Предисловие

За последние пять лет произошел переворот в методах, применяемых в молекулярной генетике. Переворот этот включает два основных момента - во-первых, развитие методов рекомбинантных ДНК, т. е. методов выделения генов и различных манипуляций с выделенными генами, а во-вторых, открытие и использование способных к перемещениям элементов устойчивости к лекарственным препаратам (транспозонов). Предлагаемое руководство содержит описание экспериментов, которые должны продемонстрировать обе эти новые технологии, причем сделать это таким образом, чтобы знакомые с основами генетики бактерий молекулярные биологи легко могли их освоить. В известном смысле предлагаемая книга служит продолжением (но не заменяет) изданного восемь лет назад руководства J. H. Miller, "Experiments in Molecular Genetics" (Дж. Миллер, "Эксперименты в молекулярной генетике", М.: "Мир", 1976). Предполагается, что изложенные там основные приемы работы читателю уже известны; здесь мы не повторяем ни одного эксперимента, описанного в том руководстве.

Одна из основных сложностей, с которыми сталкиваются ученые, желающие использовать в своих исследованиях современные генетические методы (особенно методы молекулярного клонирования), состоит в огромном количестве основной информации и методов, необходимых для работы в области генетики бактерий и фагов. Мы надеемся, что данное руководство (и университетские курсы, использующие его) сделает эту технологию более доступной.

В основе своей предлагаемое руководство было разработано для трехнедельного курса современной генетики бактерий, который мы преподавали в течение последних четырех лет в лаборатории в Коулд-Спринг-Харборе. Очевидно, что данное пособие может быть использовано и несколько иначе. Во-первых, еще до того как эта книга была опубликована, мы получили на нее множество запросов, из чего следует, что этим пособием будут пользоваться в исследовательских лабораториях просто как сборником методик. Во-вторых, мы надеемся, что оно окажется полезным при проведении практикумов повышенного типа (на уровне аспирантуры). По нашему мнению, такие практикумы для окончивших институт можно составить, взяв некоторые эксперименты из упоминавшегося выше руководства "Эксперименты в молекулярной генетике", а некоторые - из данного руководства. Мы рекомендуем сделать именно так.

Одна из необычных особенностей предлагаемого руководства состоит в том, что в приводимых методиках используется Salmonella typhimurium. Частично это отражает интересы авторов и их квалификацию. Однако оказалось, что использование этой бактерии имеет большие преимущества. Особенности генетики Salmonella и Escherichia coli одинаковы, но работать с транспозонами с Salmonella легче и быстрее (особенно в случае экспериментов с использованием трансдукции). Но, что более существенно, клонирование генов Salmonella в клетках E. coli служит надежной моделью для всех видов молекулярного клонирования. Вполне возможно, что клонированные гены будут фукционировать (подобно некоторым генам дрожжей), однако гомология настолько ограничена, что рекомбинация между клонированными генами и генами клетки-хозяина не осложняет работы. Кроме того, эти эксперименты наглядно иллюстрируют связь между генетическими манипуляциями in vitro с геном, клонированным в клетках E. coli, и генетическим анализом структуры и функции того же самого гена in vivo в том организме, из которого он происходит. Как нам кажется, преимущества изучения тех организмов, с которыми возможны генетические манипуляции, могут стать еще большими с развитием методов рекомбинантных ДНК.

Мы признательны Питеру Уенсенку и Джеффри Миллеру, которые вместе с нами вели первые варианты этого курса в лаборатории в Коулд-Спринг-Харборе. Курс этот (как и его содержание) никогда бы не увидел свет, не будь поддержки многочисленных наших помощников, каждое лето трудившихся над курсом и его переработкой. Это Джон Карлсон, Форрест Чамли, Питер Джерген, Марк Джонстон, Дуглас Кошланд, Стивен Лэм, Барбара Мейер, Пол Риггс, Марк Роуз, Том Сент-Джон, Стюарт Шерер, Молли Шмидт, Дэн Стинчкомб и Фред Уинстон.

Сотрудники лаборатории в Коулд-Спринг-Харборе были полны энтузиазма и оптимизма, особенно во многих кризисных ситуациях. Рей Джестеланд, а затем и Джик Хикс заслуживают наибольшей благодарности. Энн Бушнелл оказала бесценную помощь при нашем обучении электронной микроскопии. Энн Стреферн мы приносим особую благодарность за подбор штаммов. Ненси Форд и ее сотрудники были замечательно терпимы и внимательны при подготовке рукописи. Надин Дам-сер и Мэри Мосчитта заслуживают быть отмеченными особо в связи с их усилиями при издании и подготовке окончательного варианта рукописи, который здесь и воспроизведен.

Мы признательны Александру Кону за разрешение воспроизвести некоторые его карикатуры, которые мы разбросали по всей книге. Эти изобретательные эскизы, украшающие стены Давенпортовской лаборатории, уже ряд лет забавляют как студентов, так и преподавателей. Вацлав Шибальский любезно снабдил их подписями.

Нам приятно также выразить признательность компаниям, предоставляющим бесплатно материалы для использования при обучении на этих курсах: Bethesda Research Laboratories, Inc., Rockville; Maryland; Boehringer-Mannheim Biochemicals, Indianapolis, Indiana; New England Biolabs, Beverly, Massachusetts; New England Nuclear, Boston, Massachusetts и Schleicher and Schuell, Keene New Hampshire.

Наконец, мы признательны Джиму Уотсону за его поддержку генетики бактерий как науки, значение которой в современной молекулярной биологии не теряет своей силы.

Р. Девис, Д. Ботстайн, Дж. Рот