К 140-ЛЕТИЮ НИКОЛАЯ КОНСТАНТИНОВИЧА КОЛЬЦОВА –
ОСНОВАТЕЛЯ РОССИЙСКОЙ ШКОЛЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ
С. В. Шестаков1, Н. Д. Озернюк2
1Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова Российской академии наук, Москва 119991
2Институт биологии развития им. Н.К.Кольцова Российской академии наук, Москва 119334
e-mail: ozernyuk@mail.ru
Николай Константинович Кольцов – выдающийся отечественный биолог, основоположник экспериментальной биологии в нашей стране; создал знаменитую научную школу в области экспериментальной биологии; организовал Институт экспериментальной биологии и более 20 лет был его директором. Идеи Николая Константиновича в различных областях биологии: цитологии, генетики, эмбриологии, в значительной мере изменили облик науки первой половины XX века. Выдвинутая им концепция матричного синтеза наследственных молекул стала основой развития молекулярной биологии.
МАТРИЧНЫЙ ПРИНЦИП КАК ПАРАДИГМА СОВРЕМЕННОЙ ГЕНЕТИКИ
С. Г. Инге-Вечтомов
Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и селекции,Санкт-Петербург 199034
e-mail: ingevechtomov@gmail.com
Представления о непрерывности живого, развивавшиеся с
середины XIX века Н.К.
Кольцов завершил в
ОРГАНИЗАЦИЯ ХРОМОСОМ ЭУКАРИОТ: ОТ РАБОТ Н.К. КОЛЬЦОВА ДО НАШИХ ДНЕЙ
Н.Б. Рубцов
Институт цитологии и генетики Сибирского Отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090
e-mail: rubt@bionet.nsc.ru
В статье рассмотрены идеи и представления Н.К. Кольцова об организации хромосом эукариот, включающие концепцию гигантской молекулы наследственности – гемонемы и ей структурно-функциональной организации. Проведен анализ развития методических направлений в изучении хромосом от изучения хромосомы как окрашиваемой клеточной структуры, визуализации индивидуальных хромосом в живой клетке до определения топологических доменов хромосом человека и мыши с использованием 3С и 5С технологий. Обсуждены перспективы исследований организации хромосомы с использованием современных цитологических, молекулярно-биологических и биоинформатических технологий.
Барьерные элементы хроматиновых доменов эукариот и ядерная оболочка
А. Н. Шабарина, М. В. Глазков
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии развития им. Н. К. Кольцова Российской академии наук, Москва, 119334
В работе рассматриваются результаты экспериментального анализа функций различных типов барьерных элементов, в т.ч. инсуляторов и MARs/SARs, и моделей их действия. Обсуждаются функции яоДНК (ДНК, выделенных из ядерных оболочек) – барьерных элементов, защищающих трансген от эффекта положения, и их взаимодействие с инсуляторами. Предложены возможные механизмы функционирования границ структурно-функциональных единиц эукариотических хромосом у различных организмов.
РЕГУЛЯТОРНЫЕ КОДЫ ТРАНСКРИПЦИИ ГЕНОМОВ ЭУКАРИОТ
Т. И. Меркулова, Е. А. Ананько, Е. В. Игнатьева, Н. А. Колчанов
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090
е-mail: eananko@bionet.nsc.ru
В данной статье рассмотрены некоторые ключевые аспекты регуляции транскрипции генов многоклеточных, включая характеристику промоторов, сайтов связывания транскрипционных факторов, композиционных элементов. Дано описание функциональной роли регуляторных белков транскрипции (базальных факторов и регуляторных транскрипционных факторов) и механизмов, регулирующих их активность. Рассмотрена роль нуклеосомной организации ДНК и модификации хроматина в регуляции транскрипции, а также некоторые механизмы, регулирующие активность транскрипционных факторов в составе генных сетей. В свете современных данных рассмотрен вопрос о кодах регуляции экспрессии генов эукариот.
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГЕНЕРАЦИИ У АМФИБИЙ В ЭПОХУ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПОДХОДОВ И МЕТОДОВ
Григорян Э. Н.1, Маркитантова Ю. В.1, Авдонин П. П.1, Радугина Е. А.1
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наук, Москва 119334
В обзоре представлены результаты изучения молекулярно-генетических механизмов регенерации у амфибий. На примере традиционных и хорошо изученных ранее моделей – восстановление сетчатки и хрусталика глаза, а также конечности и хвоста у амфибий – проанализированы современное состояние проблемы регенерации и вопросы, связанные с репрограммированием клеток, клеточным ростом и морфогенезом. Прослежено развитие идей школы Н.К. Кольцова в эпоху молекулярно-генетических подходов и методов. Предложены современная трактовка органной регенерации в терминах ее молекулярно-генетической регуляции и новый взгляд на определение регенерации в качестве “повторного развития”. Обозначены современные проблемы этого раздела биологии развития, обусловленные трудностями секвенирования геномов и внедрения методов трансгенеза у Urodela – животных с наиболее высокими регенерационными способностями.
КРУПНОМАСШТАБНЫЕ ДУПЛИКАЦИИ ГЕНОВ И ДИВЕРГЕНЦИЯ ПАРАЛОГИЧНЫХ ГЕНОВ НА ПРИМЕРЕ РЫБ.
Н.Д. Озернюк*, Н.С. Мюге
E-mail: ozernyuk@mail.ru
На примере рыб рассмотрены механизмы дивергенции дуплицированных генов, приводящие к небольшим («субфункционализация») и значительным («неофункионализация») изменениям паралогов. Дивергенция генов осуществляется при помощи таких механизмов как приводящие к аминокислотным заменам мутации, реорганизация интрон-экзонной структуры и изменения регуляторных последовательностей, приводящих к различиям пространственно-временной локализации экспрессии паралогичных генов.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ: ИТОГИ И ПРОБЛЕМЫ
Абилев С. К.1, Глазер В. М.2
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук Москва 119991
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра генетики, Москва 119991
Обзор посвящен истории возникновения генетической токсикологии как научного направления, задачам генетической токсикологии и развитию ее методологии. Рассматриваются стратегии и правила тестирования генотоксичных соединений с целью выявления потенциальных канцерогенов для человека и соединений, способных индуцировать наследуемые мутации у человека. Отмечены основные достижения генетической токсикологии в ХХ веке и рассматриваются ее основные проблемы в ХХI веке.
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОЦЕССОВ АДАПТАЦИИ И ПОДХОДЫ К ИХ АНАЛИЗУ
Е.А. Салменкова
Институт общей генетики им. Н.И.Вавилова Российской академии наук, Москва 119991
E-mail: salm@vigg.ru
Большой интерес к исследованию молекулярно-генетических основ процессов адаптации объясняется их значением в понимании эволюционных изменений, в формировании внутривидового и межвидового генетического разнообразия, в создании подходов и программ по сохранению и восстановлению популяций. В статье рассматриваются источники и условия образования адаптивной генетической изменчивости; вклад нейтральной и адаптивной генетической изменчивости в популяционную структуру вида; дано описание методов выявления адаптивной генетической изменчивости на геномном уровне. Значительное внимание уделено возможностям новых технологий анализа генома - секвенирования следующего поколения и некоторых сопутствующих методов. В заключение подчеркивается важная роль совместного использования подходов геномики и протеомики в познании молекулярно-генетических основ адаптации.
СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СОРТА ЯРОВОЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ “ПАМЯТИ МАЙСТРЕНКО” С ИНТРОГРЕССИЕЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ОТ СИНТЕТИЧЕСКОГО ГЕКСАПЛОИДА TRITICUM TIMOPHEEVIIZHUK. XAEGILOPS TAUSCHII COSS.
Л. И. Лайкова1, И. А. Белан2, Е. Д. Бадаева3, Л. П. Россеева2 , С. С. Шепелев2,
В. К. Шумный1,4, *Л. А. Першина1,4
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090; e-mail:pershina@bionet.nsc.ru
2 Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства Россельхозакадемии, Омск 644012
3 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, Москва 119991
4 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный университет, Новосибирск 630090
Синтетические гексаплоиды являются «мостами» для передачи новых генов, определяющих устойчивость к стрессовым факторам, от дикорастущих видов мягкой пшенице. В настоящей работе описаны метод создания и результаты исследования сорта яровой мягкой пшеницы Памяти Майстренко, полученного с использованием одной из иммунных линий, созданных ранее в результате гибридизации сорта яровой мягкой пшеницы Саратовская 29 с синтетическим гексаплоидом T. timopheeviiZhuk. x Ae.tauschii Coss.
С помощью методов С-окрашивания хромосом у сорта Памяти Майстренко выявлены замещения хромосом 2В и 6В на гомеологичные хромосомы G-генома T. timopheevii и замещение хромосомы 1D на ортологичную хромосому Ae.tauschii. Показано, что этот сорт характеризует устойчивость к бурой и стеблевой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне, а также высокие показатели качества зерна и хлебопекарных свойств. Обсуждается роль чужеродного генетического материала, интрогрессированного в геном мягкой пшеницы, в проявлении адаптивных и хозяйственно-ценных признаков у созданного сорта.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСТОТ АЛЛЕЛЕЙ ПО ПОЛИМОРФИЗМУ –174 G/C РЕГУЛЯТОРНОГО УЧАСТКА ГЕНА ИНТЕРЛЕЙКИНА 6 (IL6) В НАСЕЛЕНИИ РОССИИ И МИРА
С. А. Боринская1, А. С. Гуреев1, А. А. Орлова2, Е. Д. Санина1, А. А. Ким1,3, Ф. Гасемианродсари1*, В. И. Ширманов4, О. П. Балановский1,5, Д. В. Ребриков1,6, А. В. Кошечкин4, Н. К. Янковский1,2,3
1Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук,
Москва 119991; e-mail: iogen@vigg.ru, borinskaya@vigg.ru
2Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра генетики Москва 119899 е-mail: adm@adm.bio.msu.ru
3Московский физико-технический институт, г. Долгопрудный 141700
4Российский университет дружбы народов, кафедра туберкулеза, Москва
5Медико-генет. Науч. центр РАН, Москва
6ООО «НПО ДНК-Технология», Москва 115478
Экспериментально установлены частоты аллелей и генотипов по полиморфизму –174 G/C (rs1800795) в регуляторном участке гена IL6, кодирующего провоспалительный цитокин интерлейкин 6, для семи популяций представляющих пять этнических групп европейской части России (всего 440 индивидов), а также для небольших выборок, представляющих 24 страны Африки и Евразии (всего 365 индивидов). Созданы карты географического распределения частот аллелей по полиморфизму –174 G/C для 98 популяций мира – на основе полученных нами данных (22 популяции), опубликованных данных (66 популяций) .
Системы генов и белков, влияющие на вирулентность микобактерий, и участие их гомологов в осуществлении конъюгации у Mycobacterium smegmatis
Прозоров А. А. , Зайчикова М. В., Даниленко В. Н.
ИОГен РАН, Москва
e-mail: prozorov@vigg.ru
В обзоре рассмотрены и обобщены данные об особенностях секреторной системы ESX,свойственной преимущественно микобактериям. Эта система осуществляет секрецию небольших белков семейства WXG100. Некоторые из них являются факторами вирулентности Mycobacteriumtuberculosisи ряда других патогенных микобактерий. Роль этих белков в патогенезе сводится, видимо, к защите микобактерий от лизиса в поглотивших их макрофагах, цитолизу макрофагов, и, тем самым, выходу микобактерий в окружающие ткани. Ряд белков, участвующих в этой секреторной системе, являются гомологами белков, вовлечённых в осуществление конъюгации у сапрофитной бактерии Mycobacteriumsmegmatis.