Аннотации статей. Том 50, 2014 г., № 10
КЛОНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ ГЕНА НОВОЙ АЛИФАТИЧЕСКОЙ АМИДАЗЫ ИЗ RHODOCOCCUS ERYTHROPOLIS ТА37
Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 113545; e-mail: yanenko@genetika.ru
В штамме Rhodococcus erythropolis ТА37, способном гидролизовать широкий круг амидов, идентифицирован ген новой алифатической амидазы ami с уровнем сходства с ближайшими гомологами не более 77%. Ген амидазы клонирован в составе хромосомного локуса протяжённостью 3,7 т.п.н., содержащего также предполагаемые гены ацетил-KoА-лигазы и транспортёра ABC-типа. Структура этого локуса в штамме R. erythropolis ТА37 отличается от структуры локусов других штаммов родококков. Ген амидазы экспрессирован в клетках Escherichia coli. Показано, что амидаза, образующаяся в рекомбинантном штамме, эффективно гидролизует ацетамид (алифатический амид) и не использует в качестве субстрата 4`-нитроацетанилид (N-замещенный амид). Инсерционная инактивация гена амидазы в штамме R. erythropolis ТА37 приводит к значительному снижению (не менее чем в 6-7 раз) базальной амидазной активности, что свидетельствуют о функциональной активности амидазы в штамме R. erythropolis ТА37
ЯДЕРНО-ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКАЯ СОВМЕСТИМОСТЬ И СОСТОЯНИЕ РАЙОНОВ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ И ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК У АЛЛОПЛАЗМАТИЧЕСКИХ РЕКОМБИНАНТНЫХ И ИНТРОГРЕССИВНЫХ ЛИНИЙ (H. VULGARE)-T. AESTIVUM
1 Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук,
Новосибирск 630090; e-mail:pershina@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск 630090
3 Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, Минск, Республика Беларусь
Аллоплазматические линии, сочетающие чужеродные по отношению друг к другу ядерные и цитоплазматические геномы, являются адекватными моделями для исследования механизмов ядерно-цитоплазматической совместимости/ несовместимости. В настоящей работе изучена сопряженность проявления признаков и состояния районов митохондриальной (мт) и хлоропластной (хп) ДНК у аллоплазматических рекомбинантных линий мягкой пшеницы, имеющих цитоплазму культурного ячменя и характеризующихся частичной или полной фертильностью. Уровень восстановления фертильности у изученных линий (H. vulgare)-T. aestivum определяется разным соотношением генетического материала сортов мягкой пшеницы Пиротрикс 28, восстановителя фертильности на цитоплазме культурного ячменя, и Саратовской 29 – закрепителя стерильности. У частично фертильных линий, в ядерном геноме которых преобладает генетический материал сорта Саратовская 29, рост и развитие растений подавлены. У этих линий выявлены гомоплазмия ячменного типа районов infA и rpoB хпДНК и гетероплазматическое состояние 18S/5S мт-повтора и района ycf5 хпДНК. Ядерно-цитоплазматическая совместимость у линий с восстановленной фертильностью (в ядерном геноме преобладает генетический материал сорта Пиротрикс 28) ассоциирована с нормализацией роста и развития растений и изменением состояния изученных районов хпДНК и мтДНК в сторону пшеничного типа. Так, у фертильных линий районы хпДНК (infA, rpoB) и 18S/5S мт-повтор выявлены в гомоплазматическом состоянии пшеничного типа, а район ycf5 хпДНК – хотя и в гетероплазматическом состоянии, но с преимущественным содержанием копий пшеничного типа. В результате интрогрессии чужеродного генетического материала в ядерный геном одной из фертильных линий признаки проявления ядерно-цитоплазматической совместимости не нарушаются: растения сформированных интрогрессивных линий фертильные и нормально развиты, состояние районов мтДНК и хпДНК соответствует их состоянию у фертильных рекомбинантных линий
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОЛИМОРФИЗМА ISSR-МАРКЕРОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЯКА (BOS MUTUS) И ГИБРИДОВ F1 МЕЖДУ ЯКОМ И КРУПНЫМ РОГАТЫМ СКОТОМ В CАЯНО-АЛТАЙСКОМ РЕГИОНЕ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991;
e-mail: stolpovsky@mail.ru
2 Тувинский Государственный университет, Кызыл 667000
3 Институт Биологии Монгольской академии наук, Улан-Батор
Охарактеризована генетическая изменчивость семи популяций яка cаяно-алтайского региона и гибридов F1 между яком и крупным рогатым скотом (хайнаков) методом межмикросателлитного анализа полиморфизма ДНК (ISSR-PCR) с использованием праймеров (AG)9C и (GA)9C. Образцы для анализа были собраны в Монголии, Тыве и Алтае в 2008-2012 г.г. Исследованные популяции яков различались как по наличию/отсутствию ISSR-фрагментов, так и по их частотам. Всего по двум маркерным системам выявлено 46 ISSR-фрагментов, доля полиморфных локусов составила 76% и 90% для AG-ISSR и GA-ISSR-маркеров соответственно. Общее генетическое разнообразие (Ht), внутрипопуляционное (Нs) и межпопуляционное (Gst) разнообразие для суммарной выборки яков составили соответственно 0.081, 0.044 и 0,459 для AG-ISSR и 0.137, 0.057 и 0.582 для GA-ISSR маркеров. На основе ISSR-анализа описаны видо- и породоспецифические паттерны ДНК для трех групп животных (яки, крупный рогатый скот, хайнаки); для домашнего яка видоспецифический спектр представлен 8 ISSR-фрагментами. Изучены генетические взаимоотношения между изученными популяциями яков, породами крупного рогатого скота и хайнаками с использованием четырех различных методов анализа популяционных структур: оценки филогенетического сходства, многомерного шкалирования, метода главных компонент и кластерного анализа. Получены четкие данные по дифференциации исследованных популяций как на межвидовом, так и на внутривидовом уровнях. Выявлены как близкие (родственные), так и отдаленные (изолированные) популяции яков. Хайнаки занимают промежуточное положение между яком и крупным рогатым скотом, но в соответствии с данными по анализу полиморфизма ISSR-маркеров ДНК (геномному полиморфизму, популяционной структуре) исследованная часть генома хайнаков имеет большее сходство с геномом яков, чем с геномом крупного рогатого скота
О НАСЛЕДОВАНИИ ФОНОВОЙ ОКРАСКИ РАКОВИНЫ У МОЛЛЮСКОВ LITTORINAOBTUSATA (GASTROPODA, LITTORINIDAE)
Беломорская биологическая станция, Зоологический институт Российской академии наук, Санкт-Петербург 199034; e-mail: ekozminsky@gmail.com
Изучено наследование фоновой окраски раковины, формирующейся на основе ряда пигментов, у брюхоногого моллюска Littorinaobtusata. Установлено, что наследование окраски раковины у литторин не может быть объяснено в рамках полиалельной моногенной схемы наследования, подобно тому, как это происходит у моллюсков рода Cepaea. Показано, что за включение в раковину каждого пигмента отвечает отдельная генетическая система, в состав которой в случае желтого и пурпурного пигментов входит не менее двух генов. Полученные данные показывают, что переносить результаты, полученные при изучении рода Cepaea, на другие виды гастропод следует с осторожностью
GENETIC VARIATION OF 5 SNPS OF MC1R GENE IN CHINESE INDIGENOUS SHEEP BREEDS
1 Department of Life Sciences, Shangqiu Normal University, Shangqiu 476000, China
e-mail: guangliyang@163.com, yanyf01@sina.com
2 Gansu Province Key Laboratory of Herbivorous Animal Biotechnology, Gansu Agricultural University,
Lanzhou 730070, China; e-mail:fudongli1987@163.com, luoyz@gsau.edu.cn
3 Lanzhou Institute of Animal and Veterinary Pharmaceutics Sciences; Chinese Academy of Agricultural
Sciences, Lanzhou 730050, China; e-mail:langxiax@163.com
The purpose of this study was to assess genetic diversity, genetic differentiation relationship and population structure among 10 Chinese sheep populations using 5 single nucleotide polymorphisms (SNPs) in MC1R gene. The genetic diversity indices suggested that the intra-population variation levels of Chinese Merino and Large-tailed Han breeds were lowest than Kazakh Fat-Rumped. Chinese sheep breeds have maintained a high intra-population variation levels (95.23%). The genetic differentiation patterns and genetic relationships among Chinese sheep breeds displayed a high consistency with the traditional classification. The cluster trees were constructed by UPMGA method. The results showed that Chinese indigenous sheep populations have distinct genetic differentiation. The inter-population variation levels in Chinese sheep populations indicated three geographically independent domestication events have occurred. The Bayesian cluster analyses also showed a reliable clustering pattern, which revealed three major clusters in Chinese indigenous sheep populations (Mongolian group, Kazakh group and Tibetan group), except for Duolang and Minxian Black-fur. There were probably caused by different breeding history, geography isolation and different levels of inbreeding. The findings supported the related records in literature, ten sheep populations originated on different time stage from the primogenitor population and communicated genetically with each other in the process of natural and artificial selection, and in different ecological environment. It is concluded that Chinese indigenous sheep have higher genetic variation and diversity, genetic differentiation exist between Chinese sheep populations. The majority breeds are consistent with the geographical distribution and breed characteristic
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ЧЕРЕПАХ РОДОВ TESTUDO И AGRIONEMYS (TESTUDINIDAE) НА ОСНОВАНИИ ПОЛИМОРФИЗМА ЯДЕРНЫХ И МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ МАРКЕРОВ
1 Институт биологии гена Российской академии наук, Москва, 119334; e -mail: shunka@mail.ru
2 Московский государственный зоологический парк, Москва 123242,
3 Дагестанский государственный университет, Махачкала 367025
4 Московский Государственный университет им. М. В. Ломоносова, Moсква 119991
5 Головной центр гигиены и эпидемиологии Федерального медико-биологического агентства, Москва 123098
6 "ГОСБИОКОНТРОЛЬ" при Комитете по Охране Природы Республики Узбекистан, Ташкент 100160, Республика
Узбекистан
На основании полиморфизма 12S рРНК и RAPDs, проведена дифференциация 120 черепах, принадлежащих к трем видам рода Testudo (T. kleinmanni, T. marginata и T. graeca), 6 подвидам T. graeca (T. g. nikolskii, T. g. pallasi, T. g. armeniaca, T. g. zarudnyi, T. g. terrestris, T. g. ibera) и двум подвидам среднеазиатской черепахи A. horsfieldii (A. h. horsfieldii, А. h. kazakhstanica). Для сравнения использованы 32 известные последовательностей 12S рРНК (392 п.н.) черепах двух родов, обитающих на территории Европы, Азии и Африки. В популяциях A. horsfieldii выявлено шесть гаплотипов, три из которых описаны нами впервые. У исследованных нами черепах рода Testudo обнаружены 11 гаплотипов 12S рРНК. Один новый гаплотип выявлен у T. kleinmanni, среди 8 подвидов T. graeca обнаружено восемь гаплотипов, четыре из которых представлены нами впервые.
На филогенетическом дереве представители комплекса Testudo graeca и сестринская по отношению к ним группа видов T. marginata, T. kleinmanni + T. werneri формируют реципрокно – монофилетическую кладу. Вторую монофилетическую кладу составляют шесть сходных между собой последовательностей представителей рода Agrionemys и пять гаплотипов T. hermanni. Наибольшее разнообразие гаплотипов 12S рРНК (19) характерно для комплекса Testudo graeca. 6 последовательностей принадлежат исключительно к выборкам из Северной Африки, 6 - к азиатским черепахам, включая Малую Азию и Кавказ, и 5 гаплотипов найдены только на европейской части ареала (преимущественно в Испании, а также в Италии и Болгарии). Один общий гаплотип обнаружены у черепах Азии и Европы (Болгария, Турция и республики Закавказья), и один - у черепах Африки и Европы (Италия). Все они формируют политомическую группу, в которой можно выделить, по крайней мере, семь сублиний. Пять гаплотипов африканских черепах T. graeca, T. g. whitei и T. g. nabeulensis не принадлежат ни к одной из определенных линий. Остальные 9 последовательностей T. g. graeca объединяются в две сублинии I и II, а один из представителей этого подвида входит в состав сублинии IV и имеет сходный гаплотип с группой T. g. nikolski и T. g. ibera из Грузии, Болгарии и Турции. Сублиния III представлена единичной последовательностью T. g. ibera из Турции. Две пары одинаковых гаплотипов T. g. terrestris из Израиля составляют сублинию V, а сублинию VI- две последовательности T. g. perses/buxtoni из Ирана. Сублинию VII формируют последовательности, идентичные для трех подвидов, встречающихся на терр итории Кавказа (Краснодарского края, Армении и Азербайджана) - T. g. pallasi, T. g. armeniaca и T. g. ibera. Различие между пятью гаплотипами среднеазиатской черепахи незначительное, а их пространственное распределение не соответствует строго районам обитания подвидов А. h. horsfieldii и А. h. kazakhstanica.
Предлагаемые RAPDs подтверждают в общем виде реконструкции, полученные при использовании митохондриального маркера. Как и по 12SpРНК, два обособленных кластера включают представителей двух родов Agrionemys и Testudo. Среди последних представители T. marginata и T. kleinmanni, а также T. graeca с высокой надежностью формируют две реципрокно-монофилетические группы. По сравнению с митохондриальным маркером, RAPDs более достоверно разделяют выборку T. g. terrestris и четыре подвида: T. g. ibera, T. g. armeniaca, T. g. pallasi, T. g. nikolskii. За исключением представителей T. g. ibera, практически во всех случаях представителям каждого из четырех подвидов соответствуют собственные подкластеры. Обсуждаются особенности географического распределения гаплотипов и возможные эволюционные сценарии происхождения и расселения сухопутных черепах двух родов
НУКЛЕОТИДНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ГЕНА ЦИТОХРОМОКСИДАЗЫ 1 МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК СИБИРСКОГО ЧУКУЧАНА (CATOSTOMUS CATOSTOMUS ROSTRATUS) РЕКИ КОЛЫМЫ
Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук, Магадан 685000; e-mail: gekki54mail.ru
Впервые проведены молекулярно-генетические исследования сибирского чукучана из р. Колымы. Установлен полиморфизм гена цитохромоксидазы 1 мтДНК. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей изученного гена и депонированных вариантов GenBank, характеризующих чукучана из рек Канады, позволил предположить, что проникновение чукучана в Азию из Северной Америки произошло приблизительно в конце раннего и начале среднего плейстоцена. Показано, что на долю внутрипопуляционной генетической изменчивости чукучана (Fct) приходится 11.63%, а межгрупповой компонент (Fst) составляет 88.37%. Значительная доля межгрупповой изменчивости, по-видимому, обусловлена длительным периодом изоляции сибирского чукучана из р. Колымы. Преобладание одного общего гаплотипа CH-COI 1 в исследованной выборке свидетельствует о том, что в истории становления колымской популяции важное значение имел эффект «основателя»
ГЕНЕТИЧЕСКИ ОБУСЛОВЛЕННОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛЕТОК HACAT В КАЧЕСТВЕ МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПСОРИАЗА
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: mesentsev@vigg.ru, sergey.bruskin@gmail.com
Провоспалительные цитокины: фактор некроза опухолей (ФНО), интерферон γ (ИФНГ) и интерлейкин 17 (ИЛ-17) - играют важную роль в патогенезе псориаза. Активация эпидермальных кератиноцитов этими цитокинами изменяет процесс дифференцировки клеток, что является основной причиной их гиперпролиферации в коже больных. Иммортализованную линию кератиноцитов человека HaCaT часто используют в качестве модельной системы для изучения молекулярных механизмов патогенеза псориаза. Целью данной работы было определить скорость пролиферации клеток HaCaT после их обработки ФНО, ИФНГ и ИЛ-17 и изменения в них экспрессии генов. Установлено, что обработка клеток HaCaT провоспалительными цитокинами приводит к снижению пролиферации этих клеток. Анализ генной экспрессии выявил группу из 12 генов, экспрессия которых повышена при псориазе, но после их обработки цитокинами снижена в клетках HaCaT. Выявленные гены играют важную роль в процессе репликации ДНК и входят в состав двух других, более обширных групп генов с измененной экспрессией, участвующих в регуляции клеточного цикла. Полученные в ходе данной работы результаты свидетельствуют о том, что культура клеток HaCaT имеет существенное ограничение в качестве модельной системы псориаза: обработка HaCaT провоспалительными цитокинами не приводит к увеличению пролиферации клеток. Эту особенность необходимо принимать во внимание при изучении влияния новых лекарственных препаратов на пролиферацию клеток
АБЕРРАНТНАЯ ЭКСПРЕССИЯ МИКРОРНК ПРИ РАЗВИТИИ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ ОПУХОЛЕЙ ТОЛСТОЙ КИШКИ
1 Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук, Ростов-на-Дону
344006; e mail: nickboyko85@rambler.ru
2 ООО "Интерлабсервис", Москва 115035
3 Ростовский научно-исследовательский онкологический институт Минздрава России, Ростов-на-Дону 344037
С помощью параллельного множественного секвенирования нуклеотидной последовательности проведен сравнительный анализ экспрессии микроРНК в клетках опухолевой и нормальной ткани толстой кишки выявлено 40 микроРНК, аберрантно экспрессирующихся при развитии рака. Обнаружено увеличение экспрессии для 15 микроРНК и уменьшение экспрессии для 25 микроРНК. Идентифицировано 16 кластеров микроРНК с координированной или неполностью координированной аберрантной экспрессией в клетках опухоли толстой кишки. В двух (miR-183/182, miR-106b/25) и четырех (miR-143/145, miR-497/195, miR-30e/30c-1, miR-30a/30c-2) кластерах наблюдалось статистически значимое координированное увеличение и уменьшение экспрессии соответственно для всех микроРНК, входящих в кластер. Выявлено 3 аберрантно экспрессирующихся микроРНК (miR 100-5p, miR 30d-5p, miR 204-5p), для которых однако ранее не была показана связь с развитием рака толстой кишки. Полученные в работе результаты указывают на возможность использования 6 координированно экспрессирующихся кластеров микроРНК в качестве маркеров развития рака толстой кишки
ГЕНЕТИКА БЕЗАНТОЦИАНОВОСТИ РЖИ
1 Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии,
Санкт-Петербург 199034
2 Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук,
Санкт-Петербург 199034; e-mail: av_voylokov@mail.ru
У ржи выявлено шесть неаллельных генов, рецессивные мутации в которых ведут к отсутствию антоциана в растении. На основании скрещиваний с тестерными формами, мутантными по этим генам, установлено, что 13 новых безантоциановых линий несут мутации аллельные vi1, в то время как мутации vi2-vi6 представлены только одной тестерной формой каждая. Наследование мутаций vi1-vi6 в потомстве гибридов тестерных форм с одной из линий дикого типа (Л7) соответствует моногибридному расщеплению. Расщепление по трём из них (vi2, vi4 и vi5) у гибридов с другой линией ржи (Л2) характеризуется недостатком растений с отсутствием антоциана. Обсуждаются возможные причины этих отклонений и литературные данные по идентификации у ржи генов антоциановой окраски с помощью трисомного анализа
СПИРАЛИЗОВАННЫЕ СТРУКТУРЫ ЛАТЕРАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СИНАПТОНЕМНЫХ КОМПЛЕКСОВ НА СТАДИИ ДИПЛОТЕНЫ МЕЙОЗА У РЖИ СОДЕРЖАТ БЕЛОК ASY1
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: sergey.a.simanovsky@gmail.com
2 Московский научно-исследовательский институт сельского хозяйства «Немчиновка» РАСХН, Московская
область 143026
Синаптонемные комплексы (СК) после завершения их функционирования деградируют во время стадии диплотены. В материнских клетках пыльцы ржи Secale cereale L. это происходит путем образования брешей в латеральных элементах СК и укорочения фрагментов СК до полного их исчезновения. Однако при контрастировании СК раствором азотнокислого серебра при pH=3,5-4,5 эти бреши оказываются заполненными нитями, которые связаны с латеральными элементами СК. По мере развития стадии диплотены и постепенного исчезновения фрагментов СК эти нити превращаются в субмикроскопические спирали. В данной работе мы установили, что нити и спирали, связанные с деградирующими синаптонемными комплексами, окрашиваются антителами к белку латеральных элементов ASY1 Arabidopsis thaliana и, таким образом, являются продуктами деградации сложно устроенных латеральных элементов СК
СВЯЗЬ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ ЦИТОКИНОВ И ИХ РЕЦЕПТОРОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЧЕЛОВЕКА С КЛИМАТИЧЕСКИМИ И ГЕОГРАФИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ
Научно-исследовательский институт медицинской генетики СО РАМН, Томск 634050; e-mail: anastasia.cherednichenko@medgenetics.ru
Представлены данные об изменчивости 8 полиморфных вариантов генов IL4, IL4R, IL10, IL13, IL12A и IL12RB2, кодирующих ключевые цитокины и их рецепторы, в 57 популяциях мира. Показана корреляция распределения частот аллелей изученных генов с климато-географических факторами
EST-SSR MARKERS FROM HETERODERA GLYCINES ICHINOHE
1 Key Lab of Integrated Crop Pest Management of Shandong Province, College of Agronomy
and Plant Protection, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109, P. R. China; e-mail: chinachudong@sina.com;
hhzhao@qau.edu.cn
2 Bio-Tech Research Center, Shandong Academy of Agricultural Sciences; Shandong Provincial Key Laboratory
of Crop Genetic Improvement, Ecology and Physiology, Jinan 250100, P. R. China
The soybean cyst nematode Heterodera glycines Ichinohe is a severe agricultural pest for which genetic resources are limited. In this study, 295 simple sequence repeats (SSRs) were identified from 259 expressed sequenced tags (ESTs), which were selected from 9,443 unigenes. The successful primer pairs were designed against six regions. In total, 30 alleles were identified from 30 individuals using the six markers, with an average of five alleles per locus (range; 4–6). The observed and expected heterozygosities were 0.074–0.900 and 0.266–0.775, respectively. Significant departure from Hardy-Weinberg equilibrium was found at three of the six loci. The EST-based SSR markers developed in this study may contribute to better understanding of the genetic structure of H. glycines populations
АНАЛИЗ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ГЕНА 5.8S РРНК У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ ТРЕТЬЕЙ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ГРУППЫ РОДА ALLIUM
Центр «Биоинженерия» РАН, Москва 117312; e-mail: michel7753@mail.ru
В данной работе приводятся результаты анализа вариабельности последовательности гена 5.8S рРНК у 67 представителей подрода Alliumи шести других подродов, входящих в третью эволюционную группу рода Allium, выделенную Friesenetal (2006). Впервые идентифицированы и изучены нуклеотидные замены в последовательности гена 5.8S рРНК у взятых в анализ образцов рода Allium, построена вероятная вторичная структура 5.8S рРНК и показано, что у представителей рода Allium возникающие мутации в гене 5.8S рРНК не затрагивают консервативные мотивы и не оказывают существенного влияния на вторичную структуру молекулы РНК