Аннотации статей. Том 52, 2016 г., № 11
ЗАВИСИМОСТЬ ИНДУЦИРОВАННОЙ МИТОМИЦИНОМ С АБЕРРАНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ МИКРОРНК ОТ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК
1 Институт аридных зон Южного научного центра РАН, Ростов-на-Дону 344006; e-mail: nickboyko85@rambler.ru
2 ООО "Интерлабсервис", Москва 115035
В работе изучена зависимость экспрессии микроРНК и их предшественников – пре-микроРНК от уровня метилирования ДНК спустя 8 суток после обработки клеток HeLa митомицином С. При анализе экспрессии микроРНК использовался метод масштабного параллельного секвенирования ДНК. Ингибитор метилирования ДНК 5-азацитидин вводился в культуральную среду через 6 суток после мутагенного воздействия. Полученные результаты показали, что для части зрелых микроРНК (39 из 61) изменение экспрессии сопровождалось изменением экспрессии их предшественников пре-микроРНК, тогда как для другой части (22 из 61) не наблюдалось значимого изменения экспрессии пре-микроРНК. При обработке клеток 5-азацитидином индуцированную аберрантную экспрессию сохраняют лишь 8 из 61 зрелой микроРНК и 6 из 55 пре-микроРНК. При этом более чем в 90% случаях экспрессия группы микроРНК, показавших значимое изменение экспрессии при действии митомицина С, в необработанных мутагеном клетках не зависит или слабо зависит от уровня метилирования ДНК. Полученные в работе результаты дают основания полагать, что митомицин С индуцирует аберрантное метилирование ДНК, которое влияет на сохранение изменений экспрессии микроРНК в клеточных поколениях при действии этого мутагена
ДЛИНА ПЕТЕЛЬ ХРОМАТИНА В ПРОФАЗЕ I МЕЙОЗА ТЕПЛОКРОВНЫХ ПОЗВОНОЧНЫХ ЗАВИСИТ ОТ КОМПОЗИЦИОННОГО СОСТАВА ДНК
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: olonare@mail.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, 119991
В профазе I мейоза фибриллы хроматина, прикреплённые к латеральным элементам синаптонемых комплексов (СК), образуют петли. Семейство СКАР ДНК (Synaptonemal Complex Associated DNA, SCAR DNA) – это последовательности геномной ДНК, прочно ассоциированные с СК и лежащие в основаниях петель хроматина. Локализация СКАР ДНК, как было установлено с помощью метода гибридизации, эволюционно консервативна в изохорных композиционных компартментах трёх исследованных геномов теплокровных позвоночных - человека, курицы и золотистого хомячка. Введение понятия сравнительных петель (СП) ДНК, прикрепляющихся в виде хроматина к СК в изохорных композиционных компартментах, позволило рассчитать их длину. Обнаружена обратно пропорциональная зависимость длины СП ДНК от уровня содержания GC – пар в изохорных компартментах изученных геномов теплокровных позвоночных. Исключением является наиболее GC-бедное изохорное семейство L1. Для разных композиционных изохор геномов человека и курицы оценено количество генов в СП ДНК. Предложена модель образования GC-богатых изохор в геномах позвоночных, согласно которой происходило не только увеличение GC-состава, но и элиминация функционально незначимых некодирующих участков ДНК, а также объединение изохор, уменьшающихся в размерах
НУКЛЕОТИДНАЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КРИПТИЧЕСКОЙ ПЛАЗМИДЫ PBL90 ИЗ BREVIBACTERIUM LACTOFERMENTUM
1 Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 117545; e-mail: yanenko@genetika.ru
2 Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук, Институт биоинженерии, Москва 119071
Определена нуклеотидная последовательность криптической плазмиды (обозначена pBL90), обнаруженной в клетках Brevibacterium lactofermentum DSM 1412. ДНК плазмиды состоит из 67826 п.н. Сравнение нуклеотидной последовательности pBL90 с известными последовательностями плазмид не обнаружило существенных протяженных областей гомологии. Компьютерный анализ плазмидной ДНК выявил 29 открытых рамок считывания. Аминокислотные последовательности 15 найденных рамок считывания (около 25% длины плазмиды) имеют высокий (>70%) уровень идентичности с белками плазмид из различных представителей Corynebacterium, в том числе с репликативными. Необычным в структуре плазмиды pBL90 является наличие в одной плазмиде репликативных генов, характерных для плазмид, относящихся к различным семействам и даже разным типам репликации
ИНДУЦИРОВАННАЯ ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА РИБОНУКЛЕАЗЫ III SERRATIA MARCESCENS В ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЯХ ТАБАКА NICOTIANA TABACUM L. CV. SR1
1 Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: zh@bionet.nsc.ru
2 Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022
3 Новосибирский государственный университет, кафедра цитологии и генетики, Новосибирск 630090
Получены трансгенные растения табака Nicotiana tabacum L. cv. SR1, характеризующиеся увеличением уровня дцРНК-специфичной гидролитической активности после индукции поранением. Для индуцируемой экспрессии целевого гена РНКазы III Serratia marcescens впервые был использован новый для генетической инженерии растений промотор гена анионной пероксидазы Solanum lycopersicum. При заражении вирусом табачной мозаики (tobacco mosaic virus, TMV) трансгенные растения полученных линий существенно не отличались от контрольной группы по уровню накопления капсидного белка TMV. В целом, у трансгенных растений также не наблюдалось задержки в развитии симптомов инфекции по сравнению с контрольной группой. Полученные трансгенные растения представляют собой новую модель для исследования биологической роли эндорибонуклеаз семейства РНКазы III, в том числе в молекулярных механизмах устойчивости к фитопатогенам
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ЕЛИ СИБИРСКОЙ ПО ЯДЕРНЫМ МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ
Институт леса им. В.Н. Сукачева СО РАН, Красноярск 660036; e-mail: krava@fromru.com
Представлены результаты исследования 21 популяции ели сибирской (Picea obovata Ledeb.) из различных районов ее естественного произрастания методом микросателлитного (SSR) анализа ядерной ДНК. По 9 локусам, разработанным для Picea abies (L.) Karst и Picea glauca (Moench) Voss и обнаруживающим изменчивость у Picea obovata, были определены параметры внутри- и межпопуляционного генетического разнообразия, степень дифференциации популяций. Установлено, что включенные в исследование популяции ели сибирской характеризуются достаточно высоким в среднем уровнем внутрипопуляционной изменчивости (HO=0.408; HE=0.423) и слабой межпопуляционной дифференциацией (FST=0.048, P=0.001) по данному классу ДНК-маркеров. Генетическое расстояние между популяциями варьирует от 0.009 до 0.167, составляя в среднем 0.039. Максимально дифференцирована от остальных популяций ели изолированная популяция Магадан, расположенная на крайнем Северо-Востоке России на значительном удалении от основного ареал вида и характеризующаяся самым низким среди изученных популяций генетическим разнообразием. Кроме того, существенно отличаются по генетической структуре от большинства популяций ели сибирской, хотя и в меньшей степени, чем магаданская, степная популяция из Бурятии Убукун и популяция из монгольского заповедника Богд-Уул. Полученные данные согласуются с результатами ранее проведенных исследований этого вида с помощью аллозимов и микросателлитных локусов хлоропластной ДНК и свидетельствуют о перспективности использования ядерных микросателлитов в качестве ДНК-маркеров для анализа популяционно-генетической структуры ели сибирской
ОЦЕНКА ГЕНЕТИЧЕСКОГО ПОЛИМОРФИЗМА СОВРЕМЕННЫХ СОРТОВ И АВТОХТОННЫХ ФОРМ ГРУШИ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ
1 Северокавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства, Краснодар 350901; e-mail: supruni@mail.ru
2 Филиал «Майкопская опытная станция ВИР», Майкопский р-н, п. Подгорный 385746
На основе анализа SSR-локусов изучена степень генетического сходства между автохтонными сортами груши Северного Кавказа, образцами груши кавказской из коллекции МОСВИР и сортами отечественной и европейской селекции. Количество аллелей на локус варьировало от 11 до 15 в выборке из 29 генотипов. Выявлен более высокий уровень аллельного полиморфизма SSR-локусов в выборке образцов груши кавказской в сравнении с современными культивируемыми сортами: от 9 до 12 аллелей для груши кавказской и от 6 до 8 аллелей для сортов. Идентифицированы аллели, специфичные для указанных групп образцов. По результатам кластеризации все образцы груши кавказской и автохтонные сорта вошли в один кластер, в то время как культивируемые современные сорта сформировали отдельный кластер. Полученные результаты свидетельствуют в пользу предположения об изолированном формировании генофонда автохтонных сортов Северного Кавказа и их вероятном происхождении от дикорастущих форм груши кавказской
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ СТИЛЬБЕН СИНТАЗ В ХВОЕ ЕЛИ АЯНСКОЙ PICEA JEZOENSIS
1 Биолого-почвенный институт ДВО РАН, Владивосток 690022, e-mail: kiselev@biosoil.ru
2 Дальневосточный федеральный университет, кафедра биохимии, микробиологии и биотехнологии, Владивосток 690090
Стильбены являются ценными фитоалексинами растений, биосинтез которых характерен для разных групп филогенетически несвязанных растений. Считается, что все стильбены являются производными резвератрола (3,5,4’-тригидроксистильбен) или близких к нему соединений (пиносильвин или пикеатаннол). В последней стадии биосинтеза резвератрола принимает участие стильбен синтаза или резвератрол синтаза (STS). Для семейства Сосновых характерно присутствие производных пиносильвина (род Pinus) и пикеатаннола (род Picea), пути биосинтеза которых плохо изучены. Ранее было описано только по два гена стильбен синтаз, обнаруженных у разных представителей рода Picea. Нами была получена полная белок кодирующая последовательность четырех генов стильбен синтаз PjSTS1a, PjSTS1b, PjSTS2 и PjSTS3 из РНК, выделенной из хвои ели аянской Picea jezoensis. Далее с помощью анализа частоты встречаемости клонов и ПЦР с детекцией результатов в реальном времени была проанализирована экспрессия генов PjSTS1a, PjSTS1b, PjSTS2 и PjSTS3 в хвое ели P. jezoensis разного возраста, собранной в разные сезоны года (весна, лето, осень, зима). Среди проанализированных транскриптов наиболее часто встречались гены PjSTS1a и PjSTS1b, что говорит об их более высоком уровне экспрессии, по сравнению с другими генами STS. Показано, что гены PjSTS1a и PjSTS1b обладали наибольшей экспрессией осенью, а уровень экспрессии генов PjSTS2 и PjSTS3 был наивысшим весной и зимой. Более того, наибольшая экспрессия генов PjSTS наблюдалась в молодых тканях растения ели аянской P. jezoensis осенью, что, возможно, говорит о более высоком уровне биосинтеза стильбенов в данных тканях
ФИЛОГЕНИЯ ПИХТ (РОД ABIES, PINACEAE) ПО ДАННЫМ МУЛЬТИЛОКУСНЫХ ЯДЕРНЫХ МАРКЕРОВ (AFLP)
Институт экологии растений и животных УРО РАН, Екатеринбург 620144; e-mail: s.a.semerikova@ipae.uran.ru
С целью изучения филогенетических взаимоотношений, эволюционной истории и молекулярной систематики пихт была проведена филогенетическая реконструкция рода Abies на основе мультилокусных ядерных маркеров AFLP. С использованием семи комбинаций селективных праймеров, 84 образца 39 таксонов Abies были генотипированы по 553 полиморфным AFLP локусам. Сравнение с полученными нами ранее хлоропластной и митохондриальной филогениями рода (Семерикова, Семериков, 2014а, б) показывает, что ядерная филогения в целом более конгруэнтна хлоропластному дереву. Большинство клад хлоропластной филогении были поддержаны также на дереве AFLP. Наблюдалось выделение ядерными маркерами новых групп и отличие в топологии некоторых клад. Данные AFLP подтвердили монофилию азиатских видов секции Balsamea и их сестринское положение в отношении американской группы видов этой секции. На дереве хлоропластной ДНК азиатские Balsamea не образовывали отдельную кладу и входили в состав клады большинства азиатских видов. Филогенетически митохондриальная ДНК в значительной степени неконгруэнтна деревьям ядерной и хлоропластной ДНК и более соответствует географическому распространению видов. В работе обсуждаются конфликты между ядерной и цитоплазматическими филогениями.С их учетом мы рассматриваем гипотезы гибридного происхождения отдельных групп пихт, в том числе древней гибридизации внутри секции Balsamea. Проводится сравнение молекулярных данных с традиционной систематикой рода
ГЕНЫ ГЕВЕИНОПОДОБНЫХ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ СЕМЕЙСТВА WAMP ПШЕНИЦЫ: ЭКСПРЕССИЯ В ОТВЕТ НА ДЕЙСТВИЕ ФИТОГОРМОНОВ И ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва 119991; e-mail: odintsova2005@rambler.ru
2 Институт биохимии и генетики УНЦ РАН, Уфа 450054
3 Институт биоорганической химии им. акад. М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва 117997
Антимикробные пептиды являются важнейшими компонентами иммунной системы растений. Ранее нами в пшенице Triticum kiharae Dorof. et Migusch и близкородственных видах родов Triticum и Aegilops было обнаружено семейство генов гевеиноподобных пептидов WAMP, которые подавляют рост и развитие фитопатогенных грибов и бактерий и ингибируют секретируемые протеазы фузариевых грибов в системе in vitro. Цель настоящей работы состояла в изучении роли этих генов в защите растений пшеницы от биотического и абиотического стресса. Методом полуколичественной ОТ-ПЦР исследовали экспрессию генов wamp в проростках пшеницы в ответ на заражение патогенами, фитогормоны и ионы тяжелого металла – кадмия. Показано, что заражение проростков пшеницы фитопатогенными грибами значительно усиливает экспрессию генов семейства wamp, причем основным транскриптом является wamp-2. Установлено, что салициловая кислота, а не метилжасмонат индуцируют экспрессию генов семейства wamp. Показано, что абиотический стресс, вызванный ионами кадмия, подавляет экспрессию генов wamp в корнях и не влияет на их экспрессию в побегах. Полученные результаты свидетельствуют в пользу защитной роли генов wamp в ответных реакциях растений пшеницы на заражение патогенами, в то время как устойчивость к абиотическому стрессу, вызванному ионами кадмия, по всей видимости, не связана с экспрессией генов этого семейства wamp
МЕТАФАЗНЫЕ И МЕЙОТИЧЕСКИЕ ХРОМОСОМЫ, СИНАПТОНЕМНЫЕ КОМПЛЕКСЫ (СК) ЖИВОРОДЯЩЕЙ ЯЩЕРИЦЫ ZOOTOCA VIVIPARA
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН, Москва 119071; e-mail: ldsafronova@gmail.com
Зоологический институт РАН, Санкт-Петербург 199034
У самцов живородящей ящерицы Zootoca vivipara (Lichtenstein, 1823) (семейство Lacertidae) из северо-запада России, относящихся к Русской форме подвида Zootoca v. vivipara, исследованы хромосомы на стадиях митотической метафазы и на стадиях пахитены и метафазы первого мейотического деления. Впервые получены и изучены тотальные препараты распластанных синаптонемных комплексов (СК). В ядрах сперматоцитов 1 порядка обнаружены 18 СК, среди них СК половых хромосом Z1Z1 – 5-6 пара и Z2Z2 – 13 пара. Характеристики СК сопоставлены с числом и формой бивалентов и со структурой кариотипа. Соотношение длин бивалентов в СК-кариотипе у изученной нами формы Z. vivipara соответствует пропорции хромосом в митотическом кариотипе (2n=36), однако отмечены особенности в морфологии СК Z1Z1 половых хромосом
АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ГЕНА CDKAL1 И ЛОКУСА HHEX/IDE С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ ТИПА 2
1 Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий, Москва 115682; E-mail: dmkh008@gmail.com
2 Эндокринологический научный центр, Москва 117036
3 Клиника новых медицинских технологий «Архимед», Москва 129128
На рубеже XX-XXI веков был отмечен существенный рост заболеваемости сахарным диабетом. Основную часть этих пациентов составляют больные сахарным диабетом 2 типа (СД типа 2). Относящийся к многофакторным заболеваниям он возникает в результате неблагоприятного воздействия внешних факторов на организм генетически предрасположенных людей. По современным представлениям, СД типа 2 – это полигенное заболевание, причем каждый из вовлеченных генов, вносит определенный вклад в риск его развития. Целью данной работы было изучение ассоциации полиморфных маркеров rs7756992, rs9465871, rs7754840 и rs10946398 гена CDKAL1, rs1111875 локуса HHEX/IDE с развитием СД типа 2 в русской популяции. В исследование вошли группы из 440 человек больных сахарным диабетом типа 2 и из 264 здоровых индивидов без признаков заболевания. РЕЗУЛЬТАТЫ: Сравнительный анализ распределения частот аллелей и генотипов указывает на ассоциацию с этим заболеванием полиморфных маркеров rs7756992, rs9465871 и rs10946398 гена CDKAL1, в то время как для других полиморфных маркеров гена CDKAL1 и локуса HHEX/IDE не было обнаружено статистически значимых ассоциаций. ВЫВОДЫ: На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что в русской популяции ген CDKAL1 ассоциирован с развитием СД типа 2, в то же время для локуса HHEX/IDE такая ассоциация отсутствует
ПРОСТОЙ И ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕТОД ОЦЕНКИ РАЗМЕРА ДИМИНУЦИЙ ХРОМАТИНА У ЦИКЛОПОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЦР В РЕЖИМЕ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
1 Лимнологический институт СО РАН, Иркутск 664033; e-mail: veronika_t@inbox.ru
2 Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН, Новосибирск 630090
Степень диминуции хроматина (ДХ) у разных видов циклопов может существенно отличаться. Биологическая и эволюционная роль этих различий остается не ясной. Для расширения знаний о распространении и величине ДХ у этой группы животных необходима разработка быстрого и эффективного метода оценки изменений размера генома. В данной работе предложен метод оценки величины ДХ у циклопов с использованием метода ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ). Анализ изменений размера генома проводился путем сравнения кривых флюоресценции ПЦР-фрагментов целевых генов у до- и постдиминуционного материала. Метод апробирован на четырех видах циклопов. У Cyclops kolensis ДХ составила 95.3 ± 1.2, у Acanthocyclops vernalis – 94.6 ± 0.8%, у C. insignis - 82.3 ± 5.2%. Впервые обнаружена ДХ у Megacyclops viridis в размере 91.1 ± 2.6%. Достоинства предложенного нами подхода состоят в его быстроте, простоте и невысокой требовательности к количеству исследуемого материала
ИНСУЛЯТОРЫ МОГУТ ПРЕРЫВАТЬ СЛАБУЮ ТРАНСКРИПЦИЮ, ИНДУЦИРОВАННУЮ С ЭНХАНСЕРА ГЕНА WHITE, В ТРАНСГЕННЫХ ЛИНИЯХ ДРОЗОФИЛЫ
Институт биологии гена РАН, Москва 119334; e-mail: olgina73@gmail.com
Все больше данных свидетельствует о том, что некодирующие РНК, транскрибируемые с энхансеров, играют важную роль в регуляции транскрипции генов. Регуляторными элементами, которые ограничивают активность энхансеров и создают независимые транскрипционные домены, являются инсуляторы. С помощью трансгенной модельной системы нами было показано, что инсулятор Fab-7 из bithorax-комплекса и инсулятор МДГ4 могут прерывать слабую транскрипцию, которая инициируется с энхансера, регулирующего экспрессию гена white в глазах. Способность инсуляторов прерывать слабую транскрипцию может играть роль в блокировании активности энхансеров
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ГОЛЬЦОВ КОМАНДОРСКИХ ОСТРОВОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЯ МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, кафедра ихтиологии, Москва 119234; e-mail: valnestle@yandex.ru
2 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), Москва 107140; e-mail: zelenina@vniro.ru
Проведено исследование нуклеотидных последовательностей фрагментов гена цитохрома b (CytB) и контрольного региона (D-loop) митохондриальной ДНК (мтДНК) мальмы (Salvelinus malma) Командорских островов и реки Коль полуострова Камчатка. Продемонстрирован высокий уровень генетической изменчивости островных популяций, сравнимый с таковым в материковой популяции западной Камчатки. Подтверждена принадлежность гольцов Командорских островов к генетической линии северной мальмы Salvelinus malma malma
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА ИНСУЛИНОПОДОБНОГО РЕЦЕПТОРА В ТКАНЯХ, СИНТЕЗИРУЮЩИХ ГОНАДОТРОПНЫЕ ГОРМОНЫ, ПРИ ПОЛОВОМ СОЗРЕВАНИИ САМОК DROSOPHILA MELANOGASTER
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск 630090; e-mail: iraushen@bionet.nsc.ru
Сигнальный путь инсулина/инсулиноподобных факторов роста является одним из регуляторов синтеза гонадотропных гормонов насекомых, ювенильного (ЮГ) и 20-гидроксиэкдизона (20Э). Мы провели иммуногистохимический анализ экспрессии инсулиноподобного рецептора (InR) в corpus allatum (железе, синтезирующей ЮГ) и фолликулярных клетках яичников (месте синтеза предшественника 20Э, экдизона) в процессе полового созревания самок D. melanogaster, а также влияние экзогенного ЮГ на экспрессию InR в этих тканях. Мы впервые обнаружили, что InR экспрессируется в фолликулярных клетках и продемонстрировали, что экспрессия InR в corpus allatum и фолликулярных клетках у самок дрозофилы имеет стадиеспецифический характер - ее интенсивность у молодых самок резко превышает таковую у половозрелых особей. Мы также выявили негативную обратную связь в регуляции уровня ЮГ инсулиновым сигнальным путем у имаго Drosophila: экспериментальное повышение титра ЮГ у молодых самок резко снижало интенсивность экспрессии InR в corpus allatum и фолликулярных клетках