Аннотации статей. Том 52, 2016 г., № 5
ГЕНОМНАЯ АРХИТЕКТУРА ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ ЧЕЛОВЕКА
Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томск 634050
В обзоре рассматриваются особенности архитектуры генома, предрасполагающие к возникновению вариаций числа копий ДНК, лежащих в основе нового класса хромосомных болезней человека – синдромов реципрокных микроделеций и микродупликаций. Описаны молекулярные механизмы генерации таких микроструктурных хромосомных аномалий. Обсуждаются проблемы интерпретации их клинической значимости и построения гено-фенотипических корреляций. Представлена классификация фенотипов, обусловленных реципрокными микроделециями и микродупликациями хромосом. Проведена систематизация опубликованных по состоянию на 2015 год случаев реципрокных мутаций, ассоциированных с наследственной и врожденной патологией у человека и затрагивающих 58 хромосомных регионов
О РОЛИ АТФ-ЗАВИСИМОГО РЕМОДЕЛИРОВАНИЯ ХРОМАТИНА В РЕГУЛЯЦИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Институт биологии гена РАН, Москва 199334; e-mail: info@genebiology.ru, magadovam@yandex.ru
Компактная упаковка геномной ДНК в составе хроматина снижает доступность участков связывания регуляторных белков клетки, а также затрудняет осуществление процессов репликации и транскрипции. В клетке негативные свойства компактизованного хроматина преодолеваются путем привлечения ряда комплексов, которые, изменяя структуру хроматина, участвуют в регуляции транскрипции и репликации. Процесс ремоделирования хроматина включает в себя изменение позиции и плотности расположения нуклеосом, а также состава гистонов в структуре хроматина. АТФ-зависимое ремоделирование хроматина осуществляют ферменты - комплексы ремоделирования хроматина. Объединенная активность данных ферментов формирует динамические свойства хроматина при протекании разнообразных процессов в ядре клетки, таких как регуляция транскрипции и репликации, репарация ДНК, гомологическая рекомбинация и сборка хроматина. В данном обзоре суммированы существующие ныне данные, касающиеся структуры комплексов ремоделирования хроматина разных семейств, способов привлечения их на различные сайты хроматина и их функциональной активности
ИНВЕРТИРОВАННЫЙ МЕЙОЗ И ЕГО МЕСТО В ЭВОЛЮЦИИ ПУТЕЙ ПОЛОВОГО РАЗМНОЖЕНИЯ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: yuri.bogdanov34@mail.ru
Инвертированный мейоз наблюдается у растений (Cyperacea и Juncacea) и насекомых (Соссoidea, Aphidae) c холоцентрическими хромосомами, у которых центромеры занимают от 70 до 90 % длины метафазных хромосом. В первом делении (мейоз I) формируются хиазмы, палочковидные биваленты ориентируются эквационно, и в анафазе I к полюсам расходятся сестринские хроматиды; диплоидное число хромосом сохраняется. Несестринские хроматиды гомологичных хромосом сохраняют контакт в интеркинезе и профазе II и расходятся в анафазе II, формируя гаплоидные наборы хромосом. Расхождение сестринских хроматид в мейозе I доказано на примере трех видов растений, гетерозиготных по хромосомным перестройкам. В анафазе I у них сегрегировали сестринские хроматиды, маркированные перестройкой. С помощью флуоресцентных антител доказано, что в профазе I мейоза материнских клеток пыльцы Luzula elegans и Rhynchospora pubera функционируют типичные для классического мейоза ферменты мейотической рекомбинации Spo11 и Rad51, а антитела к белкам синаптонемных комплексов Asy1 и Zyp1 визуализируются как нитевидные структуры – свидетельства вероятного формирования синаптонемных комплексов. Хиазмы у L. elegans фрмируются с помощью тяжей хроматина, содержащих сателлитную ДНК. Согласно гипотезе автора обзора эквационное деление сестринских хроматид в мейозе I у организмов с инвертированным мейозом может быть объяснено отсутствием у них специфически мейотических шугошинов, способных защитить когезины холоцентрических центромер от гидролиза ферментами-сепаразами в мейозе I, как это имеет место у организмов с моноцентричесими хромосомами и классическим мейозом. У самцов кокцид и тлей описаны варианты базового типа инвертированного мейоза. У самок помимо этого наблюдаются варианты партеногенеза. Методы молекулярной цитогенетики для анализа инвертированного мейоза у кокцид и тлей до сих пор не применялись. Инвертированный мейоз, по-видимому, возник вторично, как адаптация молекулярных механизмов классического мейоза к специфике холокинетических хромосом
ГЕНОТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ПЕСТИЦИДА ФИПРОНИЛА НА СОМАТИЧЕСКИЕ И ГЕНЕРАТИВНЫЕ КЛЕТКИ МЫШЕЙ
1 Казахский национальный университет имени аль-Фараби, Казахстан, Алматы 050040,
Казахстан; e-mail: annalovinska@rambler.ru
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991
С использованием метода ДНК-комет установлено, что фипронил при всех использованных дозах (4,75; 9,50; 19,00 и 31,70 мг/кг) при однократном воздействии на мышей вызывал выраженный генотоксический эффект в клетках печени, легких и селезенки. Выявлена органоспецифичность генотоксического действия изученного пестицида. Наиболее чувствительным органом к действию фипронила оказалась печень. Фипронил в дозе 9,50 мг/кг при однократном и многократном воздействии (в течение десяти дней) индуцировал в клетках костного мозга мышей хромосомные аберрации с частотой, превышающей спонтанный уровень мутирования (р<0,01; р<0,001, соответственно). Фипронил также проявлял генотоксическую активность и в половых клетках экспериментальных животных, вызывая нарушения структуры синаптонемных комплексов сперматоцитов
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОСТАВА И АЛЛЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ГЕНОВ УСТОЙЧИВОСТИ К БОЛЕЗНЯМ И ВРЕДИТЕЛЯМ У РОДИТЕЛЬСКИХ ЛИНИЙ КАРТОФЕЛЯ С ПОМОЩЬЮ ДНК-МАРКЕРОВ
Институт генетики и цитологии НАН Беларуси, Минск 220072, Беларусь; e-mail: ermishin@igc.by
Определены дозы доминантных аллелей генов устойчивости к болезням и вредителям у 11 перспективных сортов и гибридов картофеля путем выявления методом ПЦР соответствующих ДНК-маркеров у их гибридного потомства от скрещивания со специально подобранными тестерами. Установлено, что большинство (65%) генов устойчивости у анализируемых родительских линий представлены одним доминантным аллелем (симплексы). Тем не менее, удалось выявить ряд ценных для селекции мультиплексных линий. Сорт Янка и клон 52-03-16, имели один триплекс и один дуплекс генов устойчивости, сорта Лилея, Чарауник, клон 106-04-17, имели по два гена устойчивости в дуплексном состоянии,а сорта Уладар, Фальварак, клон 45-04-24 оказались дуплексами по отдельным генам. Наибольшее количество мультиплексных родительских линий отмечено по генам Rysto, H1 и Sen1. По генам Gro-1-4 и PLRV1 в изучаемой выборке родительских линий имелись только симплексные формы
ДИВЕРГЕНЦИЯ ВИДОВ СЕРИИ LACTEAE РОДА IRIS (IRIDACEAE) В РОССИИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ СТРАНАХ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК
1 Ботанический сад-институт ДВО РАН, Владивосток 690024; e-mail: boltenkov@rambler.ru
2 Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022
Виды серии Lacteae Doronkin рода Iris L., таксономический состав которой до настоящего времени остается спорным, встречаются в России на юге Сибири и Дальнего Востока и других регионах Азии. Анализ нуклеотидных последовательностей трех регионов хлоропластной ДНК (rps4, trnL–trnF и trnS–trnG) показал, что на территории России и сопредельных стран произрастают два генетически и географически обособленных вида серии Lacteae: на юге Дальнего Востока России – I. oxypetala Bunge, а в Сибири, Монголии и Казахстане – I. lactea Pall. Генетическая дифференциация между популяциями I. lactea крайне низка и недостоверна (индекс фиксации ΦST = 0.057, P > 0.05), что указывает на единство генофонда и отсутствие других видов серии Lacteae на этой территории
ОСОБЕННОСТИ ПОЛИМОРФИЗМА МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ В ПОПУЛЯЦИИ НУТРИЙ (MYOCASTOR COYPUS), РАЗВОДИМЫХ В ПОЛЬШЕ
1 Университет сельского хозяйства в Кракове, Институт зоологии, Краков 30-059,
Польша
2 Университет сельского хозяйства в Кракове, кафедра генетики и животноводства, Краков 30-059, Польша
3 Национальный научно-исследовательский институт животноводства, Лаборатория геномики, Балице, Краков
32-083, Польша
4 Институт биологии Карельского научного центра РАН, Петрозаводск 185910; e-mail: cvetnick@yandex.ru
Цель данного исследования состояла в разработке панели микросателлитов для оценки генетического разнообразия внутри популяции разводимых в Польше нутрий. Объектами для исследования послужили 92 особи нутрий, принадлежащие к 6 цветовым формам. В ходе проведения многоцветного капиллярного электрофореза использовали 10 флуоресцентно-меченых микросателлитных маркеров. Все микросателлиты оказались полиморфными. Фактическая средняя гетерозиготность внутри популяции составила 41%. Число аллелей на локус в среднем равнялось 9.2. Средняя гетерозиготность целой популяции оказалась ниже ожидаемой, что указывает на отклонение от равновесия Харди-Вайнберга в популяции нутрии. Низкие значения M (от 0.078 до 0.545) индекса Гарза-Вильямсона свидетельствуют о снижении генетической изменчивости в исследованной популяции и о сокращении её численности
ПРОГРАММА HAPLOMATCH ДЛЯ СРАВНЕНИЯ STR-ГАПЛОТИПОВ Y-ХРОМОСОМЫ И ЕЁ ПРИМЕНЕНИЕ К ВОПРОСУ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ДОНСКИХ КАЗАКОВ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: m.chukhryaeva@yandex.ru
2 Медико-генетический научный центр, Москва 115478
3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра картографии и геоинформатики,
Москва 119991
4 Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, кафедра генетики и цитологии, Харьков
61022, Украина
STR-гаплотипы Y-хромосомы широко используются как эффективные генетические маркеры при изучении популяций человека и при проведении криминалистических ДНК-экспертиз. При этом часто возникают задачи сравнения отдельных индивидуумов или целых популяций по спектру гаплотипов. Подобные задачи являются мало выполнимыми вручную в силу их большой трудоемкости. Нами предложен алгоритм определения сходства STR-гаплотипов, пригодный для анализа массовых выборок, и разработана компьютерная программа Haplomatch, позволяющая находить гаплотипы, отличающиеся от анализируемого гаплотипа на любое число мутационных шагов. Программа может функционировать в двух режимах: сравнение индивидов и сравнение популяций. Гибкость программы (возможность использования не встроенной, а любой внешней базы данных), удобство использования (работа происходит с таблицами MS Excel) и возможность распространения на гаплотипы других хромосом и других биологических видов может сделать ее новым полезным инструментом в популяционно-генетических, криминалистических и генеалогических исследованиях. Программа Haplomatch размещена в свободном доступе на нашем сайте www.genofond.ru. Возможности программы продемонстрированы на примере исследования генофонда казаков. Проведен экспериментальный анализ разнообразия Y-хромосомы в репрезентативной выборке (N=131) верхнедонских казаков. По спектру STR-гаплотипов обнаружена генетическая близость казаков с восточно-славянскими популяциями (в частности с южными русскими, русскими Центральных регионов России и украинцами), что подтверждает гипотезу происхождения казаков преимущественно за счет русских и украинских выходцев. Также обнаружено небольшое генетическое влияние ногайцев, вероятно вызванное их вхождением в Войско Донское в составе «татарской прослойки». Сходства с народами Кавказа у донских казаков не обнаружено. Этот пример показывает эффективность Haplomatch для популяционного-генетического анализа больших массивов STR-гаплотипов
АНАЛИЗ ЯДЕРНЫХ СПЕЙСЕРОВ ITS1/ITS2 И ВТОРИЧНОЙ СТРУКТУРЫ ГЕНА 5.8S РРНК У ЭНДЕМИЧНОГО ВИДА BELLEVALIA SARMATICA (PALL. EX GEORGI) WORONOW И РОДСТВЕННЫХ ВИДОВ ПОДСЕМЕЙСТВА SCILLOIDEAE
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: aichka89@mail.ru
2 Институт биоинженерии, Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии" РАН,
Москва 119071
3 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра биотехнологии, Москва 119991
Приводятся результаты анализа вариабельности последовательностей ITS- спейсеров и гена 5.8S рРНК у 11 представителей подсемейства Scilloideae, в том числе 7 образцов редкого и исчезающего вида Bellevalia sarmatica, произрастающих на территории Волгоградской области. Проведенный анализ последовательности ITS1-5.8S-ITS2 B. sarmatica, позволил выявить уровень внутривидового полиморфизма образцов, который составил 1,3%. Были определены филогенетические отношения B. sarmatica внутри рода Bellevalia. Полученные результаты показывают, что B. sarmatica относится к секции Nutantes, наиболее близкими видами являются B. webbiana и B. dubia. Идентифицированы и изучены нуклеотидные замены в последовательности гена 5.8S рРНК у взятых в анализ представителей подсемейства Scilloideae, построена вероятная вторичная структура 5.8S рРНК. Показано, что у анализируемых образцов возникающие мутации в гене 5.8S рРНК локализуются преимущественно в районе третьей шпильки и не оказывают влияние на вторичную структуру молекулы 5.8S рРНК
ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ПОЛИМОРФИЗМ ПЕКТИНАЗНЫХ ГЕНОВ PGU В КОМПЛЕКСЕ SACCHAROMYCES BAYANUS
Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 117545; e-mail:gnaumov@yahoo.com
Пектиназа (эндо-полигалактуроназа) – основной фермент, расщепляющий пектин растительного происхождения. У дрожжей S. cerevisiae хорошо известен одиночный ген PGU1, кодирующий эндо-полигалактуроназу. На основании филогенетического анализа, проведенного по данным GenBank, впервые показано наличие семейства дивергентных генов PGU в комплексе S. bayanus, представленном дрожжами S. bayanus var. uvarum, S. eubayanus и гибридами S. pastorianus. Обнаруженные гены PGU имеют различную хромосомную локализацию.
CATECHOL-OXIDE-METHYLTRANSFERASE (COMT RS4680:G>A) GENE POLYMORPHISM DOES NOT AFFECT ANALGESICS’ DEMAND AFTER ELECTIVE HIP EPLACEMENT
a Department of Experimental and Clinical Pharmacology, Pomeranian Medical University,
Szczecin 70-111, Poland
b Department of Orthopaedics, Traumatology and Orthopaedic Oncology, Pomeranian Medical University,
Szczecin 71-252, Poland
c Department of Biological Basis of Physical Culture, Insitute of Physical Culture and Health Promotion,
Szczecin University, Szczecin 71-065, Poland; e-mail: k.leznicka@tlen.pl
d Department of Human Functional Anatomy and Biometry, Institute of Physical Culture and Health
Promotion, Szczecin University, Szczecin 71-065, Poland
e Department of Biochemistry and Medical Chemistry, Pomeranian Medical University, Szczecin 70-111,
Poland
Pain in patients with hip osteoarthritis appears long before surgery, and requires effective management as it affects patient comfort and daily activities. Therefore, the search for factors influencing response rate to analgesics is mandatory. In recent years, increasing attention has been paid to genetic factors underlying pain threshold and treatment efficacy. Polymorphic gene of catechol-oxide-methyltransferase (COMT) is a candidate gene associated with pain pathology and treatment response. The aim of the study was to evaluate association between the COMT rs4680:G>A polymorphism and demand for analgesics in patients subjected to elective hip replacement. The study included 196 patients after hip replacement surgery. Opioid demand was recorded and analgesic efficacy was scored using a four-level verbal pain intensity scale. COMT rs4680:G>A polymorphism was analysed by PCR-RFLP method. The studied COMT genotypes did not influence opioid administration in the studied patients from the day of surgery till day 6 afterwards. The distribution of the COMT rs4680:G>A in the studied subjects was as follows: GA - 52.04%, AA - 23.98% and GG - 23.98%. It can be concluded that the COMT rs4680:G>A polymorphism is not associated with opioid demand in patients after elective hip replacement