Аннотации статей. Том 50, 2014 г., № 9
СТАРАЯ ПРОБЛЕМА В СВЕТЕ НОВЫХ ДАННЫХ: О СОГЛАСОВАНИИ МЕХАНИЗМОВ РЕГУЛЯЦИИ РЕПЛИКАЦИИ ДНК С РОСТОМ КЛЕТКИ У БАКТЕРИЙ
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: tamara@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090
У бактерий проблема согласования основных клеточных макропроцессов – роста клетки и репликации генома, поставлена более сорока лет назад. В отличие от эукариот, у бактерий эта проблема до конца не решена даже для такого изученного в молекулярно-генетическом плане организма как Escherichia coli, не говоря уже о других видах. В существующих моделях клеточного цикла бактерий проблема согласования решается введением различных феноменологических гипотез, которые на динамическом уровне обеспечивают согласование роста и репликации, но не раскрывают механизмов решения этой проблемы на молекулярно-генетическом уровне. В настоящем обзоре, механизмы регуляции инициации репликации генома у трех наиболее изученных в этом плане видов бактерий, E. coli, Bacillus subtilis и Caulobacter crescentus, рассмотрены именно с точки зрения их согласования с процессами роста. Обсуждается возможная связь между типами законов роста клеток и конкретными механизмами регуляции репликации ДНК, сформированными в процессе эволюции у бактерий различных классов, в том числе и у ряда внутриклеточных паразитов, потерявших в ходе своей дегенеративной эволюции большую часть генома. В свете проблемы согласования рассматривается концепция универсального закона роста для клеток бактерий и некоторые аспекты формирования простейшего негативного механизма регуляции репликации
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ ХРОМОСОМНЫЙ АНАЛИЗ ПОПУЛЯЦИЙ ФИТОФИЛЬНОЙ ХИРОНОМИДЫ GLYPTOTENDIPES GLAUCUS (MG.) ЗАТРОНУТЫХ ЧЕРНОБЫЛЬСКИМ ВЫБРОСОМ
Саратовский государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского, кафедра общей биологии, фармакогнозии и ботаники, Саратов 410012; e-mail: microtus43@mail.ru
Изучены кариофонды фитофильного вида хирономид Glyptotendipes glaucus (Mg.) из ряда водоемов Новозыбковского района Брянской области, затронутого чернобыльским выбросом, и двух водоемов Саратовской области. Обнаружены различия в спектре и частотах инверсий как между брянскими, так и с саратовскими популяциями. Новых инверсий в новозыбковских популяциях не найдено, но отмечены случаи структурно малых изменений в длинных хромосомах; характерны мозаицизм морфотипов хромосом в клетках одной и той же слюнной железы (особенно выраженный у личинок из отселенной зоны), разрыхленность теломерных районов хромосом, асинапсис мозаичного характера гомологов хромосомы IV (вплоть до полного их расхождения); несколько личинок были полиплоидами. Из других видов Glyptotendipes в новозыбковских водоемах найден только G. paripes (у села Корчи), кариотипы его нескольких личинок были представлены беспорядочной хромосомной массой. По-видимому, у других видов Glyptotendipes адаптивные способности в сложившихся условиях оказались низкими, и они исчезли из прежних биотопов, в то время как G. glaucus смог приспособиться к новой экологической обстановке
АНТИРЕСТРИКЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ РТУТНОГО НЕКОНЪЮГАТИВНОГО ТРАНСПОЗОНА TN5053 КОНТРОЛИРУЕТСЯ ПРОТЕАЗОЙ CLPXP
Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов (ГосНИИгенетика), Москва 117545; e-mail: zavilgel@genetika.ru
Ртутный транспозон Tn5053 при введении в штаммы Escherichia coli K12 проявляет высокую антирестрикционную активность против системы рестрикции-модификации типа I EcoKI. Вклад в антирестрикционную активность Tn5053 вносят продукты генов merR и ardD. Ген merR кодирует белок MerR – регулятор транскрипции генов mer - оперона. Ген ardD, ответственный за синтез белка ArdD, расположен в tni - опероне. В данной работе показано, что антирестрикционная активность транспозона Tn5053 отсутствует в штаммах E. coli K12, мутантных по генам clpX и clpP, а также recA. 2-аминопурин не усиливает антирестрикционный эффект Tn5053. В клетках E. coli K12, мутантных по гену dam, антирестрикционная активность Tn5053 не изменяется, но снижается в E. coli K12 mutD. Предполагается, что в результате активности белков MerR и ArdD в бактериальной клетке образуется значительное количество немодифицированной ДНК, что вызывает SOS-зависимый эффект ослабления действия фермента EcoKI (R2M2S) в связи с ClpXP - индуцируемым протеолизом R-субъединицы
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ГОРОХА (РISUM SATIVUM L.) ИЗ КОЛЛЕКЦИИ ВИР НА ОСНОВЕ ДАННЫХ AFLP-АНАЛИЗА
1 Центр «Биоинженерия» Российской академии наук, Москва 117312; e-mail: rynatalia@yandex.ru, dyachenko-el@yandex.ru
2 Всероссийский научно-исследовательский институт растениеводства им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Санкт-Петербург 190000
3 Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, кафедра биотехнологии, Москва 119234
Впервые методом AFLP маркирования изучена выборка гороха из коллекции ВИР, состоящая из 83 образцов P. sativum, в том числе представителей трех подвидов. Для исследования отобраны преимущественно местные сорта разных направлений использования, оцененные по ряду морфо-биологических признаков, с учетом максимального эколого-географического разнообразия, включающего центры происхождения вида. Было получено 382 полиморфных AFLP фрагмента и каждый образец охарактеризован их уникальным набором. Оценено генетическое разнообразие изученного материала и показан широкий диапазон генетических различий исследованных образцов (0.07-0.27). Полученные данные не подтвердили принадлежности образцов к определенным подвидам и не отразили их эколого-географическую дифференциацию. Факторный анализ позволил идентифицировать группы образцов азиатского и европейского происхождения и промежуточный характер большей части образцов изученной выборки.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ И ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПРИТОБОЛЬСКИХ И ЕВРОПЕЙСКИХ ПОПУЛЯЦИЙ СALLUNA VULGARIS (L.) HULL.
1 Ботанический сад Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург 620144; e-mail: irina.petrova@botgard.uran.ru
2 Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург 620144
Проведен анализ географической изменчивости и дифференциации гаплотипов хлоропластных ДНК и морфо-анатомических параметров листьев нескольких восточно-европейских групп популяций Calluna vulgaris (L.) Hull., с одной стороны, и длительно изолированной от них притобольской группы популяций этого вида в Западной Сибири, с другой. Выявлены резко выраженные генетические и фенотипические дистанции и их градиенты между притобольской и европейскими группами популяций, которые многократно выше, чем между относительно однородными восточно-европейскими группами популяций. В целом, подтверждена гипотеза о феногенетической дивергенции притобольских маргинальных популяций C. vulgaris от европейских, вероятно на уровне подвида
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ БОЛОТНЫХ И СУХОДОЛЬНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ СОСНЫ КЕДРОВОЙ СИБИРСКОЙ (PINUS SIBIRICA DU TOUR) ПО ЯДЕРНЫМ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ
Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения РАН, Красноярск 660036; e-mail: oreshkova@ksc.krasn.ru
С помощью маркеров ядерного генома проведена оценка популяционной структуры болотных и суходольных популяций сосны кедровой сибирской (P. sibirica) в Западной Сибири. Для анализа использовали шесть ядерных микросателлитных локусов. У 120 особей четырех популяций P. sibirica были выявлены 30 аллельных вариантов. Установлено, что исследованные популяции сосны кедровой сибирской отличаются по генетической структуре, а наиболее существенные различия наблюдаются между популяцией данного вида с олиготрофного болота и группой популяций, включающей в себя выборки из суходола, евтрофного болота и припоселкового кедровника (FST = 0.019; DN = 0.053). Дифференциация изученных западносибирских популяций P. sibirica по SSR-маркерам составляет 2.4% (FST = 0.024).
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ПОПУЛЯЦИЙ РЕДКОГО ВИДА DICTAMNUS GYMNOSTYLIS STEV. В БАШКИРСКОМ ПРЕДУРАЛЬЕ
Ботанический сад-институт Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450080; e-mail: alfverta@mail.ru
На основе анализа 8 ген-ферментных систем показано генетическое разнообразие популяций редкого вида Республики Башкортостан ясенца голостолбикового Dictamnus gymnostylis Stev. Выявлен относительно высокий уровень внутривидового генетического разнообразия – среднее число аллелей на локус (А) составило 1,57, доля полиморфных локусов (P95) – 0,508, гетерозиготность наблюдаемая (HO) – 0,139, ожидаемая (НE) – 0,169, и дифференциации: 88,3% всей генетической изменчивости относится к внутрипопуляционной компоненте и 11,7% приходится на межпопуляционную составляющую; генетическое расстояние Нея (D) составило в среднем 0,028.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ И СВЯЗИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ ВИДОВ КЕРЧАКОВ MYOXOCEPHALUS И MEGALOCOTTUS (COTTIDAE) ПО МТДНК МАРКЕРАМ И КАРИОЛОГИЧЕСКИМ ДАННЫМ
Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690041; e-mail: podlesnykh9@yandex.ru
На основе изменчивости последовательностей генов цитохрома b (cyt b) и цитохром оксидазы 1 (CO1) мтДНК исследовали филогенетические отношения у пяти видов керчаков: Myoxocephalus stelleri, M. brantii, M. jaok, M. ochotensis и Megalocottus platycephalus. Анализ топологий комбинированных филогенетических деревьев показал, что все морфологически описанные виды из разных родов представляют собой монофилетические группы с высокой поддержкой устойчивости ветвей. В кладе M. stelleri объединяются гаплотипы с различающимися кариотипами из разных географических локальностей и внутригрупповым нуклеотидным разнообразием 0.42%. Для всех видов характерны сравнительно низкие значения внутригрупповой (кроме M. stelleri из Японского моря и охотоморского побережья о. Хоккайдо) и высокие - межвидовой изменчивости кодирующих маркеров мтДНК. Исследование кариотипов M. stelleri с помощью Ag-окрашивания показало, что кариотипы особей из Японского и Охотского морей различаются не только по числу хромосом (2n), но и числу активных ядрышковых организаторов (ЯО) и окрашиваемых блоков ЯО, что вызывает сомнение в их принадлежности к одному виду. Несоответствие между филогенетическими топологиями и кариологическими данными обсуждается в связи с информативной емкостью фрагментов мтДНК и внутривидовым хромосомным полиморфизмом.
A NOTE ON THE PRESENCE OF B CHROMOSOME IN THE JAPANESE SMALL FIELD MOUSE, APODEMUS ARGENTEUS, IN CENTRAL HONSHU, JAPAN
Course in Natural Environment Studies, Graduate School of Bioresource Sciences, Nihon University, Kameino 1866, Fujisawa, Kanagawa 252-0880, Japan
Previously, many studies have revealed the presence of B chromosomes in wild mouse taxa of the genus Apodemus (Rodentia, Muridae). In one of the Apodemus species, A. argenteus, which is endemic to Japan, it is known that B chromosomes were confirmed only in individuals (2n = 46 + B 5 chromosome) from Hokkaido, Japan. There is no report of the presence of B chromosomes from other localities in the Japanese Islands. In this study, we analyzed the chromosomal constitutions of 43 individuals of A. argenteus from three localities in Honshu, Japan. A total of three individuals from central Honshu showed 2n = 47, and each individual carried a dot-like B chromosome. In addition, 10 these B chromosome features were analyzed by differential staining methods, and the C- and QM-banding patterns of the B chromosomes were identical to those of the X chromosomal heterochromatic region showing the delayed-fluorescent response. Thus, it is considered that these B chromosomes would be derived from the heterochromatin of the X chromosomes, as reported in previously published 15 papers
ПОЛИМОРФИЗМ ЛОКУСА МИОГЕНОВ У НЕКОТОРЫХ ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ СЕМЕЙСТВА ОСЕТРОВЫХ (ACIPENSERIDAE)
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, пос. Борок Ярославской области 152742; e-mail: kuzmev@ibiw.yaroslavl.ru
Методом электрофореза в полиакриламидном геле изучались мышечные белки русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii Brandt), сибирского осетра (Acipenser baerii Brandt) и амурского осетра (Acipenser shrencki Brandt). Среди общего пула белков была выявлена группа фракций, предположительно являющаяся продуктом полиаллельного локуса MY-1*. Результаты денситометрического анализа позволили выдвинуть гипотезу о восьмигенной детерминации данной системы белков. Наибольшая степень гетерогенности и полиморфизма выявлена у русского осетра. Анализ распределений генотипов в выборках исследованных видов позволил высказать предположение, что генетическая структура идущих на нерест стад осетровых претерпела изменения под влиянием антропогенных и природных факторов
ПОЛИМОРФИЗМ ЛОКУСОВ 5-HTTLPR И STIN2 ГЕНА СЕРОТОНИНОВОГО ТРАНСПОРТЕРА У МУЖЧИН АФРИКАНСКИХ ЭТНОПОПУЛЯЦИЙ ХАДЗА И ДАТОГА
1 Институт биологии гена Российской академии наук, Москва 119334; e-mail: shunka@mail.ru
2 Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАн, Москва 119334; e-mail: amkulikov@gmail.com
3 Институт этнологии и антропологии им. Н.Н. Миклухо-Маклая РАН, Москва 119991; e-mail: m.butovskaya@rambler.ru
Проведено молекулярно-генетическое изучение локусов 5-HTTLPR и Stin2 гена серотонинового транспортера (5-HTTL) у мужчин африканских этнопопуляций хадза и датога, различающихся уровнем культурно допустимой агрессии. Установлено распределение частот аллелей и генотипов двух локусов. Показано, что на исследуемых выборках по VNTR - полиморфизму обоих локусов распределение частот генотипов и аллелей у хадза и датога практически одинаковы. Однако в популяции хадза по сравнению с датога обнаружено достоверное (p = 0.006) увеличение частоты транскрипционно менее активного аллеля LG локуса 5-HTTLPR. Впервые, для африканских популяций, описана и установлена структура аллельного варианта локуса Stin2 с 8 повторами (Stin2.8). Проверка независимости распределения частот аллелей исследуемых локусов показала высокозначимое неравновесие по сцеплению у хадза (p << 0,001) и датога (p = 0,021). При анализе сочетаний генотипов по двум локусам обнаружено, что исследуемые популяции достоверно отличались по генотипу LA/LG 10/12 (p << 0,001). При объединении генотипов на основании их экспрессионной активности, достоверных различий между популяциями выявлено не было. Мы предполагаем, что выявленные объединенные генотипы отражают эффекты сходных поведенческих признаков для обеих популяций
ОСОБЕННОСТИ МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОФОНДА УДМУРТОВ В СВЯЗИ С ИХ РОДОПЛЕМЕННОЙ СТРУКТУРОЙ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: k294_chew@mail.ru
В статье представлены новые данные о полиморфизме митохондриальной ДНК удмуртов – финно-угорского народа, проживающего на территории Волго-Уральского региона. Результаты анализа полиморфизма мтДНК удмуртов показали, что соседние этносы не оказали существенного влияния на формирование внутриэтнических различий у этого народа. Результаты исследования свидетельствуют в пользу того, что генетические различия между разными популяциями удмуртов определяются не столько их географическим положением, сколько родоплеменной принадлежностью
СОЧЕТАНИЯ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ГЕНОВ ЦИТОКИНОВОЙ СЕТИ КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПРЕДИКТОРЫ ИНФАРКТА МИОКАРДА
1 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054; e-mail: NasibullinTR@yandex.ru
2 Республиканский кардиологический центр, Уфа 450106
С целью выявления информативных предикторов развития инфаркта миокарда (ИМ) в этнически однородной группе русских среди мужчин, перенёсших ИМ (225), и в соответствующей контрольной группе (257) проведён анализ распределений частот генотипов по полиморфным ДНК-маркерам rs16944 (-511C>T, ген IL1B), rs1800796 (-572G>С, ген IL6), rs1800872 (-592C>A, ген IL10), rs3212227 (1159A>C, ген IL12B), rs1800629 (-308G>А, TNF), rs909253 (252A>G, LTA), rs767455 (36A>G, TNFRSF1A). С помощью метода Монте-Карло и цепей Маркова (APSampler) выявлены сочетания аллелей, ассоциированные как с пониженным, так и с повышенным риском ИМ. Наиболее значимыми результатами оказались IL6*C/C (P=3х10-4, OR=6.3 CI 2.37–16.75), LTA*A+IL6*G/G (FDR=2.3*10-4, OR=0.25 CI 0. 0.14–0.46), LTA*G/G+IL12B*A/A (FDR=0.0053, OR=4.92 CI 1.81-13.33), TNF*G+LTA*G/G+TNFRSF1A*A (FDR=0.013, OR=4.38 CI 1.6-12.01), TNFRSF1A*G+IL10*A/A+IL12B*C (FDR=0.016, OR=8.79 CI 2.17-35.63), TNF*G+LTA*G/G+IL10*C (FDR=0.0105 OR=3.54 CI 1.55-8.09)
ХАРАКТЕРИСТИКИ МИГРАЦИИ В НАСЕЛЕНИИ Г. ЕВПАТОРИИ (КРЫМ)
1 Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, кафедра генетики и цитологии, Харьков 61022; e-mail: atramentova@yandex.ru
2 Харьковский национальный медицинский университет, кафедра медицинской биологии, Харьков 61022; e-mail: irene_m2003@mail.ru
3 Национальный фармацевтический университет, кафедра биологии, Харьков 61002; e-mail: philiptsova@yahoo.com
По данным брачных записей г. Евпатория 1960/61, 1985 и 1994/95 годов рассчитаны показатели, характеризующие миграцию населения. Коэффициент брачной миграции m в указанные годы составил 0.80, 0.75 и 0.66; индекс эндогамии – 0.04, 0.08 и 0.15, показатель брачной сопряженности по месту рождения К – 0.15, 0.16 и 0.19. Наибольшие значения индекса положительной брачной ассортативности отмечены в 1960/61 гг. для выходцев из Закавказья, Центрального, Центрально-Чернозёмного и Северо-Западного районов России, в 1985 г. – для мигрантов из Молдавии, республик Средней Азии и Закавказья, Западной Сибири, Украины, а в 1994/95 гг. в эту группу вошли также уроженцы Евпатории. Средняя дальность миграции по годам составила 909, 1280 и 1314 км, брачное расстояние 960, 1397 и 1171 км. «Радиус» евпаторийской популяции в соответствии с моделью Малеко в изученные годы составил 98, 134 и 137 км. Показатель степени изоляции b снижался и равнялся 0.00049, 0.00043 и 0.00038. В миграционном потоке во все периоды больше всего было выходцев из различных регионов Украины, находящихся за пределами Крыма (27-31%), за которыми следовали уроженцы различных мест Крыма (21-24%), Центрального (3,6-8,5%) и Центрально-Чернозёмного (1,8-6,1%) районов России, Южного Кавказа (4,0-5,7%). В миграционном потоке снизилась доля русских и евреев, повысился удельный вес украинцев и представителей не славянских национальностей.
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА АЦИЛАМИДАЗЫ В ШТАММАХ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS
Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 113545; e-mail: lavrov.ko@gmaul.com, yanenko@genetika.ru
Изучена экспрессия в штаммах Rhodococcus erythropolis гена новой ациламидазы из R. erythropolis ТА37. Эта ациламидаза, благодаря уникальной субстратной специфичности, способна гидролизовать N-замещенные амиды (4`-нитроацетанилид, N-изопропилакриламид, N,N-диметиламинопропилакриламид). Для экспрессии гена ациламидазы в клетках R. erythropolis была создана оригинальная система, основанная на использовании промоторной области гена нитрилгидратазы из R. rhodochrous M8, обеспечивающая конститутивный синтез ациламидазы. Использование системы в штаммах R. erythropolis позволяет получать клетки рекомбинантного штамма R. erythropolis, обладающие ациламидазной активностью, в четыре раза превышающей активность родительского штамма.