации успешно трансформированного потомства (D).

ПРИМЕНЕНИЕ ДОСТУПНОГО МЕТОДА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Влияние метода вакуумной инфильтрации на исследования Arabidopsis было значительным.Генерация трансформированных линий проста и рутинна (рис. 1; Bechtold and Pelletier, 1998; Clough and Bent, 1998). В первую очередь, значительно снизились барьеры для in planta тестирования интересующего гена. С минимальными усилиями и в течение 3–6 месяцев можно сконструировать несколько линий трансгенных растений и протестировать многочисленные конструкции ДНК.

Второй пример полезности этого метода можно увидеть в проектах позиционного клонирования, в которых ген неизвестной структуры выделяется на основе его положения на генетической карте (например,грамм. Clough et al., 2000). После того, как ген был сопоставлен с генетическим интервалом в несколько сантиметров, хромосомный ход арабидопсиса можно ускорить за счет использования общедоступных коллекций бактериальных искусственных хромосом. Клоны бактериальных искусственных хромосом, содержащие вставочные ДНК, которые охватывают геномную область, могут быть субклонированы в компетентный к трансформации бинарный вектор, перемещены в Agrobacterium и использованы для «целенаправленной комплементации дробовиком» мутантной линии растений. Имея последовательность генома, доступную и привязанную к генетическим картам, исследователи могут даже направить свои усилия на конкретные гены-кандидаты.Представляющий интерес ген идентифицируется путем скрининга трансформированных растений на индивидуумы, которые демонстрируют скорректированный фенотип.

Еще одно важное использование простой высокопроизводительной трансформации возвращается к методам инсерционного мутагенеза, впервые предложенным Фельдманном и другими. Коллекции Arabidopsis, содержащие десятки тысяч независимых трансформированных линий, теперь доступны для скрининга (Azpiroz-Leehan and Feldmann, 1997; Krysan et al., 1999). В качестве альтернативы исследователи могут проводить инсерционный мутагенез уникальной линии растений, например, для проведения скрининга генетических супрессоров конкретной мутации.Можно использовать T-ДНК с меткой активации, которые повышают уровень экспрессии генов рядом со вставкой T-ДНК, или можно использовать T-ДНК, которые помещают β-глюкуронидазу (GUS) или другие маркерные гены под контроль промотора или энхансерных элементов хозяина, которые может фланкировать Т-ДНК в месте вставки (Weigel et al., 2000).

Прямые генетические подходы сначала изучают фенотип, а затем генотип, тогда как обратные генетические стратегии начинаются с последовательности ДНК, а затем ищут линию растений, мутировавшую в этом гене.Эффективные методы трансформации облегчили обратный генетический скрининг растений. Созданы общедоступные коллекции, позволяющие проводить скрининг упорядоченных пулов ДНК из тысяч трансгенных линий на основе ПЦР (Krysan et al., 1999). После того, как подпул ДНК, несущий вставку в интересующий ген, был идентифицирован, можно запросить семена потомства, соответствующие этому пулу. Важно отметить, что многие из этих методов инсерционного мутагенеза также могут быть выполнены с использованием транспозонного мутагенеза (например,грамм. Tissier et al., 1999). Целью многих коллекций семенных банков Т-ДНК и мутагенизированных транспозонов является получение и компилирование в базах данных небольшого отрезка данных о последовательностях ДНК, фланкирующих каждую вставку (Tissier et al., 1999). Это позволит исследователям просто запросить линии растений, несущие мутацию в любой последовательности ДНК в геноме.

Вышеупомянутые стратегии могут быть чрезвычайно полезны при исследованиях с другими видами растений. Для некоторых видов текущие протоколы трансформации близки к достаточным (свидетельством чему является недавнее производство более 18000 фертильных трансгенных линий риса для формирования популяции с инсерционной меткой; Jeon et al., 2000). Однако для многих важных видов осуществление вышеуказанных стратегий было бы значительно облегчено доступностью высокопроизводительных методов трансформации культур, не относящихся к тканевым культурам. После успеха протокола вакуумной инфильтрации Arabidopsis ряд лабораторий пытались использовать вакуумную инфильтрацию Agrobacterium с другими видами растений, но не смогли получить трансформанты. Почему? В отсутствие подходящего ответа логическим следующим шагом было изучение успешных методов Arabidopsis.

КАК РАБОТАЮТ ПРОЦЕДУРЫ ТРАНСФОРМАЦИИ PLANTA ARABIDOPSIS?

Какова клетка-мишень трансформации? Для методов трансформации семян Arabidopsis и вакуумной инфильтрации ранее было показано, что большинство первичных трансформантов несут в себе события вставки гемизиготной Т-ДНК (Feldmann, 1992; Bechtold et al., 1993). Присутствие Т-ДНК только на одной из двух гомологичных хромосом означает, что продуктивная трансформация происходит на поздних стадиях развития цветков, после расхождения мужских и женских зародышевых линий (арабидопсис самоопыляется внутри отдельных цветков, и если трансформация произошла раньше, самоопыление произошло бы. можно ожидать появления некоторых гомозиготных трансформантов из-за присутствия одной и той же вставки Т-ДНК в клетках пыльцы и зародышевого мешка).Мишень трансформации дополнительно определяется тем, что трансформанты, полученные из данного растения, обычно несут независимые события вставки Т-ДНК (Feldmann, 1992; Bechtold et al., 1993). Это говорит о том, что трансформация происходит после расхождения отдельных ветвей пыльцы или яйцеклеток внутри цветка. Также можно постулировать конечную точку развития для типичной цели трансформации. Хотя результат не так хорошо установлен, типичные первичные трансформанты, по-видимому, несут трансген во всех частях растения, предполагая, что трансформация произошла до клеточных делений в оплодотворенном эмбрионе, которые создают независимые меристемы и другие отдельные клоны взрослых клеток растений.Следовательно, трансформация, по-видимому, происходит в развивающихся цветках после формирования отдельных клонов клеток гаметофита, но до экстенсивного развития эмбриона. Следующий вопрос: происходит ли трансформация в первую очередь пыльцы, семяпочек, оплодотворенных эмбрионов или любого из трех?

Интересный исторический факт заключается в том, что вместо решения этого ключевого вопроса исследователи Arabidopsis в середине 1990-х годов сосредоточились на улучшении протокола эмпирической трансформации. Понятно, что первостепенное значение имела практическая мотивация к продолжению создания трансформантов, а общее удовлетворение новым методом трансформации задерживало попытки понять, как он работает.Тем не менее, изменения протокола, идеи и отдельные наблюдения широко распространялись на собраниях, из уст в уста и в электронной группе новостей Arabidopsis (http://www.bio.net/hypermail/ Arabidopsis /).

Значительные результаты, полученные в результате этих усилий сообщества, включали открытия, что (а) растения не нужно было выкорчевывать, обрабатывать Agrobacterium и повторно высаживать. Трансформанты можно было получить, обрабатывая только выступающие соцветия; (b) включение Silwet L-77, сильного поверхностно-активного вещества, которое проявляет относительно низкую токсичность для растений, часто повышая надежность трансформации; и (c) многие различные экотипы Arabidopsis можно было трансформировать, и можно было использовать множество различных штаммов Agrobacterium , хотя наблюдались заметные различия в эффективности.Наиболее важно то, что популярное название «вакуумная инфильтрация» было вытеснено, когда ряд групп обнаружили, что растения могут трансформироваться при погружении в раствор Agrobacterium без вакуумной инфильтрации. Некоторые рабочие впоследствии перешли к нанесению Agrobacterium распылением, а не окунанием. Был опубликован ряд других механистических подсказок и процедурных советов (см. Http://www.bio.net/hypermail/Arabidopsis/; Clough and Bent, 1998). Упрощенный протокол трансформации Arabidopsis «цветочным окунанием» доступен по адресу: // plantpath.wisc.edu/wisc.edu/∼afb/protocol.html.

ОВУЛЫ — ОСНОВНАЯ ЦЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Возвращаясь к вопросу о клеточной мишени трансформации, три исследовательские группы работали параллельно над решением этой проблемы и теперь опубликовали свои результаты (Ye et al., 1999; Bechtold et al., 2000; Desfeux et al., 2000). . Учитывая, что трансформация может происходить простым погружением цветков в раствор Agrobacterium и что пыльники и пыльца обнажаются, а семяпочки — нет, казалось вероятным, что мужской зародышевой линии будет целью трансформации.Однако все три группы обнаружили, что женская зародышевая линия является основной целью трансформации.

В одной серии экспериментов трансформанты получали ауткроссингом после агроинокуляции только донора пыльцы или реципиента пыльцы. Никаких трансформантов не наблюдали среди более чем 14000 семян, полученных после инокуляции донора пыльцы, но 71 трансформант был выделен из примерно 14 800 семян, полученных после инокуляции реципиента пыльцы (рис. 2; Desfeux et al., 2000). Ye и его коллеги наблюдали ноль и 15 трансформантов, соответственно, в аналогичном исследовании (Ye et al., 1999). Эти данные, по-видимому, исключают трансформацию пыльцы по мере ее развития в пыльниках, но не исключают возможность трансформации пыльцы после того, как она прорастает на стигматической поверхности реципиента пыльцы.

Рис.2.

Гистограмма, показывающая количество трансформантов Arabidopsis, полученных путем скрещивания реципиентов пыльцы, инокулированных агро, с неинокулированными донорами пыльцы или наоборот.Разбивка по дням до цветения во время инокуляции (дни после инокуляции) показывает, что трансформанты не были получены, если только Agrobacterium не применяли к относительно молодым цветкам-реципиентам пыльцы, которые находились на расстоянии 5 или более дней от цветения (Desfeux et al., 2000 ).

Трансформация яйцеклетки была убедительно продемонстрирована, когда конструкции, содержащие маркерный ген GUS, были использованы для документирования сайтов доставки Т-ДНК (рис. 3; Ye et al., 1999; Desfeux et al., 2000). 35S и другие стандартные промоторы плохо экспрессируются в тканях гаметофитов, поэтому для слияния GUS использовались дополнительные промоторы Arabidopsis ACT11 (Desfeux et al., 2000), промотор, подобный Skp1 масличного рапса (Bechtold et al., 2000), или промотор вируса мозаики Figwort (Ye et al., 1999). Окрашивание наблюдалось в семязачатках зрелых цветков и молодых цветках, которые еще не достигли опыления (Ye et al., 1999; Desfeux et al., 2000). Desfeux et al. (2000) и Bechtold et al. (2000) не наблюдали окрашивания пыльников или пыльцы GUS (за исключением стабильно трансформированных положительных контролей), что дает еще одно доказательство того, что трансформация пыльцы не является обычным явлением. Ye et al.(1999) сообщили о частом окрашивании семяпочек и пыльцы GUS, но также пришли к выводу, что семяпочки являются основной мишенью для трансформации. Любопытно, что Bechtold et al. (2000) не наблюдали окрашивания яйцеклеток или эмбрионов в своей работе.

Рис.3.

Окрашивание ACT11-GUS яйцеклеток, зародышевых мешков и целых локул Arabidopsis в результате инокуляции Agrobacterium . A. Вид на весь цветок с окрашиванием нескольких семяпочек. B, Семяпочки в сегменте рассеченного цветка, без окрашивания, локализованного окрашивания или полного окрашивания отдельных семяпочек.C, Семяпочки с окрашиванием эмбриона / зародышевого мешка, а не всей семяпочки. D, Окрашивание всей полости локулы из-за экспрессируемой бактериями конструкции GUS в пределах Agrobacterium , которая колонизировала внутреннюю часть локулы. Некоторые панели от Desfeux et al. (2000).

Третья, совершенно другая линия свидетельств также указывает на семяпочки как на основное место продуктивной трансформации. Анализ генетического сцепления с маркированной хромосомой показал, что большинство трансформантов (25 из 26 протестированных) несут Т-ДНК на материнском наборе хромосом (Bechtold et al., 2000). Для одного из 26 событий, связанных с отцовским набором хромосом, наиболее вероятным источником была трансформация пыльцы или интеграция Т-ДНК в диплоидный геном оплодотворенного эмбриона. Тем не менее, совокупный вывод усилий этих трех лабораторий кажется убедительным: развивающиеся семяпочки являются основной целью продуктивной трансформации в процедурах трансформации погружения цветка Arabidopsis или вакуумной инфильтрации (Ye et al., 1999; Bechtold et al., 2000; Desfeux и др., 2000).

GUS ОКРАШИВАНИЕ И ТРАНСФОРМАНТНОЕ ПОКОЛЕНИЕ: ДЕТАЛИ

В приведенных выше экспериментах окрашивание GUS часто наблюдалось только внутри зародышевого мешка семяпочек, что указывает на позднюю трансформацию в развитии мегагаметофита (рис.3c; Ye et al., 1999; Desfeux et al., 2000). Поздние трансформанты были также получены, хотя и с очень низкой частотой, в результате инокуляции цветков, которые были достаточно развиты, чтобы содержать трехъядерную пыльцу и зародышевые мешки на четырехъядерной или зрелой стадии развития (Bechtold et al., 2000). Иногда наблюдали равномерное окрашивание в синий цвет целых семяпочек, предполагая, что трансформация также может происходить раньше при формировании клеточного клона мегагаметофитов (Рис. 3b). Однако более ранние события трансформации, которые приводят к появлению более крупных трансформированных секторов, охватывающих несколько семяпочек, кажутся маловероятными.Трансформанты арабидопсиса из одного и того же растения (Bechtold et al., 1993; Ye et al., 1999) или даже из одного и того же стручка (стручок семян; Desfeux et al., 2000) обычно независимы. Этот последний момент контрастирует с недавними результатами для бобовых M. truncatula (обсуждаемых ниже).

Desfeux и его коллеги отслеживали присутствие Agrobacterium , используя конструкции GUS, которые экспрессируются в Agrobacterium (Desfeux et al., 2000). Инокуляция цветочным окунанием приводила к окрашиванию стигматической поверхности и в различных щелях цветка (не показаны), но также приводила к примерам, в которых закрытые локулы были заполнены синим пятном (рис.3d), предполагая, что локулы могут содержать значительные колонии Agrobacterium .

Трансформанты были получены из стручков, расположенных на нескольких участках соцветия (Bechtold et al., 1993; Ye et al., 1999). Однако трансформанты в одном исследовании не были распределены случайным образом (Пуассон) на основе кремния или растения (Bechtold et al., 2000). В другом исследовании примерно половина силикатов, несущих трансформанты, содержала более одного и до семи трансформантов (Desfeux et al., 2000). Кроме того, хотя большинство силикатов на инокулированных растениях не показывало окрашивания GUS, в нескольких силиках было обнаружено несколько окрашенных зародышей (Desfeux et al., 2000). Очевидно, что некоторые цветы особенно подвержены трансформации.

ВРЕМЯ ПРИВИВКИ, СВЯЗАННАЯ С РАЗВИТИЕМ ЦВЕТОВ, ЯВЛЯЕТСЯ ВАЖНЫМ

Если события продуктивной трансформации происходят в женской зародышевой линии, возникает вопрос, как Agrobacterium получает доступ к семяпочкам, которые развиваются внутри замкнутых локул.Однако локулы арабидопсиса не всегда закрыты. Яичник развивается как кольцо клеток, которые выступают из цветочной меристемы и расширяются, образуя вазообразную структуру, открытую вверху. Только на поздней стадии развития цветков, примерно за 3 дня до цветения, локулы закрываются за счет образования рыльца в виде крышки наверху этой вазы. Эта временная шкала поразительно коррелирует с исследованием ауткроссинга (Рис. 2; Desfeux et al., 2000), в котором все стручки, давшие трансформанты, были из цветков, инокулированных за 5-10 дней до цветения, времени, когда локула открыта.Трансформанты не были получены из цветков, которые находились на расстоянии 4 дней или меньше от цветения во время агроинокуляции. Более того, окрашивание семяпочек GUS происходило только в цветках, которые были инокулированы за 5 или более дней до цветения (Desfeux et al., 2000). Agrobacterium , по-видимому, проникает в локулы Arabidopsis до их закрытия. Альтернативные интерпретации этих результатов по времени инокуляции заключаются в том, что Agrobacterium требуется несколько дней, чтобы накопить достаточное количество и / или адаптироваться к растению и активировать трансформацию.Кроме того, открытие Bechtold et al. (2000), что трансформанты могут быть получены с низкой частотой в результате инокуляции относительно зрелых цветков, предполагает, что некоторые события трансформации могут происходить от Agrobacterium , доставленных другими способами; например, через пыльцевые трубки. В целом, однако, очевидно, что Agrobacterium должна получить доступ к семяпочкам или к ткани-предшественнику яйцеклетки для успешного проведения высокоэффективных процедур трансформации Arabidopsis.

М.TRUNCATULA : ИНОГДА ДРУГАЕТСЯ ЦЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ?

В результате открытия, которое предполагает, что улучшенная трансформация многих видов растений находится в пределах досягаемости, сообщалось об успешной трансформации M. truncatula с помощью вакуумной инфильтрации Agrobacterium (Trieu et al., 2000). Как и в случае с арабидопсисом, исследователям удалось привить цветковые растения или молодые саженцы. Однако сообщалось о поразительной скорости трансформации M. truncatula , варьирующейся от 2.От 9% до 76% всех протестированных семян (Trieu et al., 2000). Интересно, что при инокулировании цветущих растений M. truncatula наблюдались трансформанты, гомозиготные по трансгену, и большинство трансформантов данного растения были братьями и сестрами, полученными в результате одного и того же события интеграции Т-ДНК. Трансформация M. truncatula , по-видимому, может происходить на более ранних стадиях развития растений, чем у Arabidopsis. Однако пять из девяти и шесть из семи трансформантов, исследованных в двух экспериментах по инокуляции проростков, были признаны независимыми, что показывает, что на растении могут возникать множественные события трансформации, даже если оно засеяно как проросток (Trieu et al., 2000). Клеточные цели этих трансформационных событий неизвестны, и определение этих целей должно быть приоритетом для будущих исследований.

В другом интригующем, но необъяснимом результате Trieu et al. (2000) получали трансформанты только в том случае, если сеянцы подвергались обработке яровизацией при 4 ° C / 14 дней, которая вызывала более раннее цветение.

Появление родственных трансформантов нежелательно для таких применений, как инсерционный мутагенез, но в целом достигаются высокие скорости трансформации (Trieu et al., 2000) указывают на то, что этот метод будет чрезвычайно полезен для исследователей, изучающих M. truncatula .

ПОМОГАЕТ ВЫШЕ ИНФОРМАЦИЯ ПРИ ТРАНСФОРМАЦИИ ДРУГИХ ВИДОВ?

Трансформация путем инфильтрации взрослых растений агробактериями Agrobacterium также была описана для пакчой (Liu et al., 1998) и неофициально описана для других Brassicaceae, помимо пакхои и арабидопсиса. Таким образом, несколько видов растений теперь успешно трансформированы с использованием Agrobacterium in planta.Кроме того, хотя эти методы не получили широкого распространения или адаптации, опосредованная Agrobacterium трансформация верхушки побега и связанные с ней методы, минимизирующие культуру ткани, были описаны для ряда других видов растений (Chee and Slighton, 1995 и ссылки в нем). . Разработка надежных протоколов трансформации растений для других видов растений должна быть в пределах досягаемости.

Развитие технологий трансформации рассматривается некоторыми как искусство в равной степени как наука, но успех, скорее всего, будет достигнут благодаря усилиям, основанным на научной литературе и прошлом опыте (например,грамм. см. обзоры Hansen and Wright, 1999 и Birch, 1997). Это должно сочетаться с готовностью пробовать разные подходы и терпеть неудачи на своем пути.

Очень вероятно, что успех будет легче достичь с одними и другими видами, но каковы некоторые критерии, которые могут способствовать успеху? Arabidopsis и M. truncatula — относительно небольшие растения с быстрым временем генерации, но это может повысить простоту усилий больше, чем конечный успех трансформации.Высокий набор семян также может помочь, но не является решающим фактором: хотя отдельные растения Arabidopsis обычно дают от 5000 до 10000 семян, при успешной трансформации M. truncatula было собрано только 33 или меньше семян на одно растение, инокулированное агро-инокуляцией. (Trieu et al., 2000). Аспекты экспериментального плана, такие как конфигурация посадки и режим агро-инокуляции (то есть инокуляция рассады в отличие от цветковых растений), могут привести к резкому изменению количества обработанных образцов.Большое количество может быть важным, если показатели успеха низкие, но также могут быть ловушкой, если качество лечения важнее количества. Яркими примерами этого являются низкие показатели успеха и / или плохая воспроизводимость, которые были достигнуты с Arabidopsis в процедурах трансформации planta до попытки инокуляции растений в полном цвете. Другой пример — необходимость яровизации M. truncatula для достижения эффективной трансформации. Испытание большего количества подходов может быть более продуктивным, чем попытки очень крупномасштабных попыток с помощью узкого набора методов.

Открытие семяпочки как места продуктивной трансформации Arabidopsis дает конкретные предположения о попытках трансформации цветков с другими видами. Применение Agrobacterium к цветущим тканям на очень ранних стадиях их развития и до закрытия локулы, вероятно, будет важным. В качестве альтернативы для некоторых видов можно доставлять Agrobacterium путем микроинъекции завязей или путем попадания Agrobacterium в цветки с помощью микрочастиц или пневматических пистолетов высокого давления (например.грамм. см. патент США № 5 994 624). В качестве дополнительной альтернативы линии растений, такие как мутанты Arabidopsis CRABS-CLAW, которые несут более доступный локул, могут предоставить улучшенную мишень для трансформации (Desfeux et al., 2000). Работа с M. truncatula и Arabidopsis позволяет предположить, что молодые растения также можно обрабатывать, хотя предпочтительнее начало цветения вскоре после агроинокуляции.

Во многих системах трансформации растений выбор генотипа хозяина и / или генотипа Agrobacterium был важным параметром (Birch, 1997).Если недавние открытия арабидопсиса являются показателем, исследования совместимых генотипов хозяев и бактерий лучше всего сосредоточить на анализах, которые отслеживают трансформацию семяпочек или тканей-предшественников яйцеклетки. Для некоторых видов растений использование антиоксидантов или других подходов, снижающих некроз, улучшило скорость трансформации, и можно рассмотреть множество других модификаций (Birch, 1997; Hansen and Wright, 1999). Лучшее понимание переноса Т-ДНК и других аспектов взаимодействия Agrobacterium / растение (например,грамм. Hooykaas and Schilperoort, 1992; Mysore et al., 2000) также может позволить создание лучших комбинаций хозяин / бактерия.

Также следует помнить о других существенно отличающихся методах трансформации (например, Chowrira et al., 1995; Chen et al., 1998). Кто бы мог подумать 20 лет назад о том, что покрытие ДНК на маленьких металлических частицах, а затем выстрел в растения (Klein et al., 1987) может иметь такой успех?

Процедуры цветочной трансформации Agrobacterium имели огромный успех у Arabidopsis, и аналогичный успех теперь кажется вероятным для M.truncatula . Такие успехи, наряду с недавней информацией о целях трансформации арабидопсиса, должны вдохновить на возобновление усилий по адаптации этих методов к трансформации других видов растений. Преимущества очевидны: трансформация без культуры ткани может обеспечить высокопроизводительный метод, требующий минимальных трудозатрат, затрат и опыта. Снижены темпы непреднамеренного мутагенеза. Что еще более важно, упрощенные протоколы трансформации облегчают позиционное клонирование, инсерционный мутагенез и другие процедуры, требующие интенсивной трансформации, уменьшая усилия, необходимые для тестирования любой данной конструкции ДНК в растениях.

Сноски

• №1 Исследования трансформации растений в лаборатории автора поддержаны Северо-Центральной программой исследований сои.

• ↵ * Электронная почта afb {at} plantpath.wisc.edu; факс 608–263–2626.

• Поступила 5 сентября 2000 г.
• Принята 21 сентября 2000 г.

Трансформация и микроинъекция

Березиков Э., Баргманн С.И., Пластерк Р.Х. (2004). Нацеленность на гомологичный ген в Caenorhabditis elegans путем биолистической трансформации. Nucleic Acids Res. 32 , е40. Абстрактный Статья

Блюменталь, Т., Эванс, Д., Линк, К.Д., Гуффанти, А., Лоусон, Д., Тьерри-Миг, Дж., Тьерри-Миг, Д., Чиу, В.Л., Дюк, К., Кирали М., Ким С.К. (2002). Глобальный анализ оперонов Caenorhabditis elegans .Природа 417 , 851–854. Абстрактный Статья

Боссингер, О., Ширенберг, Э. (1992). Связь между клетками у эмбриона Caenorhabditis elegans . Dev. Биол. 151 , 401–409. Абстрактный Статья

Броверман, С., Макморрис, М., и Блюменталь, Т. (1993). Изменение экспрессии гена Caenorhabditis elegans путем направленной трансформации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 90 , 4359–4363. Абстрактный

Дернбург А.Ф., Залевский Дж., Колаяково М.П., ​​Вильнев А. (2000). Опосредованная трансгеном косупрессия в зародышевой линии C. elegans . Genes Dev. 14 , 1578–1583.Абстрактный

Эванс, Т.К., Криттенден, С.Л., Кодойанни, В., и Кимбл, Дж. (1994). Трансляционный контроль материнской мРНК glp-1 устанавливает асимметрию в эмбрионе C. elegans . Ячейка 77 , 83–194. Абстрактный Статья

Пожарная, А.(1986). Интегративная трансформация Caenorhabditis elegans . EMBO J. 5 , 2673–2680.

Файер, А., Альбертсон, Д., Харрисон, С.В., Мурман, Д.Г. (1991). Производство антисмысловой РНК приводит к эффективному и специфическому подавление экспрессии гена в мышце C. elegans . Разработка 113 , 503–514. Абстрактный

Пожарная, А., Харрисон, С.В., и Диксон, Д. (1990). Модульный набор слитых векторов lacZ для изучения экспрессии генов в Caenorhabditis elegans . Ген 93 , 189–198. Абстрактный Статья

Гранато М., Шнабель Х. и Шнабель Р. (1994). pha-1 , селективный маркер для переноса гена в C. elegans . Nucleic Acids Res. 22 , 1762–1763. Абстрактный

Гу Т., Орита С. и Хан М. (1998). Caenorhabditis elegans SUR-5, новый, но консервативный белок, отрицательно регулирует активность LET-60 Ras во время индукции вульвы. Мол. Cell Biol. 18 , 4556–4564. Абстрактный

Герман, Р.К. (1995). Мозаичный анализ. Методы Cell Biol. 48 , 123–146. Абстрактный

Келли, У.Г., Сюй, С., Монтгомери, М.К., и Файер, А. (1997). Четкие требования к соматической и зародышевой экспрессии обычно экспрессируется ген Caernorhabditis elegans . Генетика 146 , 227–238. Абстрактный

Кимбл, Дж., Ходжкин, Дж., Смит, Т., и Смит, Дж. (1982). Подавление янтарной мутации микроинъекцией супрессора тРНК в C. elegans . Природа 299 , 456–458. Абстрактный Статья

Крамер, А. (1996). Структура и функция белков, участвующих в сплайсинге пре-мРНК млекопитающих. Анну. Rev. Biochem. 65 , 367–409.Абстрактный Статья

Kramer, J.M., French, R.P., Park, E.C., and Johnson, J.J. (1990). Ген Caenorhabditis elegans rol-6 , который взаимодействует с геном коллагена sqt-1 для определения морфологии организма, кодирует коллаген. Мол. Cell Biol. 10 , 2081–2089. Абстрактный

Льюис, Дж.А., Флеминг Дж. (1995). Основные методы культивирования. Методы Cell Biol. 48 , 3–29. Абстрактный

Мадуро М. и Пилигрим Д. (1995). Идентификация и клонирование unc-119 , гена, экспрессируемого в нервной системе Caenorhabditis elegans . Генетика 141 , 977–988. Абстрактный

Маниатис, Т.и Рид Р. (2002). Обширная сеть связи между машинами экспрессии генов. Природа 416 , 499–506. Абстрактный Статья

Мелло, К., и Огонь, А. (1995). Трансформация ДНК. Методы Cell Biol. 48 , 451–482. Абстрактный

Мелло, К.К., Крамер Дж. М., Стинчкомб Д. ​​и Амброс В. (1991). Эффективный перенос генов в C.elegans : внехромосомное поддержание и интеграция трансформирующих последовательностей. EMBO J. 10 , 3959–3970. Абстрактный

Нотт, А., Ле Хир, Х. и Мур, М.Дж. (2004). Сплайсинг усиливает трансляцию в клетках млекопитающих: дополнительная функция комплекс соединения экзонов.Genes Dev. 18 , 210–222. Абстрактный Статья

Оккема П.Г., Харрисон С.В., Плунджер В., Арьяна А. и Файер А. (1993). Требования к последовательности для экспрессии гена миозина и регулирование в Caenorhabditis elegans . Генетика 135 , 385–404. Абстрактный

Прайтис, В., Кейси, Э., Коллар, Д., и Остин, Дж. (2001). Создание малокопийных интегрированных трансгенных линий в Caenorhabditis elegans . Генетика 157 , 1217–1226. Абстрактный

Риз, К.Дж., Данн, М.А., Уоддл, Дж. А., и Сейду, Г. (2000). Асимметричная сегрегация PIE-1 в C. elegans опосредуется двумя комплементарными механизмами, которые действуют через отдельные домены белка PIE-1.Мол. Ячейка 6 , 445–455. Абстрактный Статья

Стром, С., Пауэрс, Дж., Данн, М., Риз, К., Мэлоун, К.Дж., Уайт, Дж., Сейду, Г. и Сакстон, В. (2001). Динамика шпинделя и роль γ -тубулина в ранних эмбрионах Caenorhabditis elegans . Мол. Биол. Ячейка 12 , 1751–1764. Абстрактный

(PDF) Механизм трансформации микобактерий с использованием новой технологии с использованием ударной волны, управляемой in-situ кислородсодержащим водородом

www.nature.com/scientificreports/

11

НАУЧНЫЕ ОТЧЕТЫ | 7: 8645 | DOI: 10.1038 / s41598-017-08542-5

Статистический анализ. Статистический анализ выполняли с использованием призмы 5 для графических планшетов. Т-критерий Стьюдента и непарный пост-Т-тест

выполняли, если не указано иное. Значимость считалась следующей: * P <0,05,

** P <0,005, *** P <0,0005.

Ссылки

1. Чен И. и Дубнау Д. Обновление ДНК во время бактериальной трансформации.Nat Rev Microbiol 2, 241–249 (2004).

2. Якобс М., Винендт С. и Шталь У. Высокоэффективная электротрансформация Escherichia coli ДНК из смесей лигирования.

Nucleic Acids Res 18, 1653 (1990).

3. Song, Y. et al. Перенос ДНК бактерий с помощью ультразвука. Nucleic Acids Res 35, e129 (2007).

4. Джагадиш, Г., Удайагумар, Н. Э. N. & Shoc, M. волны могут усиливать бактериальную трансформацию с помощью плазмидной ДНК. Current Science

87, 734–735 (2004).

5. aesh, S. G. et al. Разработка системы доставки сухих частиц и струи жидкости с помощью микрошоковых волн. Appl Microbiol Biotechnol

96, 647–662 (2012).

6. lein, T. M., Wolf, E., Wu,. И Сэнфорд, Дж. Высокоскоростные микрочастицы для доставки нуклеиновых кислот в живые клетки. Nature 327,

70–73 (1987).

7. Джагадиш, Г. и Тахаяма,. Новые применения микроволн в биологических науках. Журнал Индийского института науки,

1–10 (2002).

8. Apperson, S. et al. Микросистема на основе нанотермита для доставки лекарств и трансфекции клеток, Труды конференции Army Science

(26-я), проходившая в Орландо, Флорида, 1–4 декабря 2008 г.

9. Lose, AM, Campos-Guillen, J. , Фернандес, Ф. и Кастано-Тостадо, Е. Усиленная трансформация с помощью ударной волны Escherichia

coli. Ультразвук Med Biol 37, 502–510 (2011).

10. Jagadeesh, G. et al. Безыгольная доставка вакцины с использованием микроволн.Clin Vaccine Immunol 18, 539–545 (2011).

11. Пранаш Г. Д., Аниш . В., Джагадиш, Г., Чаравортти, Д. Бактериальная трансформация с использованием микрошоковых волн. Anal Biochem 419,

292–301 (2011).

12. Джанардханрадж, С. и Джагадиш, Г. Разработка нового миниатюрного узла ударной трубы с приводом от детонации, в котором используется смесь

, генерируемая на месте, кислородно-водородная смесь. Издание Sci Instrum 87, 085114 (2016).

13. odama, T., Hamblin, M.. И Дунас, А.G. Цитоплазматическая доставка молекул с помощью ударных волн: важность импульса. Biophys J

79, 1821–1832 (2000).

14. Zhao, L. et al. Упругие свойства клеточной стенки Aspergillus nidulans изучены с помощью атомно-силовой микроскопии. Biotechnol Prog 21,

292–299 (2005).

15. Моханан, П. В. и Шатинам,. Исследования биосовместимости силиконовой резины. Материалы первой региональной конференции — Ieee

Инженерное общество в медицине и биологии и 14-я конференция Общества биомедицинской инженерии Индии, 369–370 (1995).

16. Брэдли, Дж. Н. Ударные волны в химии и физике. (Метуэн, 1962).

17. Gaydon, A. G. & Hurle, I.. Ударная трубка в химической физике высоких температур. (Чепмен и Холл, 1963).

18. Lose, A. M. Медицинские и биомедицинские приложения ударных волн (Springer, 2016).

19. Ярлиер В. и Нияйдо Х. Стенка микобактериальных клеток: структура и роль в естественной устойчивости к антибиотикам. FEMS Microbiol Lett 123,

11–18 (1994).

20. ieser,. J. & ubin, E.J. Как сестры расходятся: рост и деление микобактерий. Nat Rev Microbiol 12, 550–562 (2014).

21. Сеттлс, Г. Шлирен и методы теневой графики: визуализация явлений в прозрачных средах. (Springer Science & Business

Media, 2001).

Благодарности

Авторы выражают признательность за исследовательские гранты от Организации оборонных исследований и разработок

(DRDO) JG, Совету по исследованиям в области естественных наук (LSRB0008) и программе партнерства DBT-IISc для перспективных исследований

в биологических науках. и биоинженерия в округ Колумбия.Благодарим за поддержку инфраструктуры со стороны ICMR (Центр перспективных исследований в области молекулярной медицины

), DST (FIST) и UGC (специальная помощь). AD поддерживается стипендией

Департамента биотехнологии Индии. Округ Колумбия получил выдающуюся награду и средства для исследователей DAE SRC. e

Авторы также хотели бы поблагодарить г-на Гопинатха за помощь в компьютерном моделировании.

Вклад авторов

AD и J.S. внес равный вклад в эту работу.D.C. и J.G. задумал исследование. Все авторы разработали

экспериментов

. J.S. и А.Д. проводили эксперименты. J.S. сконструировал генератор ударных волн. A.D. разработал

и провел биологические эксперименты. Все авторы участвовали в анализе данных и написании рукописи

.

Дополнительная информация

Дополнительная информация прилагается к этому документу по адресу doi: 10.1038 / s41598-017-08542-5

Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов.

Примечание издателя: Springer Nature остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​

институциональных источников.

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International

License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или формате

при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на автора оригинала ( s) и источник, дайте ссылку на лицензию Cre-

ative Commons и укажите, были ли внесены изменения.Изображения или другие материалы третьих лиц в этой статье

включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии для материала

. Если материал не включен в лицензию Creative Commons для статьи и ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя

. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http: // creativecommons.org / licenses / by / 4.0 /.

© e Автор (ы) 2017

горизонтальный перенос генов | Определение, механизмы и факты

Горизонтальный перенос генов , также называемый горизонтальным переносом генов , передача ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) между разными геномами. Известно, что горизонтальный перенос генов происходит между разными видами, например между прокариотами (организмами, в клетках которых отсутствует определенное ядро) и эукариотами (организмами, клетки которых содержат определенное ядро), а также между тремя ДНК-содержащими органеллами эукариот — ядром, митохондрия и хлоропласт.Приобретение ДНК посредством горизонтального переноса генов отличается от передачи генетического материала от родителей к потомству во время репродукции, которая известна как вертикальный перенос генов.

Trichomonas vaginalis

Предполагается, что горизонтальный перенос гена, кодирующего уникальный метаболический фермент, от бактерий Pasteurella вида к простейшим паразитам Trichomonas vaginalis (показан), как предполагается, облегчил адаптацию последнего организма к животным-хозяевам .

A.L. Leu

Горизонтальный перенос генов стал возможен в значительной степени благодаря существованию мобильных генетических элементов, таких как плазмиды (внехромосомный генетический материал), транспозоны («прыгающие гены») и вирусы, заражающие бактерии (бактериофаги). Эти элементы передаются между организмами посредством различных механизмов, которые у прокариот включают трансформацию, конъюгацию и трансдукцию. В процессе трансформации прокариоты захватывают свободные фрагменты ДНК, часто в форме плазмид, обнаруживаемые в их окружающей среде.При конъюгации происходит обмен генетическим материалом во время временного объединения двух клеток, что может повлечь за собой перенос плазмиды или транспозона. При трансдукции ДНК передается от одной клетки к другой через бактериофаг.

При горизонтальном переносе генов вновь приобретенная ДНК включается в геном реципиента посредством рекомбинации или вставки. Рекомбинация, по сути, представляет собой перегруппировку генов, так что нативные и чужеродные (новые) сегменты ДНК, которые являются гомологичными, редактируются и объединяются.Вставка происходит, когда чужеродная ДНК, введенная в клетку, не имеет гомологии с существующей ДНК. В этом случае новый генетический материал встроен между существующими генами в геноме реципиента.

По сравнению с прокариотами, процесс горизонтального переноса генов у эукариот намного сложнее, главным образом потому, что приобретенная ДНК должна пройти как через внешнюю клеточную мембрану, так и через ядерную мембрану, чтобы достичь генома эукариота. Субклеточные пути сортировки и передачи сигналов играют центральную роль в транспортировке ДНК в геном.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Прокариоты могут обмениваться ДНК с эукариотами, хотя механизмы этого процесса до конца не изучены. Подозреваемые механизмы включают конъюгацию и эндоцитоз, например, когда эукариотическая клетка поглощает прокариотическую клетку и собирает ее в специальный мембраносвязанный пузырь для деградации. Считается, что в редких случаях при эндоцитозе гены ускользают от прокариот во время деградации и впоследствии включаются в геном эукариот.

Горизонтальный перенос генов играет важную роль в адаптации и эволюции как прокариот, так и эукариот. Например, предполагается, что перенос гена, кодирующего уникальный метаболический фермент, от бактерий Pasteurella вида к простейшему паразиту Trichomonas vaginalis , способствовал адаптации последнего организма к животным-хозяевам.