Аннотации статей. Том 52, 2016 г., № 9
СЕЛЕКЦИЯ СОБОЛЯ РОССИИ: ЭТАПЫ ПРОМЫШЛЕННОЙ ДОМЕСТИКАЦИИ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: snkashtanov@mail.ru
2 ФГУП «Русский соболь», пос. Зверосовхоз, Московская обл. 141214
3 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090
Создание ферм по разведению соболя было связано с промысловым уничтожением природных популяций и, как следствие, с общим снижением численности вида. Генофонд первой в России фермерской популяции соболя, созданной в Подмосковье (позже зверосовхоз «Пушкинский»), формировался благодаря скрещиванию животных, изъятых из девяти природных популяций. В первые восемь лет работы зверофермы примерно тысяча животных была использована для разведения соболя, часть из которых смогла адаптироваться к фермерскому содержанию, а впоследствии, и к отбору по ряду количественных признаков за период промышленной доместикации. Селекционерам потребовалось около десяти лет, чтобы отработать технологию разведения и селекции, которую стали успешно применять в образовавшихся дочерних фермах. Главным достижением в селекции соболя за 85-летний исторический период разведения в России является создание двух уникальных пород «черный соболь» (1969 г.) и «Салтыковская 1» (2007 г.). В целом, промышленная доместикация в пушном звероводстве и последующие селекционные работы сделали пушнину многих видов (норки, лисицы, песца), добываемую в природных популяциях, неконкурентоспособной, что, несомненно, снизило промысловый интерес к животным, обитающим в дикой природе. Вследствие этого, промысел пушных зверей большинства видов снизился и имеет только местное значение. В силу особенностей биологии соболя, пушнина фермерского разведения пока не может полностью заменить пушнину, добываемую промыслом, но поголовье фермерского соболя постоянно растет. В обзоре приведены результаты анализа уровня генетической изменчивости природных и фермерских популяций по ядерным и митохондриальным данным. Проведенный сравнительный анализ позволяет оценить потери генетического разнообразия при адаптации вида в новых условиях существования
АНАЛИЗ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ КРИПТИЧЕСКОЙ ПЛАЗМИДЫ PTP33 YERSINIA PESTIS ИЗ ТУВИНСКОГО ПРИРОДНОГО ОЧАГА ЧУМЫ
Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока, Иркутск 664047; e-mail: afanasev_max@mail.ru
Определена нуклеотидная последовательность криптической плазмиды pTP33 из референтного штамма Y. pestis И-2638 – типичного представителя штаммов, изолируемых на территории Тувинского природного очага. Секвенирование выполняли на платформе 454 GS Junior (Roche). В процессе анализа с использованием программного пакета GS De Novo Assembler v. 2.7 (Roche) и алгоритма Newbler v. 2.7 1855 нуклеотидных ридов, содержащих суммарно 1101246 нуклеотидов, были собраны в контиг длиной 33978 пн. GC состав полученной нуклеотидной последовательности – 50,25 %. В процессе аннотации выявлены 56 открытых рамок считывания. Проведен поиск гомологов предсказанных рамок считывания по базам BLAST. Выявлены 22 рамки считывания, кодирующие белки с неустановленной функцией, 23 рамки, кодирующие фаговые белки и 11 рамок, кодирующих белки с известной функцией, в том числе, систему токсин–антитоксин YefM-YoeB, белки метаболизма полисахаридов и нуклеиновых кислот (белок синтеза экзополисахарида ExoZ, экзодезоксирибонуклеазу VIII), белки репликации (ParA). Отмечена гомология (от 45 до 75 %) кодируемых криптической плазмидой белковых последовательностей с фрагментами белков фагов ряда микроорганизмов-эндосимбионтов насекомых (Sodalis glossinidius) и эндосимбиотнов энтомопатогенных нематод (Photorhabdus luminescens, P. asymbiotica, Xenorhabdus bovienii)
ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ТАКСОНОМИЧЕСКОГО СТАТУСА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ШТАММА LACTOBACILLUS FERMENTUM 90 TC-4 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛНОГЕНОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ И MALDI TOF МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ
1 Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии имени академика И.Н. Блохиной, Нижний Новгород 603950; е-mail: lab-lb@yandex.ru
2 Научно-производственное объединение «Микроген», Нижний Новгород 603950, е-mail: gorlova@imbio.ru
Изучен производственный штамм Lactobacillus fermentum 90 TC-4, находящийся на хранении в нескольких коллекциях Российской Федерации. Штамм был идентифицирован с использованием MALDI TOF масс-спектрометрии, биохимических методов исследования и секвенирования участка гена 16S рРНК. На конечном этапе было проведено полногеномное секвенирование и аннотирование генома указанного штамма. В результате анализа полученных данных подтверждено, что этот штамм относится к виду L. fermentum
СТРУКТУРА ГЕНОМА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕТОКСИГЕННЫХ ШТАММОВ VIBRIO CHOLERAE БИОВАРА ЭЛЬ ТОР С РАЗЛИЧНОЙ ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЙ ЗНАЧИМОСТЬЮ
Российский научно-исследовательский противочумный институт «микроб», саратов 4100005; e-mail: rusrapi@microbe.ru
Изучена внутривидовая генетическая дифференциация нетоксигенных штаммов Vibrio cholerae биовара Эль Тор, содержащих один из ключевых генов патогенности tcpA, а также их филогенетические связи с токсигенными изолятами. На основе сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей полных геномов штаммов ctxA-tcpA+ впервые показано, что они различаются между собой и образуют две группы (CTXφ-RS1φ+VPI+VSP+/CTXφ-RS1φ-VPI+VSP+ и CTXφ-RS1φ-VPI+VSP-), отличающиеся друг от друга по эпидемиологической значимости. В модельных экспериментах установлено, что нетоксигенные потенциально эпидемически опасные изоляты CTXφ-RS1φ+VPI+VSP+/CTXφ-RS1φ-VPI+VSP+ являются производными токсигенных штаммов. Результаты полногеномного SNP-анализа 35 различных штаммов холерного вибриона подтверждают эти данные и свидетельствуют о генетической удаленности нетоксигенных штаммов CTXφ-RS1φ-VPI+VSP- как от потенциально эпидемически опасных, так и от токсигенных изолятов. Обнаружено, что в геномах штаммов CTXφ-RS1φ-VPI+VSP- имеются уникальные SNP, характерные только для них. Новые данные о структуре генома нетоксигенных штаммов с разной эпидемиологической значимостью могут быть использованы для их генетической дифференциации
НЕРАВНОВЕСИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ГЕНОТИПОВ ПО ПАРАМ ИЗОФЕРМЕНТНЫХ ЛОКУСОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ В ЛЕСОСТЕПНЫХ РАЙОНАХ СИБИРИ
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск 660036; e-mail: selection@ksc.krasn.ru
Проведен анализ неравновесия по сцеплению аллелей 15 полиморфных аллозимных локусов в 35 ценопопуляциях Pinus sylvestris L. в сибирской части ареала между 50º и 56º с. ш., 79º и 107º в. д. Выявлены существенные отклонения в распределении генотипов по 1-9 парам локусов в исследованных выборках. Установлены корреляции частоты встречаемости отдельных пар ассоциированных локусов с эколого-географическими условиями произрастания ценопопуляций. Показаны результаты сравнительного анализа различий по некоторым морфологическим признакам деревьев с достоверно преобладающими генотипами в парах ассоциаций локусов в трех изолированных популяциях на юге Красноярского края, Хакасии и Тувы.
ЭКСПРЕССИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО ГЕНА АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ PRO-SMAMP2 ПОВЫШАЕТ УСТОЙЧИВОСТЬ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ КАРТОФЕЛЯ К ВОЗБУДИТЕЛЯМ АЛЬТЕРНАРИОЗА И ФУЗАРИОЗА
1 Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной биотехнологии, Москва 127550; e-mail: recombination@iab.ac.ru, strmkv@yandex.ru
2 Российский государственный аграрный университет - МСХА им. К.А. Тимирязева, кафедра защиты растений, Москва 127550
Ген pro-SmAMP2 из растения мокрицы (Stellaria media L.) кодирует гевеин-подобные пептиды, обладающие in vitro антимикробной активностью по отношению к некоторым вредоносным микроорганизмам. Эти пептиды играют важную роль в защите растений мокрицы от инфекции, а кодирующий их ген ранее был использован для защиты трансгенных растений арабидопсиса и табака от фитопатогенов. В данной работе ген pro-SmAMP2 под контролем вирусного промотора CaMV35S или под контролем собственного промотора pro-SmAMP2 был трансформирован в растения культурного картофеля двух сортов, различающихся по устойчивости к альтернариозу: Юбилей Жукова (устойчивый) и Скороплодный (восприимчивый). Количественным методом ПЦР в реальном времени было показано, что трансгенные растения картофеля экспрессировали ген pro-SmAMP2 под контролем обоих промоторов на уровне сопоставимом или превышающем уровень экспрессии гена актина картофеля. Методом оценки иммунного статуса трансформантов было показано, что экспрессия гена антимикробных пептидов pro-SmAMP2 способна повышать устойчивость к комплексу фитопатогенов Alternaria sp. и Fusarium sp. только растений картофеля сорта Юбилей Жукова. В работе обсуждается возможная роль продуктов гена pro-SmAMP2 в защите картофеля от Alternaria sp. и Fusarium sp.
ЯДЕРНЫЕ КОПИИ МИТОХОНДРИАЛЬНЫХ ГЕНОВ – ИСТОЧНИК НОВЫХ ГАПЛОТИПОВ ГЕНА ЦИТОХРОМА B МТДНК LUSCINIA CALLIOPE (MUSCICAPIDAE, AVES)
1 Биолого-почвенный институт Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690022; e-mail: spiridonova@biosoil.ru
2 Научно-исследовательский зоологический музей Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва 125009
Проанализирован полиморфизм нуклеотидных последовательностей участка гена цитохрома b митохондриальной ДНК у 21 образца подвида Luscinia calliope calliope (Pallas, 1776) и двух образцов L. c. anadyrensis (Portenko, 1939). На сиквенсных хроматограммах у 19 образцов L. c. calliope выявлены двойные пики в таксон-специфичных позициях по типу гетероплазмии. При этом обнаружено два варианта клонов: первый – митохондриальный ген cyt b calliope, второй – ядерный псевдоген cyt b, сходный с митохондриальным гаплотипом anadyrensis–camtschatkensis. У L. c. anadyrensis обнаружено четыре варианта клонов: митохондриальные гены cyt b calliope и anadyrensis–camtschatkensis, и ядерные псевдогены cyt b calliope и sachalinensis. Некоторые ядерные копии гена cyt b имеют высокое сходство (98–99%) с митохондриальными генами подвидов L. c. anadyrensis, L. c. camtschatkensis и L. c. sachalinensis. Однако большинство последовательностей ядерных псевдогенов имеют высокий уровень полиморфизма, обусловленный несинонимичными заменами (до 5 замен на одну последовательность), присутствием в некоторых клонах инделей, TAA и TGA стоп-кодонов. Митохондриальные гаплотипы anadyrensis–camtschatkensis и sachalinensis произошли, по нашему мнению, в результате межгеномной гомологичной рекомбинации. Это позволяет по-новому представить историю заселения L. calliope северо-восточной части ареала, согласно которой последовательное освоение территорий Чукотки–Камчатки и Сахалина шло в разное время и независимыми путями
ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕНОФОНДОВ РОССИЙСКИХ МЯСНЫХ ПОРОД КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕЖМИКРОСАТЕЛЛИТНОГО АНАЛИЗА ДНК (ISSR-АНАЛИЗ)
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: galina_sulimova@mail.ru
2 Поволжский научно-исследовательский институт производства и переработки мясомолочной продукции, Волгоград 400131; e-mail: niimmp@mail.ru
3 Волгоградский государственный технический университет, Волгоград 400005
Генофонды пород крупного рогатого скота (КРС) мясного направления продуктивности, разводимых в Российской Федерации, охарактеризованы на основе межмикросателлитного анализа ДНК (ISSR-анализа). Исследованы выборки абердин-ангусской, калмыцкой, казахской белоголовой пород российской селекции, герефордской, помесей казахской белоголовой и герефордской пород, а также казахской белоголовой из Республики Казахстан. Всего у исследованных пород выявлено 27 AG-ISSR фрагментов, 25 из которых являются полиморфными. Исследованные породы различались как по спектру фрагментов (наличию/отсутствию индивидуальных ISSR-фрагментов), так и по их частотам. Отмечено, что у помесных животных отсутствуют некоторые ISSR-фрагменты, представленные с высокой частотой у родительских форм, что может указывать на значительную перестройку геномов помесных животных (в областях локализации микросателлитов) при скрещивании особей разной породной принадлежности. Уровень генетического разнообразия российских мясных пород соответствовал значениям, характерным для искусственно разводимых популяций (пород). Показатели генетического разнообразия, оцененные по Неи и индексу Шеннона, варьировали от 0.0218 до 0.0605 и от 0.0225 до 0.0819 соответственно. Наибольшее генетическое разнообразие по Шеннону выявлено у калмыцкой породы (0.0837) и казахской белоголовой из России (0.0819), по Неи – у калмыцкой (0.0562) и у обеих популяций казахской белоголовой (0.0509 и 0.0605). Выявлен высокий уровень генетического сходства (по Неи) российских мясных пород с герефордской породой КРС: 0.839 (для казахской белоголовой породы российской селекции) и 0.769 (для калмыцкой)
MATHEMATICAL MODELS IN GENETICS
Center for Advanced Bioinformatics Research, South-West University "Neofit Rilski", Blagoevgrad 2700, Bulgaria; e-mail: metodi.gt@gmail.com
In this study, we present some of the basic ideas of population genetics. The founders of population genetics are R.A. Fisher, S. Wright, and J.B.S. Haldane. They, not only developed almost all the basic theory associated with genetics, but they also initiated multiple experiments in support of their theories. One of the first significant insights, which are a result of the Hardy-Weinberg law, is Mendelian inheritance preserves genetic variation on which the natural selection acts. We will limit to simple models formulated in terms of differential equations. Some of those differential equations are nonlinear and thus emphasize issues such as the stability of the fixed points and time scales on which those equations operate. First, we consider the classic case when selection acts on diploid locus at which we can get arbitrary number of alleles. Then, we consider summaries that include recombination and selection at multiple loci. Also, we discuss the evolution of quantitative traits. In this case, the theory is formulated in respect of directly measurable quantities. Special cases of this theory have been successfully used for many decades in plants and animals breeding
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ РЕЗИСТЕНТНОСТИ К Β-ЛАКТАМНЫМ АНТИБИОТИКАМ ГОСПИТАЛЬНЫХ ШТАММОВ KLEBSIELLA PNEUMONIAE, ВЫДЕЛЕННЫХ У НОВОРОЖДЕННЫХ
Научный центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, Москва 117997; e-mail: d_dubodelov@oparina4.ru
По результатам анализа полного геномного секвенирования изучено наличие генов резистентности к бета-лактамным антибиотикам у госпитальных штаммов K. pneumoniae, выделенных в отделении реанимации новорожденных. Полученные данные сопоставлены с результатами определения чувствительности выделенных микроорганизмов к антимикробным препаратам. Показано доминирование генов БЛРС СТХ-М-типа среди штаммов, резистентных к цефалоспоринам. У одного из восьми фенотипически резистентных и умеренно чувствительных к карбапенемам штаммов выявлен ген карбапенемазы blaOXA-48
ХАРАКТЕРИСТИКА МУТАЦИЙ В ОПУХОЛЯХ ПРЕДСТАТЕЛЬНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ОСНОВАНИИ ДАННЫХ СЕКВЕНИРОВАНИЯ ЭКЗОМА
1 Башкирский государственный Университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450074; е-mail: gilyasova_irina@mail.ru
2 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра РАН, Уфа 450054; е-mail: 021gen@mail.ru
3 Башкирский государственный медицинский университет, кафедра урологии, Уфа 450000; е-mail: rectorat@bgmy.ru
Представлены результаты полноэкзомного секвенирования ДНК восьми пациентов с аденокарциномой предстательной железы. В исследование были включены образцы ДНК, выделенные из периферической крови, нормальной и опухолевой ткани простаты каждого пациента. Проведена биоинформатическая обработка и выявлены наиболее значимые соматические мутации у пациентов с раком предстательной железы. Полученные в результате исследования данные будут иметь важное значение для понимания молекулярных механизмов патогенеза рака предстательной железы и способствовать разработке новых подходов к терапии заболевания
ОЦЕНКА АССОЦИАЦИИ ВАРИАЦИЙ ЧИСЛА КОПИЙ ГЕНА CNTN6 С ИДИОПАТИЧЕСКИМИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМИ РАССТРОЙСТВАМИ
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томск 634050; e-mail: maria.lopatkina@medgenetics.ru
2 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск 634050
Проведен анализ распространенности вариаций числа копий гена CNTN6, выделенного недавно в качестве нового кандидатного гена для интеллектуальных расстройств. Продукт гена экспрессируется преимущественно в центральной нервной системе и отвечает за процессы развития и роста нейронов, формирования синапсов и миелинизации аксонов. Анализ вариабельности в числе копий CNTN6 проведен у пациентов с нарушением интеллектуального развития (n = 200) и здоровых индивидов (n = 200) с помощью количественной ПЦР в режиме реального времени. У всех индивидов в обеих обследованных группах установлено наличие двух копий CNTN6. С учетом ранее обследованных нами с помощью aCGH-анализа пациентов с умственной отсталостью (n = 80), оценена общая частота патогенетически значимых вариаций в числе копий CNTN6, которая составила 1:93 (1%).