ЛАНДШАФТНАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНОМИКА

Е.Я. Тетушкин

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: eugene@vigg.ru

 

Ландшафтная геномика является современной версией ландшафтной генетики ― дисциплины, возникшей десять лет назад в результате объединения популяционной генетики, ландшафтной экологии и пространственной статистики. Она изучает влияние ландшафтных переменных на генные потоки и другие микроэволюционные процессы, определяющие генетическую связность и изменчивость популяций. В отличие от популяционной генетики, операциональной единицей исследований в данной области служит не выборка из популяции, а отдельная особь. Другое важнейшее отличие ландшафтной генетики/геномики от популяционной ― количественный учет, при анализе генных потоков и локальных адаптаций, рельефа местности и свойств матрикса ― «неуютного» для вида пространства, разделяющего его местообитания. Ландшафтная геномика входит в состав популяционной экогеномики, которая, вместе с геномикой сообществ, является одним из двух основных разделов экологической геномики. В числе главных задач ландшафтной геномики ― выявление и дифференциация различных широкогеномных и локусспецифических эффектов. Разработаны подходы и программные средства для совместного анализа геномных и ландшафтных переменных, позволяющие обнаруживать геномные участки, влияющие на адаптации, что облегчает планирование природоохранных мероприятий и предсказание судеб видов при прогнозируемых изменениях окружающей среды.

 

 

СПЕКТР ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ, ВОВЛЕЧЕННЫХ В БИОСИНТЕЗ ЛАККАЗЫ ГРИБА TRAMETES HIRSUTA

Д.В. Васина^1*, Д.С. Логинов¹, О.Н. Мустафаев², И.В. Голденкова-Павлова², О.В. Королева¹

¹ Институт биохимии им. Н.А. Баха Российской академии наук, Москва 119071; e-mail: d.v.vasina@gmail.com
² Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева Российской академии наук, Москва 127276

 

Проведен сравнительный анализ транскриптов, полученных из образцов базидиального гриба T. hirsuta, культивируемых на средах в присутствии или отсутствия индуктора биосинтеза лакказ, методами вычитающей гибридизации и широкоформатного параллельного секвенирования. Выявлены уникальные транскрипты, характеризующиеся высоким относительным уровнем экспрессии, которые принадлежат к различным группам согласно классификации генной онтологии. Отмечено большое количество транскриптов, кодирующих т.н. гипотетические белки (hypothetical/ predicted proteins), а также транскрипты, для которых не выявлены белковые продукты и которые могут играть роль регуляторных РНК молекул. Отобраны уникальные транскрипты, относительный уровень экспрессии которых значительно увеличивается при индукции биосинтеза лакказы у исследуемого гриба-продуцента, и которые могут быть генами-кандидатами, чьи продукты вовлечены в биосинтез этого фермента.

 

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ДЕТЕРМИНАНТА [NSI ⁺] С ГЕНАМИ SUP35 И VTS1

А.А. Нижников^1,2,*, А.М. Кондрашкина², А.П. Галкин^1,2

¹ Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, 199034 Санкт-Петербург; e-mail: nizhnikov@gmail.com
² Санкт-Петербургский Государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, 199034 Санкт-Петербург

 

Ранее нами был выявлен и охарактеризован детерминант [NSI ⁺], обладающий свойствами дрожжевого приона. Этот детерминант вызывает нонсенс-супрессию в штаммах, несущих различные N-замещенные варианты белка Sup35, выполняющего функцию фактора терминации трансляции eRF3. В ходе геномного скрининга нами был выявлен ген VTS1, сверхэкспрессия которого является фенокопией [NSI ⁺]. В настоящем исследовании мы провели анализ влияния SUP35 и VTS1 на [NSI ⁺]. Нами показано, что нонсенс-супрессия в штаммах [NSI ⁺] возникает при снижении уровня экспрессии SUP35 или на фоне общих дефектов трансляции. Также установлено, что [NSI ⁺] вызывает увеличение количества мРНК гена VTS1. Полученные данные способствуют пониманию механизмов нонсенс-супрессии в штаммах [NSI ⁺] и функциональной роли гена-детерминанта [NSI ⁺].

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСИГЕННЫХ ШТАММОВ VIBRIO CHOLERAE НЕ О1/НЕ О139, ВЫДЕЛЕННЫХ В СРЕДНЕЙ АЗИИ

Г.А. Ерошенко*, Я.М. Краснов, А.В. Фадеева, Г.Н. Одиноков, В.В. Кутырев

Российский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб», 41005 Саратов; e-mail: rusrapi@microbel.ru

 

Холера – особо опасная инфекционная диаррейная болезнь человека, вызываемая токсигенными штаммами Vibrio cholerae O1 и O139 серогрупп. Холерные вибрионы не О1/не О139 серогрупп не связаны с большими эпидемиями холеры, но способны вызывать локальные вспышки или отдельные случаи холероподобных или других инфекций. Некоторые из них образуют основные факторы вирулентности – холерный токсин и токсинкорегулируемые пили адгезии – необходимый фактор колонизации тонкого кишечника, но в целом механизмы патогенности вибрионов не О1/не О139 серогрупп остаются малоисследованными. В этой работе приводится характеристика 22 токсигенных клинических штаммов V. cholerae не О1/не О139 серогрупп. выделенных в Средней Азии (в Узбекистане) в 1971-1990 гг. С помощью ПЦР анализа установлено, что в их геноме содержатся гены вирулентности, такие как ctxA, zot, ace (филаментозный фаг CTXφ); rstC (филаментозный фаг RS1φ); tcpА, toxT, aldA (остров патогенности VPI), но у них отсутствуют оба острова пандемичности VSP-I и VSP-II, характерные для эпидемических штаммов O1 серогруппы биовара эльтор и штаммов О139 серогруппы. Только два из 22 токсигенных штаммов содержат ген tcpA эльтор типа, один штамм – tcpA классического типа, в то время как 19 других штаммов несут новый вариант гена, обозначенный как tcpA^uzb. Анализ нуклеотидных последовательностей генов вирулентности штаммов V. cholerae не О1/не О139 из Узбекистана показал, что они значительно отличаются от последовательностей этих генов у эпидемических штаммов О1 и О139 серогруппы. что указывает на принадлежность токсигенных узбекских штаммов к отдельной филогенетической ветви эволюции вирулентных штаммов V. cholerae. Впервые показано, что токсигенные штаммы V. cholerae не О1/не О139 серогрупп, относящиеся к различным серогруппам, могут принадлежать к одному клону.

 

 

А.Б. Холина*, О.В. Наконечная, В.В. Якубов, О.Г. Корень

Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения Российской Академии Наук, 690022 Владивосток; e-mail: kholina@biosoil.ru

 

На основе анализа изоферментов исследовали уровень генетического разнообразия 6 видов рода Oxytropis DC. (Fabaceae) п-ова Камчатка. Установлено, что диплоидные виды секции Arctobia обладают невысоким уровнем изменчивости, характерным для эндемичных растений, тогда как полиплоидные виды секции Orobia демонстрируют весьма высокие показатели гетерозиготности (H_O варьирует от 0.200 до 0.274). Формирование уровня полиморфизма остролодочников Камчатки, вероятно, обусловлено взаимным влиянием ряда факторов, среди которых наиболее существенными являются экологическая приуроченность видов, особенности системы размножения и дрейф генов, а для видов секции Orobia – наличие полиплоидного генома.

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ АЛТАЕ-САЯНСКОГО ЭНДЕМИКА HEDYSARUM THEINUM KRASNOB. (FABACEAE) ПО ДАННЫМ МЕЖМИКРОСАТЕЛЛИТНОГО АНАЛИЗА ГЕНОМНОЙ ДНК

Н.С. Звягина*, О.В. Дорогина

Центральный сибирский ботанический сад Сибирского отделения Российской академии наук, 630090 Новосибирск; e-mail: zviagnat@rambler.ru

 

Проведена оценка генетической вариабельности и дифференциации редкого вида, Алтае-Саянского эндемика копеечника чайного Hedysarum theinum Krasnob. Шесть использованных ISSR-праймеров позволили выявлить 132 ПЦР-фрагмента, из них 126 – полиморфные (95.5%). Высокий уровень генетической вариабельности вида, отмеченный на внутрипопуляционном уровне (H_pop / H_sp = 70.5), подтвержден данными анализа молекулярной изменчивости AMOVA (88.2%). Значительное генетическое сходство популяций (I = 0.875) отражает узкий, эндемичный тип ареала H. theinum, способствующий процессам генетического дрейфа и ауткроссинга. Учитывая значительный уровень генетической вариабельности H. theinum на фоне невысокой популяционной дифференциации, в целях сохранения вида ex situ допустимо производить сбор материала из небольшого числа популяций. Высокий полиморфизм межмикросателлитных маркеров и устойчивая воспроизводимость результатов позволяют рекомендовать ISSR-анализ для паспортизации генотипов H. theinum, при оценке качества семенного материала и для идентификации сырья, предназначенного для изготовления лекарственных препаратов.

 

 

КЛАСТЕРНАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ ЯЧМЕНЯ (HORDEUM VULGARE L.) ПО ГОРДЕИН-КОДИРУЮЩИМ ЛОКУСАМ В СТРАНАХ ПЕРЕДНЕЙ АЗИИ, СЕВЕРНОЙ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ АФРИКИ, БЛИЖНЕГО ВОСТОКА И ЮЖНОЙ АРАВИИ

А.А. Поморцев¹, С.П. Мартынов², Е.В. Лялина¹, В.А. Пухальский¹

¹ Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: a.pomortsev@gmail.com
² Государственный научный центр РФ, Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург 190000

 

Изучена кластерная структура популяций местных культурных ячменей с известными точками сборов в 9 странах Передней Азии, Ближнего Востока, Северной и Северо-Восточной Африки с использованием частот аллелей трех гордеин-кодирующих локусов. В анализ были включены 92 популяции из Турции, 56 из Сирии, 34 популяции из Иордании, 23 популяции из Ирака, 6 из Марокко, 16 из Алжира, 34 из Египта, 100 из Эфиопии и 71 из Йемена с известными точками сборов. Показано, что кластерная структура популяций в разных странах не одинакова и варьирует от одного кластера в Марокко до пяти – в Эфиопии. При этом в один кластер входили популяции, точки сборов которых были значительно удалены друг от друга. По-видимому, существование в пределах страны нескольких кластеров может свидетельствовать о неоднократной интродукции популяций, а объединение в одном кластере популяций, точки сбора которых расположены на значительных расстояниях друг от друга в пределах страны – о распространении однажды интродуцированных популяций культурного ячменя в границах государств местным земледельческим населением.

 

 

POPULATION GENETIC STRUCTURE AND GEOGRAPHICAL DIFFERENTIATION ОF BURBOT (LOTA LOTA) IN CHINA

H. Fang ¹, J. Zhang ², Na Song ², L. Qian ³, T. Gao ²

¹ College of Marine Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao, Shandong, 266109 China
² Institute of Evolution and Marine Biodiversity, Ocean University of China, Qingdao, Shandong, 266003 China
³ Fisheries Technology Popularizing Station, Xinjiang Production and Construction Corps, Urumqi, Xinjiang, 832000 China
Corresponding author. E-mail: gaozhang@ouc.edu.cn; tel: 86-532-82032063; fax: 86-532-82032076

 

The burbot (Lota lota Linnaeus, 1758) is the only freshwater species of the family Gadidae. There is a longstanding controversy about taxonomic status of the burbot from the Amur River basin. It is necessary to investigate population genetic structure and geographical differentiation among burbot populations from the Irtysh River basin and Amur River basin by mitochondrial DNA nucleotide sequence analysis. A 572 bp segment of cytochrome b and 425 bp segment of control region gene were sequenced from 4 populations. The results showed that there was lower genetic diversity of burbot in China and highly significant genetic difference between populations in the Amur River basin (P < 0.01). Demographic analysis indicated that the burbot from the Amur River basin experienced population expansion (Cytb: F_S =－0.912 (P = 0.287), D =－0.399 (P = 0.375); CR: F_S =－4.771 (P = 0.015), D=－1.523 (P = 0.03 )). The data of 4 populations in China combining with the published data representing the Eurasian and North American burbot, revealed three distinct phylogenetic lineages (labelled EB, NA, Amur).

 

 

ПРОФИЛЬ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ, ИДЕНТИФИЦИРОВАННЫХ БИОИНФОРМАТИЧЕСКИМ ПУТЕМ, В БИОПТАТАХ КОЖИ БОЛЬНЫХ ПСОРИАЗОМ

В.В. Соболев¹, Т.А. Никольская², А.Д. Золотаренко¹, Э.С. Пирузян¹, С.А. Брускин¹

¹ Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: sobolew_vl@mail.ru
² Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный 141700

 

Проведен анализ экспрессии генов EPHA2 (EPH receptor A2), EPHB2 (EPH receptor B2), S100A9 (S100 calcium binding protein A9), S100A8 (S100 calcium binding protein A8), PBEF (nicotinamide phosphoribosyltransferase), LILRB2 (leukocyte immunoglobulin-like receptor, subfamily B (with TM and ITIM domains), member 2), PLAUR (plasminogen activator, urokinase receptor), LTB (lymphotoxin beta (TNF superfamily, member 3)), WNT5A (wingless-type MMTV integration site family, member 5A) методом полимеразной цепной реакции в реальном времени, в пораженной псориазом коже по сравнению с визуально непораженной у 18 больных. В результате проведенного эксперимента было выявлено, что экспрессия всех девяти генов повышена в пораженной псориазом коже по сравнению с визуально непораженными образцами. Наиболее высокий уровень экспрессии наблюдался у генов S100A9, S100A8, PBEF, WNT5A и EPHB2. Уровень экспрессии генов S100A9, S100A8 в пораженной псориазом коже был в 100 раз выше относительно уровня экспрессии в визуально непораженной коже, а экспрессия генов PBEF, WNT5A и EPHB2 была повышена более чем в 5 раз. Сделано предположение, что высокий уровень экспрессии данных генов может отражать состояние патологического процесса при псориазе, а транскрипционная активность этих генов может являться индикатором эффективности лечения псориаза на молекулярном уровне.

 

 

ASSESSMENT OF PATRILINEAL GENE POOLOF THE IRANIAN AZERIS

A. Margaryan¹, Z. Khachatryan¹, A. Khudoyan², L. Andonian³, L. Yepiskoposyan^1*

¹ Laboratory of Ethnogenomics, Institute of Molecular Biology, National Academy of Sciences; 7 Hasratyan Str., 0014, Yerevan, Armenia; imb@sci.am; e-mail: lepiskop@yahoo.com
² Institute of Man; 45a/84 Mashtots Ave., 0014, Yerevan, Armenia
³ Department of Epidemiology and Biostatistics, School of Public Health, Tehran University of Medical Sciences, 14155-6446, Tehran, Iran

 

The Iranian Azeris are the largest ethno-linguistic minority in Iran who live mainly in the north-west part of the country. Located in the crossroad of ancient human migrations the Iranian Azeris bear the complicated historical influence of the region in their gene pool. Despite the importance of Iranian Azeris in reconstructing the historical event of the Middle-East, their (genetic) origin still remains heavily disputed. In this study we tried to evaluate the rates of genetic contribution of possible source populations (namely, indigenous Iranian, Caucasian, and Central Asian) in the gene pool of modern Iranian Azeris through paternally inherited Y-chromosomal 6 STR markers. The assessment of genetic distances reveals that the Iranian Azeris are mixed population with substantial North Caucasian genetic contribution being genetically much closer to their immediate neighboring ethnic groups. Based on the results of admixture analysis we can conclude that there are significant Caucasian and no visible Central Asian contribution to the gene pool of modern Iranian Azeris.

 

 

ПОЛУЧЕНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ СТАНДАРТНЫХ РЕФЕРЕНСНЫХ ИНТЕРВАЛОВ ДЛЯ АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ГЕНОМНОЙ ГИБРИДИЗАЦИИ

М.Е. Миньженкова^1*, Н.В. Шилова¹, Ж.Г. Маркова¹, В.Г. Антоненко¹, И. Н. Лебедев², Ю.О. Козлова¹, В.В. Землякова¹, Т.В. Золотухина¹

¹ «Медико-генетический научный центр» РАМН, Москва 115478; e-mail: maramin@mail.ru
² «Научно-исследовательский институт медицинской генетики» Сибирского Отделения РАМН, Томск 634050; e-mail: igor.lebedev@medgenetics.ru

 

Целью данного исследования является создание динамических стандартных референсных интервалов (ДСРИ) и их использование для диагностики хромосомных аномалий (ХА). Оценка полученных ДСРИ была проведена на образцах ДНК четырёх пациентов с известными ХА. Анализ HR-CGH позволил не только идентифицировать все эти ХА, которые не были выявлены при анализе CGH, но и определить точки разрывов и установить размер хромосомного дисбаланса.

 

 

КЛОНИРОВАНИЕ ГЕНА НОВОЙ АЦИЛАМИДАЗЫ ИЗ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS И ЕГО ЭКСПРЕССИЯ В ESCHERICHIA COLI

К.В. Лавров, А.С. Яненко

Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 113545; e-mail: yanenko@genetika.ru

 

Проведено клонирование, секвенирование, и экспрессия в E. coli гена новой ациламидазы из Rhodococcus erythropolis ТА37 с уникальной субстратной специфичностью. Субстратами для этого фермента являются не только амиды органических кислот (ацетамид, пропионамид), но также N-замещенные амиды, такие как 4`-нитроацетанилид. Ген размером 1431 п.н. экспрессирован в E. coli BL21 (DE3) на плазмиде pET16b под промотором гена ф10 фага Т7. Молекулярная масса синтезируемого в E. coli рекомбинантного белка ациламидазы составляет 55 кДа, что соответствует массе нативной ациламидазы из Rhodococcus erythropolis ТА37. Продемонстрирована способность рекомбинантной ациламидазы гидролизовать N-замещённые амиды. Сравнение нуклеотидной последовательности гена ациламидазы с базой данных и анализ аминокислотной последовательности с помощью множественного выравнивания показали, что ациламидаза является новым членом семейства стереоселективных амидаз PF01425, значительно отличающимся по последовательности от экспериментально исследованных амидаз.