Аннотации статей. Том 52, 2016 г., № 3
DNMT2 – САМАЯ ЭВОЛЮЦИОННО КОНСЕРВАТИВНАЯ И ЗАГАДОЧНАЯ ЦИТОЗИНОВАЯ ДНК-МЕТИЛТРАНСФЕРАЗА ЭУКАРИОТ
Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва 119991; e-mail: ashapkin@genebee.msu.ru
Dnmt2 – самая эволюционно консервативная цитозиновая ДНК-метилтрансфераза эукариот. Она найдена у всех организмов, имеющих метилтрансферазы семейств Dnmt1 и Dnmt3, а у многих других является единственной цитозиновой ДНК-метилтрансферазой. Молекула Dnmt2 содержит все консервативные мотивы цитозиновых ДНК-метилтрансфераз. С ДНК она образует комплексы, сходные по трехмерной структуре с комплексами бактериальных ДНК-метилтрансфераз, и осуществляет метилирование остатков цитозина универсальным для цитозиновых ДНК-метилтрансфераз механизмом. Активность очищенной Dnmt2 с ДНК-субстратами очень невелика и с трудом обнаруживается в прямых биохимических тестах. У дрозофилы и других двукрылых насекомых Dnmt2 является единственной ДНК-метилтрансферазой. Ее суперэкспрессия в виде трансгена приводит к гиперметилированию ДНК по сайтам всех типов и увеличению средней продолжительности жизни. Нуль-мутация по гену Dnmt2, наоборот, уменьшает продолжительность жизни мух, хотя и не приводит к явным нарушениям развития. Dnmt2 является единственной цитозиновой ДНК-метилтрансферазой и у некоторых простейших. Как и дрозофила, они отличаются очень низкой степенью метилирования ДНК. Весьма вероятно, что у таких организмов мишенью метилирования являются ограниченные компартменты генома, например, последовательности транспозонов. У млекопитающих Dnmt2 не участвует в метилировании генома и является РНК-метилтрансферазой, модифицирующей 38-й остаток цитозина в антикодоновой петле некоторых тРНК. Эта модификация повышает стабильность тРНК, особенно в условиях стресса. Dnmt2 является единственным известным ферментом, метилирующим РНК по каталитическому механизму, свойственному ДНК-метилтрансферазам. Показано, что у мышей активность Dnmt2 необходима для образования парамутаций, хотя конкретные механизмы ее участия в этой форме эпигенетической наследственности неизвестны. По-видимому, в ходе эволюции у разных видов любая из двух активностей Dnmt2 могла приобретать преобладающее значение. Высокая степень эволюционной консервативности Dnmt2 свидетельствует о том, что в естественных условиях ее активность имеет существенное адаптивное значение
МЕХАНИЗМЫ ТРАНСГЕНЕРАЦИОННОГО ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОГО НАСЛЕДОВАНИЯ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ БИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА
1 Медико-генетический научный центр, Москва 115478; e-mail: mskoblov@generesearch.ru
2 Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова, Москва 127473
3 Московский физико-технический институт, Долгопрудный 141700, Московская обл.
4 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра биологической эволюции, Москва 119234
5 School of Systems Biology, George Mason University, Fairfax, VA, 22030 USA
6 ООО «Атлас биомед групп», Москва 123317
Задачи классической генетики заключаются в изучении механизма передачи наследственных факторов, определении их локализации в клетке и их действия. За последние сто лет большинство из этих задач были в общих чертах выполнены. В последнее время важнейшее значение придается исследованиям в области эпигенетики – науки, изучающей изменения активности генов, при которых нуклеотидная последовательность ДНК остается прежней. Эпигенетические модификации могут быть переданы следующему поколению, при этом фенотипические признаки, проявляющиеся у потомков могут быть модулированы как физиологическими, так и поведенческим факторами внешней среды. Данный обзор посвящен описанию современного состояния работ по трансгенерационному наследованию, фактически открывших новую эру в современной генетике, в том числе работ, указывающих на возможность трансгенерационного наследования фенотипических признаков человека
БЕЛКИ RECX DEINOCOCCUS RADIODURANS И RECX ESCHERICHIA COLI СПОСОБНЫ ЗАМЕЩАТЬ ДРУГ ДРУГА IN VIVO И IN VITRO
1 Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Гатчина 188300; e-mail: dimabaitin@yahoo.com
2 Санкт-Петербургский Политехнический Университет Петра Великого,Санкт-Петербург, 195251
Плазмида, несущая ген recX Deinococcus radiodurans под контролем лактозного промотора уменьшает резистентность клеток Escherichia coli к УФ облучению, γ излучению, а также влияет на процесс конъюгационной рекомбинации. Белок RecX D. radiodurans функционирует в клетках E. coli аналогично белку RecX E. coli. Выделенные и очищенные белки RecX D. radiodurans и RecX E. сoli способны замещать друг друга взаимодействуя с белками RecA E. coli и RecA D. radiodurans in vitro. Полученные данные показали, что при всех различиях системы рекомбинационной репарации между E. coli и D. radiodurans, регуляторное взаимодействие белков RecA и RecX сохраняет высокую степень консервативности
ГИСТОН-МЕТИЛАЗЫ DOT1 И SET2 КОНТРОЛИРУЮТ УРОВЕНЬ СПОНТАННОГО И УФ-ИНДУЦИРОВАННОГО МУТАГЕНЕЗА В ДРОЖЖАХ SACCHAROMYCES CEREVISIAE
1 Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова, Гатчина 188300; e-mail: lge@omrb.pnpi.spb.ru
2 Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Институт физики, нанотехнологий и телекоммуникаций, кафедра биофизики, Санкт-Петербург 195251; e-mail: tnkozh@yandex.ru
У дрожжей Saccharomyces cerevisiae продукт гена DOT1 обеспечивает метилирование лизина-79 (К79), а продукт гена SET2 – метилирование лизина-36 (K36) гистона Н3. Нами установлено, что мутанты dot1 и set2 в одинаковой и значительной степени подавляют УФ-индуцированный мутагенез. Мутация dot1 при малых дозах показывает достоверно большую чувствительность к ММС в сравнении со штаммом дикого типа. Анализ взаимодействия мутаций dot1 и rad52 выявил высокий уровень спонтанной гибели клеток у двойного мутанта dot1 rad52. Нами наблюдалось значительное подавление гамма-индуцированного мутагенеза у мутанта set2. Установлено также, что мутации dot1 и set2 снижают уровень спонтанного мутагенеза как в одиночных, так и в двойных мутантах. Эпистатический характер взаимодействия мутаций dot1 и set2, и практически одинаковая чувствительность к воздействию различных типов повреждений ДНК позволяет сделать заключение, что оба гена участвуют в контроле одинаковых путей репарации: гомологичной рекомбинационной и пострепликативной
ИЗМЕНЧИВОСТЬ АЛЛОЗИМНЫХ И CPSSR МАРКЕРОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ ЕЛИ СИБИРСКОЙ
1 Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск 660036; e-mail: ekart@pochta.ru
2 Институт экологии растений и животных Уральского отделения РАН, Екатеринбург 620144
Изменчивость 21 аллозимного и трех микросателлитных локусов хлоропластной ДНК (cpSSR) изучена в популяциях ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) из Иркутской и Магаданской областей, Бурятии и Монголии. Установлено, что наиболее высокий уровень генетического разнообразия среди исследованных популяций ели как по аллозимным, так и по микросателлитным локусам обнаруживает популяция Тулюшка из Иркутской области, а наиболее низкий – маргинальные изолированные популяции Богд-Уул и Магадан. В реликтовой популяции ели с острова Ольхон, отличающейся от других популяций самым низким аллельным разнообразием обоих классов генетических маркеров, ожидаемого снижения ни наблюдаемой гетерозиготности, ни гаплотипического разнообразия не было отмечено. Указанные параметры изменчивости в этой популяции близки к среднепопуляционным. Полученные в результате исследования показатели внутрипопуляционной и внутривидовой изменчивости аллозимных и микросателлитных локусовхлоропластной ДНК,а также выявленная по этим локусам дифференциация популяций свидетельствуют о том, что указанные маркеры могут быть использованы для анализа популяционной структуры ели сибирской
НОВЫЙ ПОДХОД К КЛАССИФИКАЦИИ МИТОТИПОВ ТЕМНОЙ ЛЕСНОЙ ПЧЕЛЫ АPIS MELLIFERA MELLIFERA И ИБЕРИЙСКОЙ ПЧЕЛЫ АPIS MELLIFERA IBERIENSIS
1 Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Уфа 450054; e-mail: apismell@hotmail.com
2 Пермский государственный гуманитарно-педагогический университет, кафедра зоологии, Пермь 614990
Темная лесная пчела Apis mellifera mellifera L. является на сегодняшний день единственным подвидом медоносной пчелы, который пригоден для разведения в климатических условиях Северной Европы с продолжительными холодными зимами. Основная проблема темной лесной пчелы в России и странах Европы – сохранение чистоты аборигенного генофонда, которая теряется в результате скрещивания с интродуцируемыми из южных регионов подвидами A. m. caucasica, A. m. carnica, A. m. carpatica и A. m. armeniaca. Генетическая идентификация подвидов позволит сократить масштабы гибридизации и сохранить генофонд темной лесной пчелы. Современная классификация митотипов медоносной пчелы преимущественно основана на совместном использовании полиморфизма сайтов рестрикции эндонуклеазы DraI и полиморфизма нуклеотидной последовательности локуса COI-COII мтДНК. В данной статье нами был проведен сравнительный анализ полиморфизма нуклеотидной последовательности локуса COI-COII мтДНК представителей пчел эволюционной ветви М уральской и зарубежных европейских популяций темной лесной пчелы А. m. mellifera, а также иберийской пчелы А. m. iberiensis. Нами предложен новый подход к классификации митотипов пчел эволюционной ветви М, который позволил выделить 8 групп на основе 7 наиболее информативных однонуклеотидных замен (SNP) локуса COI-COII мтДНК. Данный подход позволит упростить предложенную ранее сложную классификацию митотипов, оценить уровень митотипического разнообразия, выявить митотипы, наиболее ценные для селекции и разведения
ОДНОНАПРАВЛЕННАЯ ГИБРИДИЗАЦИЯ КАЛУГИ ACIPENSER DAURICUS GEORGI, 1775 И АМУРСКОГО ОСЕТРА A. SСHRENCKII BRANDT, 1869 ПО ДАННЫМ МТДНК-ТИПИРОВАНИЯ ИХ ПРИРОДНЫХ ГИБРИДОВ
Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022; e-mail: shedko@biosoil.ru
В 2009–11 гг. среди 730 экз. калуги и амурского осетра из низовьев р. Амур и Амурского лимана было найдено 17 морфологически промежуточных особей (гибридов) с длиной тела 56–202 см (медиана – 81 см): в 2009 г. – 11 (4.6%), в 2010 г. – три (1.6%), в 2011 г. – три (1.1%) шт. У 16 гибридов секвенировано 819 пн контролирующего региона мтДНК и выявлено 11 гаплотипов. Так как все они были из мтДНК-линии калуги, сделан вывод, что гибридизация происходила в одном направлении – калуга (♀) × амурский осетр (♂). Данная асимметрия может быть вызвана большой разницей в размерах этих видов.Поскольку среди исследованных ранее морфологически типичных амурских осетров “чужих” гаплотипов не обнаружено (Шедько и др., 2015), утверждается, что интрогрессия мтДНК не происходит. Возможно, это вызвано низкой жизнеспособностью или стерильностью F2-самок (калуга (♀) × амурский осетр (♂)) × амурский осетр (♂). Выборки гибридов и типичных калуг по частотному спектру мтДНК-гаплотипов не отличались. Однако, и гаплотипическое, и нуклеотидное разнообразие в первой было несколько выше, чем во второй (0.950 против 0.927 и 0.0054 против 0.0044, соответственно). Полученные данные будут полезными при мониторинге популяций калуги и амурского осетра – эндемиков р. Амур, находящихся в Красном списке МСОП (IUCN) в статусе видов с крайне высоким риском вымирания в природе (Critically Endangered)
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ, КОДИРУЮЩИХ БЕЛОК МАТРИКСА СПИКУЛ SM30(A-F), У ИНТАКТНОГО И ПОВРЕЖДЕННОГО ПЛУТЕУСА МОРСКОГО ЕЖА STRONGYLOCENTROTUS INTERMEDIUS (A. AGASSIZ, 1863), НА СТАДИИ ТРИ ПАРЫ РУК
1 Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского ДВО РАН, Владивосток 690041; e-mail: sharman-ka@mail.ru
2 Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022
В результате работы были определены нуклеотидные последовательности белок-кодирующей части генов клеточного матрикса спикул SM30(A-F) у серого морского ежа Strongylocentrotus intermedius. Обнаружена высокая степень идентичности этих генов с ранее описанными генами Strongylocentrotus purpuratus. Исследована экспрессия генов этого семейства у плутеуса II (стадия три пары рук) S. intermedius в норме и при повреждении. Обнаружено, что после повреждения скелета рук личинки наблюдалось резкое увеличение экспрессии гена SiSM30А и понижение SiSM30B. Отчетливых изменений в экспрессии генов SiSM30C, SiSM30D, SiSM30E и SiSM30F не обнаружено. Данный паттерн экспрессии также был характерен при переходе от стадии призмы к стадии плутеуса I как было показано ранее у S. purpuratus. По-видимому, регенерация личиночного скелета на стадии плутеуса II является возобновлением программы его нормального развития и происходит на основе механизмов, свойственных предшествующей стадии
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНОФОНДОВ ПОРОД ОВЕЦ НА ОСНОВАНИИ ОЦЕНОК ПОЛИМОРФИЗМА ISSR-PCR МАРКЕРОВ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: lyubov-kas@mail.ru
2 ООО «АгриВолга», Углич 152615
3 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090
4 СХПК "Шулуута", Бурятия
С помощью оценки полиморфизма фрагментов ДНК, фланкированных инвертированными повторами микросателлитных локусов (ISSR-PCR маркеров), исследована генетическая структура девяти пород овец (Ovisaries), разводимых на территориях России и Монголии. Выявлены видо- и породоспецифичные фрагменты ДНК. Впервые получена информация о генетическом разнообразии овец теленгитских и буубэй.Оценены основные параметры генетического разнообразия и структуры пород, определены филогенетические связи и генетические дистанции между изучаемыми породами. С помощью метода иерархического усреднения частот проведена реконструкция «протогенофонда» овец. Трехуровневый анализ разнообразия по данным ISSR-фингерпринтинга показал, что на изменчивость между породами приходится 15.8%, между популяциями внутри пород – 31.4%, на индивидуальное разнообразие внутри популяций – 52.8%
ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА МТДНК У ГУСЕЙ ANSER ALBIFRONS SCOPOLI, 1769
1 Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022; e-mail: volkovskydv@mail.ru, phisenko@bk.ru
2 Камчатский филиал Тихоокеанского института географии ДВО РАН, Петропавловск-Камчатский 683000; e-mail: bird@mail.kamchatka.ru
Изучена изменчивость нуклеотидных последовательностей контролирующего региона мтДНК белолобых гусей Anser albifrons Scopoli, 1769 (n = 71). Проведено их сравнение с последовательностями из базы данных генного банка NCBI. Показан высокий уровень сходства выборки из Приморья (A. albifrons) с выборкой из Японии (A. a. frontalis) по уровню молекулярной изменчивости, генетической дистанции, филогенетической реконструкции и сети гаплотипов. Сделано предположение о путях весенней миграции гусей на Дальнем Востоке. Подтверждается, что зимующие в Японии белолобые гуси летят к местам своих гнездовий через Камчатку
РОЛЬ АЛЛЕЛЬНЫХ ГЕНОВ МАТРИКСНЫХ МЕТАЛЛОПРОТЕИНАЗ И ИХ ТКАНЕВЫХ ИНГИБИТОРОВ В РАЗВИТИИ ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНИ
1 Башкирский государственный университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450076; e-mail: elza817@mail.ru
2 Башкирский государственный медицинский университет, кафедра поликлинической терапии, Уфа 450000
3 Больница скорой медицинской помощи, Уфа 450000
4 Республиканский клинический онкологический диспансер, Уфа 450000
Язвенная болезнь – это хроническое заболевание желудочно-кишечного тракта, основным проявлением которого является формирование достаточно стойкого язвенного дефекта слизистой оболочки желудка и/или двенадцатиперстной кишки. Проведен анализ полиморфных локусов ММП-1 (rs1799750, rs494379), ММП-2 (rs2285052), ММП-3 (rs3025058), ММП-9 (rs3918242, rs17576), ММП-12 (rs2276109) и их тканевых ингибиторов ТИМП-2 (rs8179090), ТИМП-3 (rs9619311) у 353 больных язвенной болезнью желудка (ЯБЖ) и двенадцатиперстной кишки (ЯБДПК), а также у 285 неродственных здоровых индивидов, проживающих на территории республики Башкортостан. Обнаружены ассоциации полиморфных вариантов rs1799750, rs494379 гена ММП-1, rs3025058 гена ММП-3, rs3918242, rs17576 гена ММП-9, rs9619311 гена ТИМП-3 с риском развития ЯБ у русских и татар
ГАПЛОТИПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЛОКУСА ОКУЛОФАРИНГЕАЛЬНОЙ МИОДИСТРОФИИ (ОФМД) В ЯКУТИИ
1 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск 634050
2 Научно-исследовательский институт медицинской генетики Российской академии наук, Томск 634050; е-mail: andrey.marusin@medgenetics.ru
3 Якутский научный центр комплексных медицинских проблем Российской академии наук, Якутск 677013
4 Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова, Якутск 677000
Окулофарингеальная миодистрофия (ОФМД) – наследственное нервно-мышечное заболевание c аутосомно-доминантным и редко – с аутосомно-рецессивным типом наследования. В работе исследованы 50 больных с клиническим диагнозом ОФМД, 23 пресимптоматических носителя мутации из 45 неродственных семей и 56 здоровых родственников, а также популяционные выборки из четырёх этнических групп Якутии: якуты, эвены, эвенки, юкагиры. Установлено, что причиной развития ОФМД во всех исследованных семьях является одинаковое увеличение GCN-повторов в гене PABPN1 до 14 копий. Мутантный аллель имеет структуру: (GCN)14-(GCG)10(GCA)3GCG. В локусе ОФМД исследована генетическая вариабельность по 10 SNPs в семьях больных и в популяционных выборках. Методом сегрегационного анализа и с использованием ЕМ-алгоритма установлены гаплотипы локуса ОФМД в группах больных, у носителей мутации и в популяционных выборках. У якутов и русских, больных и носителей мутации ОФМД, обнаружен только один гаплотип по четырём SNP (ATCG), сцепленный с мутантным аллелем (GCN)14. Вероятно, это свидетельствует о накоплении мутации в результате эффекта основателя
БРАЧНО-МИГРАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЧЕРКЕСОВ (КОНЕЦ ХХ ВЕКА)
1 Медико-генетический научный центр, Москва 115478; e-mail: elchinova@med-gen.ru
2 Хабезская центральная районная больница, Хабез 369400 Карачаево-Черкесская Республика; e-mail makaov@yandex.ru
3 Федеральный научный центр гигиены им. Ф.Ф.Эрисмана Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека РФ, Мытищи 141014, Московская обл.
4 Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, Москва 117997; e-mail: renazinchenko@mail.ru
5 Российская медицинская академия последипломного образования, Москва 125993; e-mail: ekginter@mail.ru
Проанализированы 2052 брачные записи за 1990 – 2000 гг. Хабезского района Карачаево-Черкесии. Рассмотрены основные брачно-миграционные характеристики черкесов: индекс эндогамии, этническая брачная ассортативность и интенсивность метисации, параметры изоляции расстоянием Малеко