Аннотации статей. Том 53, 2017 г., № 5
РОЛЬ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ В РАЗВИТИИ КЕРАТОКОНУСА
1 Уфимский научно-исследовательский институт глазных болезней Академии наук Республики Башкортостан, Уфа 450008; e-mail: oganisyan.karine@gmail.com
2 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054; e-mail: dzhemilev@mail.ru
3 Башкирский государственный медицинский университет, кафедра репродуктивного здоровья человека, Уфа 450008
4 Башкирский государственный университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450076
Кератоконус (КК) является наиболее частой формой кератоэктазий, характеризующейся изменением топографии роговицы, ее истончением, растяжением и выпячиванием. Общепризнанной является наследственная или генетическая теория развития кератоконуса. На сегодняшний день исследовано большое количество генов-кандидатов у пациентов с КК. Одними из наиболее значимых являются ген, кодирующий гомеодомен-содержащий белок, принадлежащий к подсемейству paired-подобных гомеодоменных белков (VSX1), ген супероксиддисмутазы 1 (SOD1), ген лизилоксидазы (LOX). Методом анализа сцепления определено более 17 хромосомных регионов, мутации в которых могут приводить к развитию КК. В семьях с наследственной формой кератоконуса методом GWAS была выявлена ассоциация центральной толщины роговицы (ЦТР) и целого ряда генетических локусов. Таким образом, неоднородные результаты генетических исследований и большое количество идентифированных хромосомных регионов, сцепленных с кератоконусом, во-первых, свидетельствуют о выраженной генетической гетерогенности заболевания, а во-вторых, связаны с проблемами ДНК-диагностики этого заболевания. Тем не менее, имеются выраженные предпосылки того, что кератоконус относится как к наследственным, так и к наследственно-обусловленным заболеваниям, а идентифицированные генетические варианты являются специфичными как для отдельных популяций, так и для некоторых этносов в целом
DOI: 10.7868/S0016675817040026
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ НАРУШЕНИЯ ГЕНОВ ФОЛАТНОГО И ГОМОЦИСТЕИНОВОГО ОБМЕНА В ПАТОГЕНЕЗЕ РЯДА МНОГОФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
1 Научно-исследовательский институт общей патологии и патофизиологии, Москва 125315; e-mail: * burdennyy@gmail.com, ** eleonora10_45@mail.ru
2 Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук, Москва 119334
3 Медико-генетический научный центр, Москва 115478
В процессы фолатного и гомоцистеинового обмена вовлечено большое число генов, молекулярно-генетические нарушения в которых представляют факторы риска развития гипергомоцистеинемии. Гипергомоцистеинемия наблюдается примерно у 5% населения и связана с разнообразными многофакторными заболеваниями, такими как нейродегенеративные, заболевания сосудистого генеза, злокачественные опухоли и аутоиммунные нарушения. Следует отметить, что само повышение уровня гомоцистеина может служить признаком дисбаланса в организме и рассматриваться как диагностический маркер развития той или иной патологии. В данном обзоре рассмотрена роль молекулярно-генетических нарушений в метаболизме гомоцистеина при многофакторных заболеваниях, включая врожденные пороки развития, нарушения сердечно-сосудистой системы, диабет и гормонозависимая онкология на примере рака молочной железы (РМЖ) и рака яичников (РЯ). Представлены данные о связи однонуклеотидных полиморфизмов в функционально значимых генах фолатного и гомоцистеинового обмена с развитием и прогрессией указанных выше патологий. Приведены первые данные о влиянии эпигенетических факторов (гиперметилирования и воздействия микроРНК) на регуляцию генов этой системы при многофакторных заболеваниях. В подразделе, посвященном роли молекулярно-генетических нарушений в метаболизме гомоцистеина при РМЖ и РЯ, приведены данные мировой литературы и собственные результаты исследований авторов
DOI: 10.7868/S001667581704004X
ВОЛЮЦИОННЫЙ КОНСЕРВАТИЗМ БЕЛКОВ РЕКОМБИНАЦИИ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ МЕЙОЗ-СПЕЦИФИЧНЫХ БЕЛКОВ ХРОМОСОМ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: grishaeva@vigg.ru
Проведено сравнение аминокислотных последовательностей ортологов специфичных для мейоза белков у человека и семи биологических видов: животных, грибов и растений, служащих моделями для изучения молекулярных механизмов мейоза. Установлено, что наиболее консервативным из изученных белков является медиатор рекомбинации RAD51. Его мейотический гомолог DMC1 менее консервативен, как и белок mismatch-репарации MHL1. Мейоз-специфичная эндонуклеаза SPO11 наименее консервативна из изученных нами ферментов мейоза. Структурные белки мейоти- ческих хромосом мало консервативны. Мейотический когезин REC8 имеет в 6 раз меньшее сходство у организмов из разных царств, чем его соматический гомолог RAD21. Промежуточными по консервативности являются белки синаптонемных комплексов, содержащие домен HORMA. Два функциональных домена эндонуклеазы SPO11 и домен MutL_Trans_MLH1 фермента MLH1 оказались настолько же или даже менее консервативными, чем целые белки. Функциональный домен HORMA нескольких белков синаптонемных комплексов лишь в 2 – 3 раза более консервативен, чем целая молекула. Таким образом, среди ключевых белков мейоза наиболее консервативны белки, ответственные за точность мейотической рекомбинации. Когезины, белки синаптонемных комплексов и мейоз-специфичная эндонуклеаза SPO11 менее консервативны даже в пределах их функциональных доменов. Очевидно, что мейоз-специфичные белки претерпели независимую эволюцию в разных филогенетических линиях эукариот
DOI: 10.7868/S0016675817040087
РОЛЬ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК В НАСЛЕДУЕМОСТИ ИНДУЦИРОВАННОЙ РАДИАЦИЕЙ АБЕРРАНТНОЙ ЭКСПРЕССИИ микроРНК
1 Институт аридных зон Южного научного центра Российской академии наук, Ростов-на-Дону 344006; e-mail: mmakhotkin@mail.ru
2 ООО “Интерлабсервис”, Москва 115035
При использовании метода масштабного параллельного секвенирования ДНК в работе изучена экспрессия микроРНК в клетках HeLa спустя 6 ч и 8 сут после воздействия гамма-квантами Co60 в дозе 4 Гр. Были идентифицированы 12 микроРНК, сохраняющих в клеточных поколениях аберрантную экспрессию. Анализ индуцированной радиацией аберрантной экспрессии пре-микроРНК позволил оценить роль ядерного и цитоплазматического этапов биогенеза микроРНК в сохранении ее аберрантной экспрессии. При обработке клеток 5-азацитидином сохраняют свою аберрантную экспрессию лишь 2 микроРНК – miR-21-Зр и miR-422a, показавших увеличение экспрессии, в то время как радиационно-индуцированное уменьшение экспрессии микроРНК во всех десяти случаях зависело от деметилирования ДНК. При этом экспрессия группы микроРНК, показавшей наследуемое изменение экспрессии при действии гамма-квантов, в необработанных клетках не зависела или слабо зависела от уровня метилирования ДНК. Полученные в работе результаты дают основание полагать, что ионизирующее излучение индуцирует аберрантное метилирование ДНК, которое влияет на наследуемость в клеточных поколениях изменений экспрессии микроРНК при действии этого мутагенного фактора
DOI: 10.7868/S0016675817050125
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПОЛИМОРФИЗМ ПОЧВЕННЫХ ДРОЖЖЕЙ РОДА Williopsis ОСТРОВА ТАЙВАНЬ
1 Государственный научно-исследовательский институт генетики
и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 117545; e-mail: gnaumov@yahoo.com
2 Department of Applied Science, National Tsing Hua University of Education, Hsinchu 30014, Taiwan
Сравнительное молекулярно-генетическое изучение дрожжей Williopsis из различных регионов мира позволило выявить особенности видового состава этого рода на Тайване и обнаружить предположительно новые виды. На острове Тайвань идентифицировано четыре из пяти известных видов Williopsis: W. saturnus, W. suaveolens, W. mrakii и W. subsufficiens. В почвах Тайваня преобладают дрожжи W. saturnus, тогда как в почвах Европы наиболее часто встречаются дрожжи W. suaveolens
DOI: 10.7868/S0016675817040117
AFLP, RAPD И ISSR АНАЛИЗЫ ВНУТРИВИДОВОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ И МЕЖВИДОВЫХ РАЗЛИЧИЙ АЛЛОТЕТРАПЛОИДНЫХ ВИДОВ Aegilops kotschyi Boiss. И Aegilops variabilis Eig
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: orang2@yandex.ru
2 Балтийский федеральный университет им. И. Канта, Институт живых систем, Калининград 236041
3 Федеральный исследовательский центр Всероссийский институт генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург 190000
4 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра биотехнологии, Москва 119234
5 Институт биоинженерии, Федеральный исследовательский центр "Фундаментальные основы биотехнологии"
Российской академии наук, Москва 119071
Проведены AFLP, RAPD и ISSR анализы изменчивости 27 образцов аллотетраплоидных видов Aegilops kotschyi и Ае. variabilis с US-геномом. В случае RAPD-анализа было получено 316 полиморфных фрагментов, в случае AFLP-анализа выявлено 750 полиморфных фрагментов, при ISSR-анализе получено 234 полиморфных фрагмента. Показано, что анализируемые виды характеризуются значительным уровнем изменчивости ядерного генома. По данным ISSR- и RAPD-анализа среднее значение коэффициента сходства Жаккара для образцов Aе. variabilis из разных географических районов было несколько ниже, чем для образцов Ае. kotschyi, в то время как AFLP-анализ не выявил достоверных различий в уровнях внутривидовой изменчивости исследованных видов. По результатам анализа суммарных данных RAPD-, ISSR- и AFLP-маркирования в программе Structure было показано, что большинство проанализированных образцов могут быть с высокой вероятностью отнесены к одной из двух групп, первая из которых соответствует виду Ае. kotschyi, вторая — виду Ае. variabilis; тем самым подтверждается видовая самостоятельность Ае. kotschyi и Ае. variabilis. Образцы k900, k907, k908 и v90 не могут быть с достаточно высокой степенью вероятности отнесены к одному из видов, что возможно является результатом межвидовой гибридизации. Анализ видового разнообразия с помощью различных молекулярных маркеров позволил выявить образцы, которые имеют заметные отличия от прочих образцов своего вида
DOI: 10.7868/S0016675817050058
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ КОЛЛЕКЦИИ СОРТОВ И РАЗНОВИДНОСТЕЙ Triticum durum Desf. ИЗ АЗЕРБАЙДЖАНА
1 Институт генетических ресурсов Национальной академии наук Азербайджана, Баку AZ1106, Азербайджан; e-mail: hamlet.sadigov@yahoo.com
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: aichka89@mail.ru
Проведен AFLP-анализ 144 образцов тетраплоидных видов пшениц, включая староместные и селекционные сорта Triticum durum из Азербайджана. Получено 249 фрагментов, из которых 189 (76%) были полиморфными. Индекс генетического сходства Дайса варьировал от 0.67 до 0.99. Анализ методом главных координат показал четкие различия между группами образцов, имеющими AuAuBB и AbAbGG геномы. Внутри группы образцов с AuAuBB геномом дифференциация менее выражена, четкого разделения на подкластеры внутри данной группы нет. Азербайджанские сорта твердой пшеницы также оказались достаточно сходны между собой и с другими разновидностями Т. durum
DOI: 10.7868/S0016675817050095
НУКЛЕОТИДНЫЙ ПОЛИМОРФИЗМ АДАПТИВНО ЗНАЧИМЫХ ГЕНОВ-КАНДИДАТОВ В ПОПУЛЯЦИЯХ Larix sibirica Ledeb. УРАЛА
1 Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь 614990; e-mail: yulianechaeva@mail.ru
2 Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь 614990
Задачи сохранения и рационального использования лесных ресурсов требуют глубокого изучения геномов древесных растений и выявления их внутривидового генетического разнообразия. В последнее время получил развитие подход, основанный на исследовании “генов-кандидатов”, потенциально вовлеченных в формирование адаптивных признаков. Нуклеотидный полиморфизм нескольких адаптивно значимых генов-кандидатов изучен в популяциях лиственницы сибирской (Larix sibirica Ledeb.) на Урале. Представители данного рода являются одними из ценнейших и широко распространенных лесообразующих видов растений России. Из десяти избранных локусов в геноме L. sibirica были детектированы и изучены три локуса, из которых один (ABA-WDS) секвенирован у L. sibirica впервые. Суммарная длина проанализированной последовательности у каждой особи составила 2865 пн, а длина выравнивания нуклеотидных последовательностей локусов варьировала от 360 до 1395 пн. Установлено 200 полиморфных позиций; при этом самым консервативным оказался локус 4CL1-363, а наиболее полиморфным – локус sSPcDFD040B03103-274. Изученные популяции L. sibirica характеризуются высоким уровнем нуклеотидной изменчивости по сравнению с другими видами и родами (Picea, Pinus, Pseudotsuga, Abies) хвойных растений (Hd = 0.896; π = 0.007; θW = 0.015). Наиболее селективно нейтральным полиморфизмом обладает локус 4СL1-363 (DT = -0.997), высокая вероятность адаптивности полиморфизма (DT = -1.807) выявлена для локуса ABA-WDS. Выявлены 54 SNP-маркера, из которых только пять являются несинонимичными заменами (9.26%). В среднем частота SNPs по трем изученным локусам L. sibirica составила 1 SNP на 53 пн. Для восьми популяций выявлены уникальные SNP-маркеры, которые в перспективе могут быть использованы для идентификации популяций. Популяции, характеризующиеся наибольшим числом уникальных SNP-маркеров, можно рекомендовать для отбора в целях сохранения генофонда вида
DOI: 10.7868/S0016675817050071
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ В ПОЛИПЛОИДНОМ КОМПЛЕКСЕ Suaeda corniculata (С.А. Mey.) Bunge В ВОСТОЧНОЙ СИБИРИ
1 Центральный сибирский ботанический сад Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090; e-mail: mlomonosova@mail.ru
2 Южно-Сибирский ботанический сад, Алтайский государственный университет, Барнаул 656049
Впервые приводятся данные о дифференциации полиплоидного комплекса Suaeda corniculata (С.А. Mey.) Bunge в Восточной Сибири на основе изучения изменчивости морфологических признаков, кариологического анализа и генетического полиморфизма по составу межмикросателлитных (ISSR) маркеров. Установлено, что исследованные образцы относятся к трем цитотипам: диплоидам (2n = 2x= 18), тетраплоидам (2n = 4x= 36) и гексаплоидам (2n = 6x = 54). Анализ изменчивости морфологических признаков методом главных координат показал разбиение образцов на три обособленные группы. На основе морфологического и молекулярно-генетического методов выявлена генетически обособленная диплоидная популяция на территории Якутии
DOI: 10.7868/S001667581705006X
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ И МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ БРЮХОНОГИХ МОЛЛЮСКОВ Benedictia fragilis (Dybowski, 1875) – ЭНДЕМИКА ОЗЕРА БАЙКАЛ
Лимнологический институт Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск 664033; e-mail: * veronika_t@inbox.ru, ** sit@lin.irk.ru
Исследованы байкальские эндемичные брюхоногие моллюски Benedictia fragilis, распространенные в широком диапазоне глубин (от сублиторали до абиссали) трех котловин озера. Анализ нуклеотидных последовательностей фрагмента митохондриального гена COI и внутреннего транскрибируемого спейсера ядерной ДНК ITS1 показал, что изучаемые гастроподы представлены в оз. Байкал тремя генетическими группами. Результаты исследований генетического разнообразия, фенотипических признаков и распространения позволяют предположить, что выявленные группы – это зарождающиеся аллопатрические (географические) виды. На основе полученных данных и геологоклиматической истории Байкала предложена гипотеза о возможных путях расселения В. fragilis в озере и появления трех генетических групп
DOI: 10.7868/S0016675817040130
ВЛИЯНИЕ ГОРНЫХ ОЛЕДЕНЕНИЙ ПОЗДНЕГО ПЛЕЙСТОЦЕНА НА ГЕНЕТИЧЕСКУЮ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЮ ДЛИННОХВОСТОГО СУСЛИКА (Urocitellus undulatus)
1 Томский государственный университет, кафедра зоологии и экологии, Томск 634050; e-mail: ev.simonov@gmail.com
2 Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения
Российской академии наук, Новосибирск 630091
3 Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук,
Ярославская обл., пос. Борок 152742
4 Пензенский государственный университет, кафедра зоологии позвоночных и экологии, Пенза 440026
Длиннохвостый суслик (Urocitellus undulatus) – политипический вид, распространенный от Тянь-Шаня до Приамурья. Ранее была показана значительная генетическая дивергенция между восточными и западными группами популяций этого вида. При этом наибольшие различия отмечены в западной части ареала, расположенной в Центральной Азии – регионе, подвергавшемся в прошлом неоднократным оледенениям и являющемся, по мнению исследователей, центром вторичного формообразования сусликов. Проведенный анализ полиморфизма контрольного региона митохондриальной ДНК длиннохвостых сусликов, обитающих в северной части Центральной Азии на территории Горного Алтая (45 особей из 23 локалитетов), показал наличие двух генетически дифференцированных (7.7% различий) и географически обособленных линий – “западной” и “восточной”. Полученные данные опровергают гипотезу об однонаправленном, с запада на восток, заселении Алтайских гор после окончания последнего ледникового максимума и свидетельствуют о двух путях заселения сусликами Алтая – как из западных, так и из восточных рефугиумов
DOI: 10.7868/S0016675817050101
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ИНВАЗИОННЫХ ПОПУЛЯЦИЙ ФЛОРИДСКОГО КРАБА (Rhithropanopeus harrisii (Gould, 1841): (Decapoda, Panopidae))
Институт биологии внутренних вод им. И.Д. Папанина Российской академии наук, Ярославская обл., пос. Борок 152742; e-mail: syv@ibiw.yaroslavl.ru
Изучена изменчивость локуса COI мтДНК у флоридского краба (Rhithropanopeus harrisii) из популяций побережья северной части Черного моря. Показано, что вселение краба происходило из европейских популяций, вероятней всего Нидерландов. Изученные популяции характеризуются сильным снижением уровня генетической изменчивости по гаплотипическому разнообразию, но в меньшей степени по нуклеотидному разнообразию. Анализ структуры сообществ декапод полуострова Крым позволил обсуждать причины инвазионного успеха флоридского краба в данном регионе
DOI: 10.7868/S0016675817050113