Аннотации статей. Том 52, 2016 г., № 1
ПРЕИМПЛАНТАЦИОННАЯ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА НА ОСНОВЕ БЛАСТОЦЕНТЕЗА: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ
1 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск 634050; e-mail: darya.zhigalina@medgenetics.ru
2 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томск 634050
3 Общество с ограниченной ответственностью «Красноярский центр репродуктивной медицины», Красноярск 660037
Обнаружение внеклеточной ДНК в полости ранней бластоцисты открывает новые перспективы в развитии преимплантационной генетической диагностики хромосомных и наследственных болезней человека. В настоящем обзоре проанализированы итоги первых исследований, позволивших оценить эффективность использования нового источника биологического материала, а также продемонстрировавших высокую степень совпадения результатов молекулярного кариотипирования с применением фракции внеклеточной ДНК и клеток самой бластоцисты. Полученные данные свидетельствуют о возможности разработки метода преимплантационной генетической диагностики на основе бластоцентеза, который может открыть новый виток прогресса в области вспомогательных репродуктивных технологий и в изучении генетики ранних этапов онтогенеза человека
РЕКОМБИНАЦИЯ ТЕЛОМЕР В НОРМАЛЬНЫХ КЛЕТКАХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ
Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН, Новосибирск 630090; e-mail: zhdanova@bionet.nsc.ru
Теломеры представляют собой специализированные нуклеопротеиновые структуры на концах хромосом; они содержат повторенную ДНК (TTAGGG)n на отстающей в ходе репликации нити ДНК, заканчивающейся однонитевым концом. Внедряясь в двух-нитевой район теломеры, он кэппирует ее и предохраняет хромосомы от нежелательной репарации концов, обеспечивая таким образом стабильность генома. Важной функциональной характеристикой теломер является их длина, которая меняется в ходе онтогенеза и при различных патологиях. Кроме того, оказалось, что длина теломер влияет на активность генов, расположенных вплоть до 10000 тпн от них. У подавляющего большинства млекопитающих размер теломер варьирует от нескольких тпн до нескольких десятков тпн. В настоящее время известно два механизма, с помощью которых поддерживается / модифицируется длина теломер. Это использование нормальными диплоидными клетками и частью опухолевых клеток специального ферментного комплекса теломераза для решения проблем, возникающих при репликации линейной молекулы ДНК, а также механизм, основанный на гомологичной рекомбинации теломерной ДНК, получивший название альтернативное удлинение теломер (ALT). До последнего времени считалось, что ALT характерен только для 15-20% опухолей без активной теломеразы и наряду с реактивацией теломеразы представляет собой одну из двух возможностей для преодоления репликативного старения, наступающего в соматических клетках млекопитающих в результате старения организма или in vitro при культивировании клеток. Описанные единичные случаи совмещения двух механизмов поддержания длины теломер в некоторых культивируемых in vitro клеточных линиях рассматривались скорее в качестве лабораторного прецедента, нежели реальной возможности, поскольку по определению “золотым стандартом” ALT считалось активное клеточное деление без активной теломеразы
ИНДУКЦИЯ МУТАЦИЙ В ПОЛОВЫХ КЛЕТКАХ ЧЕЛОВЕКА И МЫШЕЙ
Университет г. Лестер, кафедра генетики, Лестер LEI 7RH, Великобритания; е-mail: yed2@le.ac.uk
В работе дан обзор ряда публикаций, посвященных изучению индукции мутаций в половых клетках человека и мыши. В статье проанализированы данные многолетних исследований, направленных на поиск радиационно-индуцированных мутаций в облученных семьях человека. Особое внимание уделено сопоставлению результатов работ, в которых изучалась индукция мутаций в половых клетках мышей. В обзоре также представлены результаты недавних исследований радиационно-индуцированных мутаций в половых клетках мышей, выполненных на уровне генома с применением методов сиквенирования ДНК нового поколения и сравнительной геномной гибридизации
ВЛИЯНИЕ ТРАНСКРИПЦИИ НА АКТИВНОСТЬ ЭНХАНСЕРОВ У DROSOPHILA MELANOGASTER
1 Институт биологии гена Pоссийской академии наук, Москва 119334; e-mail: daria.chetverina@gmail.com, georgiev_p@mail.ru
2 LIA 1066, Laboratoire Franco-Russe de recherche en oncologie, Москва 119334
Уровень транскрипции генов высших эукариот контролируется ДНК-регуляторными элементами: промотором гена, с которого инициируется транскрипция с участием РНК-полимеразы II и основных факторов транскрипции, а также энхансерами, которые усиливают транскрипцию с участием белков активаторов и ко-факторов. Показано, что энхансеры часто располагаются в транскрибируемых областях генома. Ранее мы продемонстрировали, что транскрипция негативно влияет на активность энхансеров Drosophila в модельных трансгенных системах. В данной работе мы протестировали влияние расстояния между ведущим промотором, энхансером и промотором гена-мишени на ингибирующий эффект транскрипции разной силы. Показано, что негативный эффект транскрипции сохраняется, но ослабевает с увеличением расстояния между ведущим промотором и энхансером и с уменьшением расстояния между энхансером и промотором гена-мишени. Таким образом, транскрипция может модулировать активность энхансеров, контролируя максимальный уровень их активности
ОСОБЕННОСТИ МИКРОБНОГО РАЗНООБРАЗИЯ И СПЕКТРА ГЕНОВ ПОЛИКЕТИДСИНТАЗ В СООБЩЕСТВЕ ЭНДЕМИЧНОЙ БАЙКАЛЬСКОЙ ГУБКИ SWARTSCHEWSKIA PAPYRACEA
Лимнологический институт СО РАН, Иркутск 664033; e-mail: kaluzhnaya.oks@gmail.com
Проведено исследование разнообразия симбиотического сообщества эндемичной байкальской губки Swartschewskia papyracea и анализ спектра генов поликетидсинтаз (PKS) ассоциированных с губкой микроорганизмов. В микробиоме S. papyracea выявлено шесть бактериальных филумов: Verrucomicrobia, Cyanobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Proteobacteria и Planctomycetes. В отличие от микробных ассоциаций других пресноводных губок, в исследуемом сообществе доминировали филы Verrucomicrobia (42.1%) и Cyanobacteria (17.5%), при этом доля представителей Proteobacteria (9.7%) являлась необычно низкой. В метагеномном сообществе S. papyracea идентифицировано 18 фрагментов генов PKS, в число ближайших гомологов которых входили PKS микроорганизмов, принадлежащих бактериальным филумам: Cyanobacteria, Proteobacteria (классы: Beta-, Delta- Gammaproteobacteria), Acidobacteria, а также эукариотическим водорослям отдела Heterokonta (класс Eustigmatophyceae). На филогенетическом древе PKS S. papyracea формировали три группы последовательностей: группу гибридных комплексов NRPS/PKS; группу цианобактериальных PKS, а также группу гомологов эукариотической водоросли Nanochloropsis galiana. Примечательно, что идентифицированные фрагменты генов PKS были лишь на 57-88% идентичны опубликованным последовательностям, что свидетельствует о присутствии в сообществе S. papyracea генов синтеза новых, еще не исследованных соединений поликетидной природы. Высказано предположение, что условия обитания S. papyracea влияют на таксономический состав ассоциированных с губкой микроорганизмов, в том числе на разнообразие продуцентов вторичных метаболитов
АНАЛИЗ НАСЛЕДОВАНИЯ ЗАПАСНЫХ БЕЛКОВ ЭНДОСПЕРМА ЛИНИЕЙ СОРТА МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ САРАТОВСКАЯ 29 ОТ ЕЕ РОДИТЕЛЬСКИХ ФОРМ
Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: lvobukhova@bionet.nsc.ru
Проведен сравнительный анализ запасных белков: глиадинов, высоко- и низкомолекулярных глютенинов, пуроиндолинов, ингибиторов экзогенных α-амилаз вредителей у линии сорта Саратовской 29 из коллекции лаборатории хромосомной инженерии, ее родителей: Альбидум 24, Лютесценс 55/11 и отдаленных предков: Полтавки, Cеливановского Русака, сорта Сарроза и тетраплоидной пшеницы Белотурки. Подтверждено происхождение аллельных состояний запасных белков по локусам: Gli-1, Gli-2, Glu-1 от предков из коллекции ВИР. Помимо этого, обнаружены ранее не описанные аллели: Glu-A1a для сорта Лютесценс 55/11 и Glu-B1b для сорта Русак из коллекции ИЦиГ. Установлено аллельное состояние Ha локуса у сорта Полтавка как мягкой структуры, а сортов Альбидум 24 и Сарроза как твердозерных с аллелем ha. Обнаружен низкий уровень экспрессии ингибиторов экзогенных α-амилаз вредителей у линии сорта Саратовская 29 относительно предковых сортов: Альбидум 24, Сарроза, Полтавка и Белотурка. У отцовской формы Лютесценс 55/11 отсутствуют такие потенциальные ингибиторы. У сорта Полтавки обнаружен высокий уровень экспрессии белковых ингибиторов для экзогенных α-амилаз вредителей, а также пуроиндолинов. Впервые определен аллельный состав Glu-1 локусов у потенциально перспективного сорта Сарроза. Линия сорта Саратовская 29, с участием которой в ИЦиГ создано огромное генетическое разнообразие линий, является изогенной по исследованным нами признакам
DNA METHYLATION ANALYSIS DURING THE OPTIMIZATION OF AGROBACTERIUM-MEDIATED TRANSFORMATION OF SOYBEAN
a Jiangsu Provincial Key Laboratory of Crop Genetics and Physiology, Yangzhou University, Yangzhou 225009, China; e-mail: wangyp@yzu.edu.cn
b Institute of Molecular and Cell Biology, Siberian Branch Russian Academy of Sciences, Novosibirsk 630090, Russia
c Vavilov Institute of Plant Industry, St. Petersburg 190000, Russia; e-mail: sokolov@mcb.nsc.ru
Soybean is recognized as one of the plants which are very difficult to be transformed. Considering the low transformation efficiency of soybean, we aimed to determine the effect of 6-benzylaminopurine (6-BA), shoot induction time, and infection time of Agrobacterium on the clonal propagation of Glycine max. Results showed that 1.6 mg/L 6-BA could be optimal to promote the induction of adventitious shoots. An induction time of 15 d was considered optimal for the actual experiment involving soybean shoot induction. Agrobacterium was cultured until an OD600 = 0.8 was reached for an infection time of 30 min; this infection time may be optimal to promote soybean transformation. Whole genome DNA methylation was analyzed by high-performance liquid chromatography （HPLC）-assisted quantification, and DNA methylation result is consistent with the phenotypic data of shoot development. In addition, two methylation-related genes (Decrease in DNA methylation 1 and DNA methyltransferases chromomethylase 2) were analyzed to determine expression differences by qRT-PCR in the shoots that were developed under different experimental conditions. In general, the expression values of these genes were normally downregulated under the recommended experimental conditions of soybean regeneration. This study showed the overall methylation changes in the in vitro culture of soybean, as affected by several variable parameters, which is useful to promote the transformation efficiency of soybean
GENETIC VARIATION AND IDENTIFICATION OF PROMISING SOUR CHERRIES INFERRED FROM MICROSATELLITE MARKERS
a Department of Horticultural Sciences, Tarbiat Modares University (TMU), Tehran, Iran, email: roghayehnajafzadeh@yahoo.com, arzani_k@modares.ac.ir b Horticultural Section, Seed and Plant Improvement Institute (SPII), Karaj, Iran c Department of Horticultural Sciences, University of Maragheh, Maragheh, Iran
The aim of this study was to identify the group of highly polymorphic microsatellite markers for identification of promising sour cherries. From among 30 tested microsatellite (SSR) markers, 19 were selected to profile genetic variation in sour cherries due to high polymorphisms. Results indicated a high level of polymorphism of the accessions based on these markers. Totally 148 alleles were generated at 19 SSR loci which 122 alleles were polymorphic. The number of total alleles per locus ranged from 2 to 15 with an average of 7.78 and polymorphism percentage varied from 50% to 100% with an average of 78.76%. Also, PIC varied from 0.47 to 0.89 with an average of 0.79 and heterozygosity ranged from 0.35 to 0.55 with a mean of 0.45. According to these results, these markers specially PMS3, PS12A02, PceGA34, BPPCT021, EMPA004, EMPA018, and Pchgms3 produced good and various levels of amplifications and showed high heterozygosity levels. By the way, the genetic similarity showed a high diversity among the sour cherries. Cluster analysis separated improved cultivars from promising sour cherries, and the PCoA supported the cluster analysis results. Since the studied sour cherries were superior to the improved cultivars and were separated from them in most groups, these sour cherries can be considered as distinct genotypes for further evaluations in the framework of breeding programs and new cultivar identification in cherries. Results also confirmed that the set of microsatellite markers employed in this study demonstrated usefulness of microsatellite markers for the identification of sour cherry genotypes
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕЖДУ СИМПАТРИЧНЫМИ ПОПУЛЯЦИЯМИ БЛИЗКИХ ВИДОВ ГОЛЬЦОВ – МАЛЬМЫ SALVELINUS MALMA И БЕЛОГО ГОЛЬЦА SALVELINUS ALBUS
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: salm@vigg.ru
Близкородственные виды (формы) гольцов Salvelinus malma и Salvelinus albus, симпатрично обитающие в бассейне реки Камчатки и в камчатском озере Кроноцком, привлекают внимание исследователей в связи с их происхождением и дискутируемым таксономическим статусом. Предшествующие исследования симпатричных популяций этих гольцов обнаружили между ними небольшие, но статистически значимые генетические различия по ряду молекулярных маркеров, что предполагало наличие генетического обмена и гибридизации. В настоящей работе на основе анализа данных о генотипах девяти микросателлитных локусов показан значительный уровень исторической и современной миграции между симпатричными популяциями этих гольцов. На индивидуальном уровне обнаружена высокая степень гибридизации, наблюдаемая преимущественно среди особей мальмы исследуемых популяций
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИНФОРМАТИВНОСТИ STR И SNP МАРКЕРОВ ДЛЯ ВНУТРИВИДОВОЙ И МЕЖВИДОВОЙ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ РОДА OVIS
1 Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства им. Л.К. Эрнста, Московская обл., пос. Дубровицы 14213; e-mail: tandeniss@rambler.ru
2 Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутск 677890
3 Институт животноводства и генетики ветеринарно-медицинского университета, Вена A-1210, Австрия
Проведено сравнительное исследование информативности STR и SNP маркеров для межвидовой и внутривидовой дифференциации двух видов рода Ovis: снежного барана (O. nivicola) и домашней овцы (O. aries). Исследовали 11 STR локусов, сформированных в две мультиплексные панели. Анализ SNP проводили с использованием ДНК микроматрицы OvineSNP50K BeadChip плотностью 54241 SNP. Показана возможность четкой дифференциации изучаемых видов Ovis с использованием обоих типов генетических маркеров. Выявлено преимущество SNP маркеров для внутривидовой дифференциации пород O. aries и географических групп O. nivicola. Дискутируются области применения изученных типов ДНК маркеров
GENOME-WIDE MAPPING OF COPY NUMBER VARIATIONS IN COMMERCIAL HYBRID PIGS USING A HIGH-DENSITY SNP GENOTYPING ARRAY
State Key Laboratory for Pig Genetics and Production Technology, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China; e-mail: ma_junwu@hotmail.com
Copy number variations (CNVs) are important forms of structural variation in human and animals and can be considered as a major genetic component of phenotypic diversity. Here we used the Illumina PorcineSNP60 BeadChip V2 and a DLY [Duroc× (Large White × Landrace)] commercial hybrid population to identify 272 CNVs belonging to 165 CNV regions (CNVRs), of which 66 are new. As CNVRs are specific to origin of population, our DLY-specific data is an important complementary to the existing CNV map in the pig genome. Eight CNVRs were selected for validation by quantitative real-time PCR (qRT-PCR) and the accurate rate was high (87.25%). Gene function analysis suggested that a common CNVR may play an important role in multiple traits, including growth rate and carcass quality
ДИНАМИКА СОСТАВА ГАПЛОТИПОВ МТДНК ДРЕВНЕГО НАСЕЛЕНИЯ ГОРНОГО АЛТАЯ ОТ ЭПОХИ РАННЕЙ БРОНЗЫ (III ТЫС. ДО Н.Э.) ДО ЖЕЛЕЗНОГО ВЕКА (II-I ВВ. ДО Н.Э.)
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: marina@bionet.nsc.ru
2 Научно-исследовательский институт терапии и профилактической медицины СО РАН, Новосибирск 630099; e-mail: voevoda@54.ru
3 Институт археологии и этнографии СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: taderev@ngs.ru
Проведен анализ полиморфизма митохондриальной ДНК (мтДНК) для различных археологических культур развитой бронзы, ранне-скифского и гунно-сарматского времени (N=34). Установлено доминирование западно-евразийских гаплотипов - 70.6% в образцах мтДНК от представителей древнего населения ранней бронзы - железного века на территории Горного Алтая. Начиная с VIII-VII вв. до н.э. обнаружено резкое, возрастание доли восточно-евразийских гаплогрупп А, D, С и Z (43.75%), по сравнению с предыдущими культурами (16.7%). Наличие гаплотипа 223-242-290-319 гаплогруппы А8 у долган, ительменов, эвенов, коряков и якутов указывает на возможность длительного присутствия его носителей в районах проживания данных популяций. Превалирование западно-евразийских гаплотипов мы наблюдаем не только на территории Горного Алтая, а также в Центральной Азии (Казахстан) и на юге Красноярского края. Во всех трех изученных выборках из Алтае-Саянского региона и Центральной Азии из западно-евразийских гаплогрупп были выявлены U, H, T и HV. Повсеместное присутствие, на широкой территории от бассейна р. Енисея и до Атлантического океана, гаплотипов гаплогруппы Н и некоторых гаплогрупп кластера U (U5a1, U4, U2e, K), может указывать на направленное расселение человека, происходившее, скорее всего, еще в палеолитическую эпоху из Центральной Азии
БРАЧНО-МИГРАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГОРОДСКОГО НАСЕЛЕНИЯ КАРАЧАЕВО-ЧЕРКЕСИИ (КОНЕЦ ХХ ВЕКА)
1 Медико-генетический научный центр, Москва 115478; e-mail: elchinova@med-gen.ru
2 Российский национальный медицинский университет имени Н.И. Пирогова Министерства здравоохранения РФ, Москва 117997
В рамках плановых исследований лаборатории генетической эпидемиологии ФГБНУ «Медико-генетический научный центр» проведено изучение брачно-миграционной структуры городского населения Карачаево-Черкесии. Для получения численных оценок популяционно-генетических параметров использованы 11346 брачных записей 1990-2000 гг. Оценены показатели эндогамности, этнической ассортативности и интенсивности метисации, локального инбридинга и среднеквадратичной миграции для четырех городов – Черкесска, Карачаевска, Усть-Джегуты и Теберды. Показано, что автохтонное городское население является высокометисированным, несмотря на традиционное предпочтение моноэтнических браков. Русское городское население наполовину представлено мигрантами, автохтонное городское население в значительной степени является уроженцами Карачаево-Черкесии
ОТВЕТ РЕПРОДУКТИВНОЙ ФУНКЦИИ АМЕРИКАНСКИХ НОРОК РАЗНЫХ ГЕНОТИПОВ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПРЕПАРАТА «БИОСТИЛ»
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 63090; e-mail: trapezov@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный аграрный университет, Новосибирск 630039
На примере американских норок показано дифференциальное влияние мутаций, затрагивающих окраску волосяного покрова на введение peros комплексного биологически активного препарата «Биостил». В контрольных группах норок, как Standard (+/+ +/+), так и дирецессивных sapphire(a/ap/p), lavender(a/am/m) получен одинаковый показатель выхода щенков в расчете на одну самку: 4.4±0.4, 4.4±0.5, 4.3±0.5 соответственно. В опытных группах у норок Standard достигнута стимуляция репродуктивной функции: 5.2±0.3; у дирецессивных мутантных sapphire и lavender, наоборот, угнетение: 3.8±0.6, 2.3±0.5 соответственно. По массе тела между опытными и контрольными новорожденными норчатами с генотипом Standard(+/+ +/+) различия по весу тела (как по самцам, так и по самкам) не обнаружены. Среди опытных мутантных форм в генотипе sapphire(a/a р/р) зафиксировано достоверное снижение веса тела новорожденных норчат. При этом выражен половой диморфизм – самки оказались более чувствительные, чем самцы