Аннотации статей. Том 50, 2014 г., № 8
ФАКТОРЫ ВИРУЛЕНТНОСТИ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS: ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ, НОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: valerid@vigg.ru
Проблема вирулентности Mycobacterium tuberculosis наряду с лекарственной устойчивостью становится ключевой для разработки лекарств нового механизма действия и выработки современной концепции и схем лечения туберкулеза. В обзоре рассмотрены комплексы генов и их продукты, включая миколовые кислоты, а также глобальные регуляторные системы на уровне транскрипции, трансляции и посттрансляционной модификации и др. Рекомендованы критерии отбора факторов вирулентности/патогенности, которые могут быть использованы при сравнительном геномном анализе штаммовс различной степенью вирулентности. Проанализированы экспериментальные подходы и тест-системы для адекватной оценки степени вирулентности различных штаммов M. tuberculosis.
НАСЛЕДУЕМЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭКСПРЕССИИ МИКРОРНК В КЛЕТКАХ HELA ПРИ ДЕЙСТВИИ γ-КВАНТОВ И МИТОМИЦИНА С
1 Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук, Ростов-на-Дону 344006; e-mail: johnnyeugenie@gmail.com, vat.vigg@mail.ru
2 ООО "Интерлабсервис", Москва 115035
С помощью метода множественного параллельного секвенирования, идентифицированы микроРНК с наследуемыми изменениями уровня экспрессии в клетках HeLa после действия γ-квантов или митомицина С. Обнаружено снижение экспрессии 22 микроРНК и повышение экспрессии 15 микроРНК. Для трех микроРНК (miR-10b-5p, miR-148a-3p, miR-340-5p) выявлено повышение экспрессии при действии γ-квантов и уменьшение после действия митомицина С. Спектр аберрантно экспрессирующихся микроРНК при действии γ-квантов и митомицина С различается, за исключением трех микроРНК (mir-100-5p, miR-99b-5p, miR-501-3p), наследуемая экспрессия которых уменьшается как после γ-облучения, так и после обработки клеток митоцином С. В случае 5 микроРНК (miR-21-3p, miR-182-5p, miR-19b-3p, miR-30a-3p и miR-30e-3p) с увеличенной наследуемой экспрессией мишенями являются гены-супрессоры опухоли. Для 9 микроРНК (miR-99b-5p, miR-148a-3p, miR-365a-3p miR-193a-3p, miR-100-5p, miR-99a-5p, miR-29b-3p, miR-340-5p и miR-23b-3p) с пониженной наследуемой экспрессией мишенями являются онкогены. Полученные результаты являются ещё одним свидетельством того, что при оценке отдаленных генетических последствий эффектов ионизирующей радиации и химических соединений необходимо учитывать индуцированные эпигенетические изменения, связанные с функционированием микроРНК.
ЭСТРАДИОЛ-ИНДУЦИБЕЛЬНАЯ И ЦВЕТОКСПЕЦИФИЧНАЯ ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ ARGOS И ARGOS-LIKE В ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЯХ ТАБАКА
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, Уфа 450054; e-mail: kuluev@bk.ru
Получены трансгенные растения табака, экспрессирующие гены ARGOS и ARGOS-LIKE Arabidopsis thaliana под контролем промотора хальконсинтазы Petunia hybrida L., а также эстрадиол-индуцибельной системы XVE. Часть трансгенных растений со цветокспецифичной экспрессией целевых генов характеризовалась увеличением размеров цветков, в случае с геном ARGOS за счет увеличения количества и размеров клеток, а в случае с геном ARGOS-LIKE за счет стимулирования роста клеток растяжением. В цветках трансгенных растений табака был выявлен повышенный по сравнению с контролем уровень экспрессии генов экспансинов NtEXPA1, NtEXPA4, эндоксилоглюкантрансферазы NtEXGT и гена AINTEGUMENTA-like. При индуцибельной экспрессии генов ARGOS и ARGOS-LIKE для нескольких линий трансгенных растений было показано увеличение размеров листьев, стебля и цветков по сравнению с контролем. В данном случае экспрессия гена ARGOS также оказывала влияние на количество и размеры клеток, а ген ARGOS-LIKE влиял в основном на рост клеток растяжением. Индуцибельная экспрессия гена ARGOS в цветках, главным образом, способствовала увеличению содержания мРНК гена AINTEGUMENTA-like, в то время как экспрессия гена ARGOS-LIKE приводила к активации транскрипции генов NtEXPA1 и NtEXGT.
МИТОТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ЦЕНТРОМЕР В МЕЙОЗЕ КАК МЕХАНИЗМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ФЕРТИЛЬНОСТИ У ПШЕНИЧНО-РЖАНЫХ АМФИГАПЛОИДОВ
Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: silkova@bionet.nsc.ru
Изучена регуляция поведения хромосом в мейозе частично-фертильных пшенично-ржаных амфигаплоидов ABDR (4x=28) с использованием центромеро-специфичных проб pAWRC1 и Ae. tauschii pAet 6-09. Проведен сравнительный анализ паттернов локализации проб в митозе, нормальном мейозе у пшеницы Triticum aestivum L. и ржи Secale cereale L., и в мейозе амфигаплоидов. Выявлены различия в структуре центромер у монополярно и биполярно ориентированных хромосом. В первом делении мейоза гибридизационные сайты наблюдались в виде плотных точек на первичных перетяжках хромосом в диплотене и метафазе, а в митозе и втором делении мейоза сайты выглядели как натянутые бэнды с диффузной структурой, расположенные поперек центромерного района. На основании полученных данных центромерные пробы были использованы в качестве способа анализа регуляции поведения хромосом в мейозе амфигаплоидов. В мейоцитах с тремя типами поведения хромосом (редукционным, эквационно+редукционным и эквационным) плотные точечные сайты гибридизации пробы pAet6-09 были обнаружены у редукционно расходящихся унивалентов и натянутые бэнды с диффузной структурой у эквационно расходящихся унивалентов. Следовательно, паттерны локализации pAet6-09 предполагают структурные и функциональные особенности у центромер в мейозе пшенично-ржаных амфигаплоидов, что отражает особую регуляцию поведения хромосом во время эквационного деления. Мейоциты с истинным митотическим делением были также обнаружены в пыльниках с преобладанием мейоцитов с эквационно расходящимися хромосомами.
ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ ВИДОВ SALIX L. SUBG. SALIX (SALICACEAE) ПО ДАННЫМ СЕКВЕНИРОВАНИЯ МЕЖГЕННЫХ СПЕЙСЕРОВ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМА И ITS ЯДЕРНОЙ РИБОСОМАЛЬНОЙ ДНК
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022; e-mail: barkalov@ibss.dvo.ru
Филогенетический анализ, основанный на сравнении нуклеотидных последовательностей шести регионов (petN–psbM, trnD–trnT, trnC–petN, psaA–ycf3, petG–trnP, rpoB–trnC) хпДНК и ITS рДНК, позволил прояснить взаимоотношения видов и секций в подроде Salix и в роде Salix в целом, а также выявить родственные связи Chosenia. Выделение подродов Pleuradenia (включая секцию Urbanianae и род Chosenia), Salix (без секции Triandrae), Triandrae и Longifoliae в основном согласуется с современными классификационными схемами рода Salix. Ранее распознаваемые роды Chosenia и Toisusu (Urbanianae) не только объединяются с родом Salix, но и близкородственны друг другу. Подрод Protitea корреспондирует лишь американской секции Humboldtianae. Родственные связи S. chaenomeloides – номенклатурного типа этого подрода, а также связи секции Wilsonia, остались неразрешенными. Секцию Humboldtianae следует принять, по-видимому, в более узкой трактовке, выделив из нее секции Acmophyllae и Tetraspermae. Монотипная американская секция Floridanae проявляет родство с секциями Salix, Salicaster, Tetraspermae и Wilsonia.
АЛЛОЗИМНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ МЫШЕЙ APODEMUS AGRARIUS, MUS MUSCULUS И SYLVAEMUS URALENSIS (RODENTIA, MURIDAE) ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Тюменский государственный университет, кафедра экологии и генетики, Тюмень 625003; e-mail: zhigileva@mail.ru
Из трех видов мышей, обитающих в Западной Сибири, полевая мышь имеет наиболее высокий уровень генетической изменчивости, равномерное распределение показателей полиморфизма, более низкие значения генетической дифференциации и более высокие – потока генов по сравнению с домовой и малой лесной мышами. Популяции домовой мыши имеют «скачкообразные» изменения параметров белкового полиморфизма в разных населенных пунктах. Это обусловлено значительной пространственной разобщенностью городов Сибири и разной историей их заселения. Обитание на урбанизированной территории ведет к разделению популяций полевой мыши на группировки, резко отличающиеся по частотам аллелей и показателям генетической изменчивости. Эти изменения не связаны со степенью урбанизации и обусловлены генетическим дрейфом. Сужение изменчивости, дефицит гетерозигот и отклонение от равновесия Харди-Вайнберга, характерные для этих группировок, ограничивают их адаптивный потенциал и делают их зависимыми от популяций межселенных территорий.
ЭФФЕКТЫ ДЛИТЕЛЬНОГО ОТБОРА ПО ПОВЕДЕНИЮ НА CТРЕСС–ОТВЕТ И АКТИВНОСТЬ ПОЛОВОЙ СИСТЕМЫ САМЦОВ СЕРЫХ КРЫС (RATTUS NORVEGICUS)
Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090
В Институте цитологии и генетики СО РАН получены две контрастных по поведению линии серых крыс (Rattus norvegicus) – «ручных» и «агрессивных»- путём длительной селекции на отсутствие или усиление агрессии по отношению к человеку. Цель настоящей работы состояла в изучении эффектов отбора на поведение, стресс-реактивность и половую функцию у самцов крыс 78 поколения. Показано, что различия поведения по отношению к человеку ручных и агрессивных крыс этого поколения сохраняются по сравнению с более ранними поколениями на прежнем уровне. Однако различия в стресс-ответе и скорости полового созревания противоположны полученным ранее данным. Впервые отмечены более высокий уровень глюкокортикоидного ответа на рестрикционный стресс и более низкие темпы полового созревания по морфометрическим показателям половых желез, уровню тестостерона у ручных крыс по сравнению с агрессивными. Можно предположить, что изменения эффектов отбора обусловлено разобщением вектора отбора по поведению и изменением ответа на стресс. Впервые в качестве контроля охарактеризованы по изученным показателям дикие самцы, недавно отловленные из природы (6-7 поколения разведения в виварии). У диких крыс по сравнению с селектируемыми самый высокий стресс-ответ и темпы полового созревания. Настоящее исследование указывает на продолжающиеся морфофизиологические изменения в селектируемых линиях, несмотря на устойчивость поведения по отношению к человеку в течение многих поколений отбора.
ЭВОЛЮЦИЯ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ ЛОСОСЕВЫХ РЫБ
Институт общей генетики им. Н.И, Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: levazh@gmail.com, eshaikhaev@mail.ru
Определены нуклеотидные последовательности пяти микросателлитных локусов у десяти видов лососевых рыб. Выявлены заметные различия в структуре одних и тех же микросателлитов у разных видов. Показано, что эволюция микросателлитов – это сложный комплексный процесс, совокупность микросателлитных мутаций, точковых мутаций, а также протяженных делеций и инсерций, приводящих как к образованию микросателлитов, так и к их утрате.
ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ РЕПАРАЦИИ ДНК XPD, XRCC1, OGG1, ERCC6 НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЖИЗНИ И СКЛОННОСТЬ К КУРЕНИЮ
Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси, Минск 220072, Республика Беларусь; e-mail: V.Ramaniuk@igc.bas-net.by
Полиморфизм генов эксцизионной репарации XPD Asp312Asn, XRCC1 Arg399Gln, OGG1 Ser326Cys и ERCC6 Met1097Val проанализирован методом ПЦР-ПДРФ у 370 представителей населения Беларуси среднего, пожилого и старческого возраста. С помощью корреляционного анализа установлено, что в группе старше 70-ти лет при взаимодействии пары генов XPD 312 и XRCC1 399 или трех генов XPD 312, XRCC1 399, ERCC6 1097 частоты комбинаций гомозигот дикого типа существенно повышаются с возрастом. В подгруппе долгожителей такая связь проявляется при парном взаимодействии гена XPD 312 с XRCC1 399 или ERCC6 1097, а также при взаимодействии трех генов XPD 312, XRCC1 399, ERCC6 1097. Данные свидетельствуют, что оптимальная активность репарационных процессов может благоприятствовать долгожительству. Показано, что частота генотипа Asp/Asp уменьшена, а частота аллеля Asn гена XPD 312 увеличена в подгруппе курящих лиц по сравнению с некурящими, что, по-видимому, указывает на ассоциацию полиморфизма этого гена со склонностью к курению. Проблема требует дальнейшего изучения.
СОМАТИЧЕСКАЯ ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ ГЕНОМА В ТКАНЯХ СОСУДИСТОЙ СТЕНКИ И ЛЕЙКОЦИТАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ПРИ АТЕРОСКЛЕРОЗЕ
1 Научно - исследовательский институт медицинской генетики СО РАМН, г. Томск; e-mail: alexei.sleptcov@medgenetics.ru
2 Научно-исследовательский институт комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний СО РАМН, г. Кемерово
3 Сибирский государственный медицинский университет Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации, г. Томск
Впервые представлены данные, свидетельствующие о наличии множественных микроструктурных вариаций генома, включая полиморфизм по числу копий крупных участков ДНК (CNV) и копий-нейтральную потерю гетерозиготности, в тканях сосудистой стенки и лейкоцитах периферической крови у больных атеросклерозом. Правые коронарные артерии с атеросклеротическими бляшками отличались от непораженных внутренних грудных артерий и лейкоцитов периферической крови большим размером CNV и числом локализованных в них генов. Только от 6 до 16% CNV у каждого из пациентов присутствовали во всех трех типах исследованных образцов тканей. Соответственно, большая часть структурных вариаций генома в тканях, пораженных атеросклеротическим процессом (от 68 до 91% у каждого из пациентов), имела соматическое происхождение. Амплификации в хромосомных субсегментах 3p21.31 (CACNA2D2), 7q32.1 (FLNC), 19p13.3 (C19orf29, PIP5K1C) и 21q22.3 (COL6A1) были зарегистрированы только в тканях сосудистой стенки, но не в лейкоцитах периферической крови. Более того, в анализируемых тканях у больных атеросклерозом идентифицирована амплификация в хромосомном субсегменте 7p15.2 (SKAP2), не представленная в Базе данных CNV у здоровых индивидов (Database of Genomic Variants). В 12 из 13 хромосомных регионов потеря гетерозиготности носила копий-нейтральный характер и захватывала опухолесупрессорные гены (SFRP1, CEBPD, RB1CC1, DIRAS3, TUSC3 и ZDHHC2).
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТБОРА ПО ПЛЕЙОТРОПНЫМУ ЛОКУСУ В ДВУХВОЗРАСТНОЙ ПОПУЛЯЦИИ
1 Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690041; e-mail: axanka@iacp.dvo.ru
2 Институт комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук, Биробиджан 679016; e-mail: frisman@mail.ru
Разработана и исследована математическая модель динамики генетической структуры и численности популяции с двумя возрастными классами, в которой выживаемости зигот и половозрелых особей определяются одним плейотропым локусом. Даже при таких ограничениях, когда внешние проявления сложной полигенной системы сведены к монолокусному случаю, рассматриваемая модель демонстрирует широкий спектр различных эволюционных сценариев изменения динамики популяции. Показано, что увеличение репродуктивного потенциала и выживаемости сопровождается переходом от стационарной динамики численности популяции к колебаниям. Однако эволюционный рост самих этих параметров может быть немонотонным, со значительными флуктуациями; причем в случае антагонистической плейотропии рост одного из этих параметров, как правило, сопровождается закономерным уменьшением другого, что может привести даже к стабилизации численности и генетического состава возрастных классов.