Аннотации статей. Том 50, 2014 г., № 6
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНА LIM3, РЕГУЛИРУЮЩЕГО РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ, В ГЕОГРАФИЧЕСКИ ОТДАЛЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ DROSOPHILA MELANOGASTER
Институт молекулярной генетики РАН, Москва 123182; e-mail: egpas@rambler.ru
В статье проведено сравнение изменчивости регуляторной области гена Lim3, играющего ключевую роль в развитии нервной системы, в двух популяциях Drosophila melanogaster (Александров, Россия и Raleigh, США), обитающих в различных экологических условиях и географических районах. Сравнение последовательностей нуклеотидов 16 и 20 аллелей из популяции Александров 2010 года и 2011 года, соответственно, показало, что в обоих случаях уровень изменчивости нетранслируемой области гена существенно ниже уровня изменчивости 5’ регуляторной области, прилегающей к старту транскрипции. По качественным и количественным показателям изменчивости заметных различий между выборками разных лет не выявлено, что указывает на стабильность существования популяции на северной границе ареала вида. Паттерн полиморфных сайтов сходен в двух популяциях, что может свидетельствовать как о нейтральности выявленной изменчивости в отношении экологических факторов, так и о важной роли замен нуклеотидов в определенных сайтах регуляторной области в контроле экспрессии гена
INVERSION POLYMORPHISM IN TWO SERBIAN NATURAL POPULATIONS OF DROSOPHILA SUBOBSCURA: ANALYSIS OF LONG-TERM CHANGES
1 Department of Genetics, Institute for Biological Research “Sinisa Stankovic”
University of Belgrade, Belgrad, 11000 Serbia, e-mail: goranziv@ibiss.bg.ac.rs
2 Departament d’Estadística, Universitat de Barcelona, Barcelona, 08028 Spain
3 Departament de Genètica, Universitat de Barcelona, Barcelona, 08028 Spain
To study whether inversions (or arrangements) by themselves or karyotypes are the main global warming adaptive target of natural selection, two Drosophila subobscura Serbian populations (Apatin and Petnica) were re-analyzed using different statistical approaches. Both populations were sampled in an approximately 15 years period: Apatin in 1994 and 2008+2009 and Petnica in 1995 and 2010. For all chromosomes, the four collections studied were in Hardy-Weinberg equilibrium. Thus, it seems that inversions (or arrangements) combined at random to constitute populations’ karyotypes. However, there were differences in karyotypic frequencies along the years, although they were significant only for Apatin population. It is possible to conclude that inversions (or arrangements) are likely the target of natural selection, because they presented long-term changes, but combine at random to generate the corresponding karyotypic combinations. As a consequence, the frequencies of karyotypes also change along time
ГЕНЫ БИОСИНТЕЗА БУТЕНОЛИД-ПОДОБНЫХ СИГНАЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ У STREPTOMYCES GHANAENSIS, ИХ РОЛЬ В ПРОДУКЦИИ МОЕНОМИЦИНОВ
1 Львовский национальный университет имени Ивана Франко, кафедра генетики и биотехнологии, Львов 79005, Украина; e-mail: bohdanostash@gmail.com; v_fedorenko@franko.lviv.ua
2 Гарвардская медицинская школа, Отдел микробиологии и иммунобиологии, Бостон, МА 02115, США; e-mail: Suzanne_walker@hms.harvard.edu
Моеномицины (Мм) – фосфогликолипидные соединения, синтезируемые Streptomyces ghanaensis АТСС14672 – перспективная модель для разработки нового класса антибиотиков. Важной задачей является получение сверхпродуцентов моеномицинов, необходимых для промышленного производства этих антибиотиков. В этой работе описан ряд генов синтеза бутенолид-подобных низкомолекулярных сигнальных соединений (НСС) штамма АТСС14672 и изучено значение некоторых из них для продукции Мм. В геноме АТСС14672 обнаружены структурные и регуляторные гены продукции НСС авенолидного и γ-бутиролактонного рядов. Введение дополнительных копий генов ssfg_07848 и ssfg_07725, контролирующих биосинтез этих НСС, не влияло на уровень продукции Мм штаммом АТСС14672. НСС АТСС14672 не способны восстановить споруляцию мутанта S. griseus IFO13350 с нарушенным синтезом А-фактора. Гетерологичный штамм S. lividans 1326, несущий гены синтеза Мм в составе космиды moeno38-5, продуцирует Мм. В то время же его мутант М707 moeno38-5+ с делецией гена γ-бутиролактон-синтазы scbA не способен синтезировать Мм. Сделан вывод о том, что НСС необходимы для его биосинтеза Мм, хотя естественный уровень синтеза НСС не ограничивает уровень продукции этих антибиотиков в клетках S. ghanaensis АТСС14672.
ЭКСПРЕССИЯ 3’-UTR ГЕНА LIMK1 DROSOPHILA MELANOGASTER В ДРОЖЖАХ SACCHAROMYCES CEREVISIAE
1 Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: esambuk@mail.ru
2 Институт физиологии им. И.П. Павлова Российской академии наук, Санкт-Петербург 199034
На стабильность мРНК и эффективность трансляции у высших эукариот влияют 3’-нетранслируемые области (3’-UTR), с которыми взаимодействуют микро-РНК и РНК-связывающие белки. Поскольку отсутствие у дрожжей микро-РНК позволяет оценивать вклад одних только РНК-связывающих белков, для изучения роли 3’-UTR в постранскрипционной регуляции мРНК гена limk1 дрозофилы, ключевого фермента ремоделирования актина, в работе использовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Анализ 3’-UTR мРНК limk1 выявил потенциальные сайты терминации транскрипции мРНК дрожжей. Компьютерное моделирование показало возможность образования вторичной структуры в 3’-UTR мРНК limk1. Для оценки функциональности 3’-UTR мРНК дрозофилы в клетках дрожжей использовали репортерный ген РНО5, кодирующий структуру кислой фосфатазы дрожжей (КФ), слитый с различными вариантами 3’-UTR мРНК limk1 (513, 1075, 1554 н.). Определение активности КФ и результаты ОТ-ПЦР показали, что 3’-UTR гена limk1 дрозофилы распознаются и функционируют в клетках дрожжей. Полученные результаты подтверждают возможность использования дрожжей в качестве модели для изучения роли 3'-UTR в посттранскрипционной регуляции
ПОЛИМОРФИЗМ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ (PINUS SYLVESTRIS L.) В АЗИИ И ВОСТОЧНОЙ ЕВРОПЕ
1 Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург 620144; e-mail: semerikov@ipae.uran.ru
2 Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск 660036
3 Институт биологии Коми научного центра УрО РАН, Киров 610035
4 Институт Ботаники Академии наук Монголии, Улан-Батор 210361, Монголия
5 Центр защиты леса Новосибирской области, Новосибирск 630015
6 Центр защиты леса Алтайского края, Барнаул 656056
Изменчивость четырех микросателлитных локусов хлоропластной ДНК изучена в 38 популяциях сосны обыкновенной в Европейской части России, в Сибири, Казахстане, Забайкалье и в Монголии. Во всех регионах обнаружена высокая изменчивость, всего было выявлено 152 гаплотипа. Уровень дифференциации популяций RST составил 2.1%, дифференциация трех географических групп популяций (европейские, сибирско-казахстанские и забайкальско-монгольские) RCT =0.004% была незначимой. В то же время некоторые редкие гаплотипы были специфичны для определенного географического региона. Распределение редких гаплотипов, дифференцирующих европейские популяции от азиатских, или монгольские и забайкальские популяции от сибирских, показывает самостоятельность историй этих регионов и соответствует гипотезе происхождения современного ареала сосны обыкновенной путем расселения из многих источников в большей мере, чем гипотезе единого центра послеледниковой реколонизации. Распределение парных различий между индивидуумами соответствовало модели внезапного популяционного роста. Полученные на основе этой модели оценки возраста этого события для Pinus sylvestris (4.5 - 4.7 млн. лет) заметно превосходят возраст четвертичного периода, следовательно, маловероятно, что выявляемый популяционный рост был связан с ледниковыми сменами растительности, а скорее отражает момент видообразования.
ХРОМОСОМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЦЕНТРОМЕРНЫХ РЕТРОТРАНСПОЗОНОВ СЕМЕЙСТВА TY3/GYPSY У ALLIUM CEPA L. И ALLIUM FISTULOSUM L.
Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия имени К.А. Тимирязева, кафедра генетики и биотехнологии, центр молекулярной биотехнологии, Москва 127550; e-mail: khrustaleva@timacad.ru
Это первое сообщение о присутствии в центромерном регионе Allium cepa и Allium fistulosum ретротранспозонов семейства Ty3/gypsy. В работе была проведена идентификация предполагаемых центромерных ретротранспозонов (ЦР) Ty3/gypsy среди ДНК последовательностей A. cepa, имеющихся в базе данных NCBI, и оценена их копийность в геномах A. cepa и A. fistulosum. Предполагаемое число копий ЦР Ty3/gypsy составило для A. cepa - около 26000 копий и для A. fistulosum – около 7000 копий. Хромосомная организация ЦР Ty3/gypsy была изучена с помощью флуоресцентной in situ гибридизации (FISH). В качестве зонда для FISH использовали ПЦР продукты размером 300 п.н. , которые были получены с геномной ДНК A. cepa и A. fistulosum и праймерами, подобранными к последовательности A. cepa ET64581 (база данных Genome Survey Sequence), имеющей сходство с обратной транскриптазой ЦР семейства Ty3/gypsy. На хромосомах A. cepa сигналы гибридизации были преимущественно локализованы в центромерном регионе, а на хромосомах A. fistulosum сигналы гибридизации были менее выражены в центромерном регионе и имелись в значительном количестве на других участках хромосом. В работе обсуждаются пути эволюции центромерных ретротранспозонов у этих двух близкородственных видов луков.
ВНУТРИВИДОВОЙ ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ САХАРОЗОСИНТАЗЫ КАРТОФЕЛЯ СОРТОВ РОССИЙСКОЙ И КАЗАХСТАНСКОЙ СЕЛЕКЦИИ
1 Центр “Биоинженерия” Российской академии наук, Москва 117312; e-mail: docboris@mail.ru
2 Институт общей генетики Российской академии наук, Москва 119991
3 Национальный центр биотехнологии Казахстана, Астана 010000, Республика Казахстан
4 Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва 119234
Впервые был изучен полиморфизм глюкозилтрансферазного домена гена сахарозосинтазы двенадцати различных сортов картофеля российской и казахстанской селекции, а также полиморфизм фрагмента сахарозосинтазного домена данного гена у сортов казахстанской селекции. В изученных последовательностях были детектированы как точковые мутации, так и индели, в том числе ранее не описанные. Также детектированы аминокислотные замены, характерные только для жаро- и засухоустойчивых сортов, которые потенциально могут быть связаны с формированием устойчивости к абиотическому стрессу
РЕГУЛЯЦИЯ СОМАТИЧЕСКОГО ЭМБРИОГЕНЕЗА В КУЛЬТУРАХ КЛЕТОК ЖЕНЬШЕНЯ PANAX GINSENG С ПОМОЩЬЮ ГЕНА PgCDPK2DS1
Биолого-почвенный институт, Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690022; e-mail: shumakova_olga91@mail.ru
Получена полная последовательность кДНК гена PgCDPK2DS1, экспрессия которого значительно возрастала на ранних стадиях развития эмбриоидов в клеточной линии 2с3 женьшеня P. ginseng. Интерес к данному гену также связан с его необычной структурой: аминокислотная последовательность белкового продукта гена PgCDPK2DS1 содержала только N-концевой домен и 80% киназного домена. Показано, что сверхэкспрессия гена PgCDPK2DS1 в каллусной неэмбриогенной линии женьшеня 1с приводила к появлению эмбриоподобных структур, что сопровождалось достоверным увеличением экспрессии генов WUS и SERK – генов маркеров эмбриогенеза растений. Наблюдаемые эмбриоподобные структуры находились на ранних стадиях развития, получить взрослые растения из этих эмбриоидов не удалось. Трансформация эмбриогенной свежеполученной линии PG женьшеня P. ginseng геном PgCDPK2DS1 привела к уменьшению количества эмбриоидов в PgCDPK2DS1-трансгенных линиях женьшеня. Уменьшение количества эмбриоидов в линии PG-2d сопровождалось уменьшением экспрессии генов WUS, SERK и эндогенного гена PgCDPK2DS1, экспрессия которого изначально была на высоком уровне в эмбриогенной клеточной линии PG. Впервые показано, что ген PgCDPK2DS1 вовлечен в инициацию соматического эмбриогенеза в культуре клеток женьшеня P. ginseng
DEVELOPMENT OF 5NS CHROMOSOME-SPECIFIC SCAR MARKERS FOR UTILIZATION IN FUTURE WHEAT BREEDING PROGRAMS
Shaanxi Key Laboratory of Genetic Engineering for Plant Breeding, College of Agronomy, Northwest A&F University, 712100 Yangling, Shaanxi, P.R. China; e-mail: cxh2089@126.com
In previous studies, we developed a wheat-Psathyrostachys huashanica Keng disomic addition line 3-8-10-2, which exhibited high stripe rust resistance and could be used as a donor source for introducing novel disease resistance gene(s) into wheat in future breeding programs. It was identified using cytology, genomic in situ hybridization (GISH), EST-SSR, EST-STS and morphological analyses. However, these techniques are not suitable for breeding programs that require the rapid screening of large numbers of genotypes because they are highly technical and time-consuming. In this study, three Ns genome-specific SCAR markers were developed via random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers. These SCAR markers were further validated using a complete set of wheat-P. huashanica disomic addition lines, which segregated the 5Ns disomic addition line individuals. Our results indicated that the SCAR markers associated with the 5Ns chromosome of P. huashanica and they provide a low cost, high efficiency, alternative tool for screening 5Ns chromosomes in a wheat background. These newly developed SCAR markers that species-specificity of the markers was proved by analysis of a wide range of cereal species, and specific for 5Ns chromosome, which should be useful in marker-assisted selection for wheat breeders who want to screen genotypes that may contain 5Ns chromatin.
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ У ЧЕШУЕКРЫЛЫХ НА ПРИМЕРЕ МОНОМОРФНОЙ СОСНОВОЙ СОВКИ PANOLIS FLAMMEA L. И ПОЛИМОРФНОЙ ВСЕЯДНОЙ ЛИСТОВЕРТКИ ARCHIPS PODANA SCOP.
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва 119071; e-mail: triselyova@yandex.ru
Изучен уровень полиморфизма локуса COI мтДНК в сравнении с морфологией репродуктивного аппарата самцов у мономорфного вида - сосновой совки и полиморфного - всеядной листовертки. Степень гетерогенности популяции связана с репродуктивным поведением и широтой питания. Механизм копуляции сосновой совки, в отличие от всеядной листовертки, не предполагает наличие системы направляющих зубцов на эдеагусе. Уровень непрерывной изменчивости в количестве фиксирующих зубцов и их размере у сосновой совки свидетельствует о мономорфности вида по данному критерию. Мономорфность сосновой совки и полиморфизм всеядной листовертки проявляется как на морфологическом уровне, так и на молекулярном: отмечена небольшая изменчивость участка COI мтДНК у сосновой совки по сравнению с всеядной листоверткой
АНТИМУТАГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ХЕМОСИГНАЛОВ САМОК НА ПОЛОВЫЕ КЛЕТКИ САМЦОВ У ДОМОВОЙ МЫШИ (MUS MUSCULUS L.)
Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: mouse_gene@mail.ru
Исследовано влияние хемосигналов половозрелых самок-одиночек линии СВА на уровень спонтанных и радиоиндуцированных нарушений мейоза в сперматоцитах I самцов мышей той же линии. Показано, что после 24-х-часовой экспозиции самцов с подстилкой, содержащей хемосигналы самок-одиночек, частота хромосомных аберраций и других мейотических нарушений, выявляемых ана-телофазным методом в сперматоцитах I, достоверно ниже, чем у самцов на чистой подстилке. Такой же эффект хемосигналов самок выявлен на половых клетках облученных самцов (4 Гр). Обсуждаются механизмы и значение выявленного антимутагенного эффекта хемосигналов самок в половых клетках самцов домовой мыши в процессах размножения
РАЗНООБРАЗИЕ РЕГИОНАЛЬНЫХ РУССКИХ ПОПУЛЯЦИЙ ПО STR-МАРКЕРАМ, ИСПОЛЬЗУЕМЫМ ПРИ ДНК-ИДЕНТИФИКАЦИИ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: balanovsky@inbox.ru
2 Медико-Генетический Научный Центр Российской академии медицинских наук, Москва 115478
3 Белгородский государственный национальный исследовательский университет, Белгород 308007; e-mail: v_pesik@mail.ru
4 Главное управление криминалистики Следственного комитета РФ, Москва 119991
5 Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина, Харьков 61022
6 Амурский гуманитарно-педагогический государственный университет, Комсомольск-на-Амуре 681000
Впервые по панели маркеров, используемых при ДНК-идентификации, охарактеризован широкий круг сельских русских популяций (7 областей Европейской части России, суммарная выборка N=647). С использованием отечественного мультиплексного набора COrDIS Plus генотипированы 19 аутосомных STR локусов, создана и опубликована база данных по частотам маркеров, определено распределение частот аллелей и генотипов, проанализированы генетические взаимоотношения между популяциями. Сравнение изученных популяций как друг с другом (по всем 19 маркерам), так и с опубликованными данными по городским русским популяциям (по 12 маркерам), не выявило достоверных различий в частотах аллелей (хотя отличия генофонда северных русских проявляются и на графиках многомерного шкалирования, и в снижении уровня гетерозиготности). Такая гомогенность по аутосомным STR-маркерам создает возможность применения созданной базы данных в качестве референтной при проведении судебно-медицинских экспертиз и ДНК-идентификации русского населения по всей территории России (для других народов РФ, как было показано ранее, необходима разработка отдельных баз данных)
ГЕН КИНУРЕНИН-3-МОНООКСИГЕНАЗЫ АССОЦИИРОВАН С ШИЗОФРЕНИЕЙ
Научный центр психического здоровья РАМН, Москва 115522; e-mail: golimbet@mail.ru
Нейротоксические продукты, образующиеся в процессе метаболизма триптофана по кинурениновому пути, могут быть связаны с патогенезом шизофрении. Кинуренин-3-монооксигеназа (КМО) непрямым образом принимает участие в образовании этих продуктов. Были изучены полиморфные локусы rs2275163 (C/T) и rs1053230 (A /G) КМО у 187 больных с диагнозом шизофрения и 229 психически здоровых людей. Выявлена комбинация, включающая в себя аллель Т и генотип GG, которая чаще встречалась в группе больных по сравнению с группой здоровых (р=0.003, ОШ 2.0 (95% ДИ 1.2-2.9). В последней группе эта комбинация была ассоциирована с эндофенотипом шизофрении (p=0.04), в частности, с большей выраженностью шизотипических черт личности (оценка по тесту MMPI)
ПОЛИМОРФИЗМ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК У СТАРОВЕРОВ СИБИРИ
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: marina@bionet.nsc.ru
2 Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины СО РАМН, Новосибирск 630099; e-mail: voevoda@54.ru
3 Республиканская больница №, Республика Тыва, Кызыл 667011; e-mail: larissad@inbox.ru
4 Курганский областной госпиталь для ветеранов войны, Курган 640014; e-mail: veteran-krgn@yandex.ru
5 Тюменская государственная медицинская академия, Тюмень 625023
Проведен анализ полиморфизма мтДНК в популяциях староверов (n=104) и русских из Новосибирска (n=270). Большинство гаплогрупп, выявленных в исследованных группах, относятся к западно-евразийским, и частота их составляет у русских из Новосибирска - 96.6% и у староверов Тюменской области - 93.2%. Выявлены высокие частоты разнообразия мтДНК (h=0.98) по сравнению с другими выборками русского населения России. Наиболее представленными из западно-евразийских гаплогрупп (частота более 10%) являются H, U, J и T, на долю которых приходится 77.9% у староверов и 83.1% у русских из Новосибирска. Монголоидная примесь у русских (3.3%) и староверов (6.7%) принадлежит гаплогруппам A, D, Z и C, D, M*, соответственно. Достоверные различия (p<0.05) выявлены между исследованными нами староверами и боснийцами, чехами словенцами, русскими Нижнего Новгорода и Тулы. Подтверждена ранее выдвинутая гипотеза о влиянии финно-угорского компонента на восточно- славянские популяции