Аннотации статей. Том 53, 2017 г., № 8
МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ КОМПЛЕКСА СРЕДНЕЕВРОПЕЙСКИХ ЗЕЛЕНЫХ ЛЯГУШЕК Pelophylax esculentus
Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра цитологии и гистологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: alla.krasikova@gmail.com
Комплекс среднеевропейских зеленых лягушек (Pelophylax esculentus) представляет уникальную и адекватную модельную систему для изучения межвидовой гибридизации, а также для анализа механизмов, связанных с преодолением репродуктивных барьеров межвидовыми гибридами. Сложность в изучении представителей комплекса P. esculentus связана с высоким полиморфизмом морфологических признаков у родительских видов и межвидовых гибридов, а также наличием полиплоидных форм гибридов. С момента открытия феномена межвидовой гибридизации и доказательства успешного воспроизводства межвидовых гибридов исследователи постоянно осуществляли поиск методов, необходимых для наиболее точной идентификации родительских видов и различных форм гибридов. В настоящем обзоре приведено описание биохимических, цитогенетических и молекулярных методов и подходов, применяемых для идентификации представителей комплекса зеленых лягушек, а также для анализа геномов, передаваемых с гаметами гибридов; обсуждаются преимущества и недостатки этих подходов. Представленные методы могут быть использованы для изучения других гибридных комплексов рыб, амфибий и рептилий.
DOI: 10.7868/S0016675817080045
СВЯЗЬ АЛЛЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНА NFE2L2 ТРАНСКРИПЦИОННОГО ФАКТОРА Nrf2 С ПАТОГЕНЕЗОМ МНОГОФАКТОРНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
1 Медико-генетический научный центр, Москва 115478; e-mail: med-gen@mail.ru
2 Научно-исследовательский институт общей реаниматологии им. В.А. Неговского
Федерального научного клинического центра реаниматологии и реабилитологии, Москва 107031
3 Федеральный научно-клинический центр детской гематологии, онкологии и иммунологии
им. Д. Рогачева, Москва 117997
4 Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии, Москва 111123
Белковый транскрипционный фактор Nrf2 — ключевой регулятор цитопротекции, запускающий в условиях окислительного стресса экспрессию более 100 генов антиоксидантной защиты и детокси-кации ксенобиотиков. В настоящее время интенсивно исследуется эффективность применения активаторов Nrf2 при различных многофакторных заболеваниях, сопровождающихся окислительным стрессом и гибелью клеток. Обоснованием проведения подобных исследований в отношении того или иного заболевания может служить связь между аллельными вариантами гена NFE2L2, который кодирует белок Nrf2, и риском развития данного заболевания. В обзоре приведены сведения о результатах исследований полиморфизма Nrf2 при болезнях дыхательной системы (астма, пневмония) и связанных с ними критических состояниях, сердечно-сосудистых заболеваниях, репродуктивных расстройствах у мужчин и женщин, болезнях желудочно-кишечного тракта, диабете, ожирении, при нейродегенеративных заболеваниях, в частности болезнях Паркинсона и Альцгеймера, эпилепсии, дегенерации сетчатки. Результаты исследовании убедительно показывают, что транскрипционный фактор Nrf2 имеет отношение к патогенезу различных многофакторных заболеваний.
DOI: 10.7868/S0016675817080057
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА Taxus cuspidata Sieb. et Zucc. ex Endl. (Taxaceae) В РОССИИ ПО ДАННЫМ НУКЛЕОТИДНОГО ПОЛИМОРФИЗМА МЕЖГЕННЫХ СПЕЙСЕРОВ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМА
1 Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690022; e-mail: kozyrenko@biosoil.ru
2 Филиал Национального научного центра морской биологии Дальневосточного отделения Российской академии наук "Дальневосточный морской биосферный государственный природный заповедник", Владивосток 690041
Впервые изучены генетическое разнообразие и популяционная структура Taxus cuspidata Sieb. et Zucc. ex Endl. на российской части ареала по данным анализа нуклеотидного полиморфизма межгенных спейсеров psbA–trnH, trnL–trnF и trnS–trnfМ хлоропластной ДНК. Выявлен высокий уровень генного (h = 0.807) и нуклеотидного ( π = 0.0227) разнообразия. По результатам AMOVA на межпопуляцион-ную компоненту приходится около 12% генетической изменчивости (FST = 0.12044, Р = 0.0000). Обнаружено 15 гаплотипов, из них четыре были уникальными. Присутствие общих гаплотипов в большинстве популяций, отсутствие филогенетической структуры, низкие значения нуклеотидной дивергенции или ее отсутствие свидетельствуют о том, что исследуемые популяции Т. cuspidata являются фрагментами некогда единой предковой популяции. Географическая изоляция, возникшая в результате климатических изменений в плейстоцене—голоцене и деятельности человека, не оказала существенного влияния на генетическую структуру вида.
DOI: 10.7868/S0016675817070074
ТАКСОНОМИЧЕСКИЙ СТАТУС И ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ СИГОВ ВИДА Coregonus lavaretus (L.) ИЗ ВОДОЕМОВ СИБИРИ
1 Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630092; е-mаil: nikson2@ngs.ru
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: dmitri.p17@gmail.com
Молекулярно-генетический анализ некоторых экологических форм сигов комплекса Coregonus lavaretus (L.) sensu lato из различных водоемов Сибири выявил высокую степень дискретности между ними. На основании анализа белок-кодирующего гена ND1 митохондриальной ДНК показано, что описанные ранее экологические формы сиг-востряк (С. anaulorum), енисейский речной сиг, или сиг Исаченко (C. fluviatilis), и ряпушковидный сиг из оз. Баунт – хорошие биологические виды. При этом каждая экологическая форма представлена несколькими филогенетическими линиями, одна из которых является видоспецифичной. Остальные линии характеризуются митохондриальной ДНК другого вида сигов, как правило самого распространенного в каждом конкретном регионе. На основании результатов генетического анализа показано, что формирование современных экологических форм сибирских пыжьяновидных сигов сопровождалось естественной интрогрессивной гибридизацией. Высказано предположение, что большинство современных видов пыжьяновидных сигов произошли в результате сетчатой эволюции.
DOI: 10.7868/S0016675817080033
ФИЛОГЕОГРАФИЯ И ДЕМОГРАФИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ СОЛОВЬЯ-КРАСНОШЕЙКИ Luscinia calliope
1 Федеральный научный центр Биоразнообразия 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
3 Институт орнитологии Ямасины, отдел естественной истории, Чиба 270-1145, Япония
Филогеографический анализ позволяет по изменчивости отдельных маркеров судить об истории и механизмах формирования ареалов широко распространенных видов. Предварительное исследование гена цитохрома b мтДНК соловьев-красношеек Luscinia calliope обнаружило существование трех хорошо дифференцированных гаплогрупп: одной западной и двух восточных. Продолжая изучение генетических маркеров вида, мы установили, что в западной части ареала, представленной номинативной географической расой, встречаются почти исключительно гаплотипы западной группы. В восточных популяциях Хабаровского края, Чукотки, Камчатки и Сахалина в различных пропорциях наблюдается смешение гаплотипов всех групп. В то же время островные популяции Хоккайдо и Итурупа представлены исключительно особями с восточными гаплотипами. Сравнение обнаруженных нами ядерных копий митохондриальных генов и построение филогенетической сети гаплотипов по клонированным и исходным последовательностям показало, что две группы восточных гаплотипов (одна из которых географически соответствует подвидам L. с. anadyrensis и L. с. camtschatkensis, вторая – L. с. sachalinensis) произошли из ядерных псевдогенов L. с. calliope посредством межгеномной рекомбинации. В этой связи мы предлагаем новую гипотезу становления современного ареала этого вида, согласно которой расселение соловья-красношейки из Южной Сибири происходило в два этапа. Сначала вид расширял свой ареал на северо-восток в направлении Колымского и Корякского нагорий. В период освоения указанных районов северо-востока Азии произошла рекомбинация между митохондриальной и ядерной ДНК, повлекшая за собой появление нового гаплотипа, широко распространившегося в составе возникающих гнездовых популяций. Птицы с рекомбинантным гаплотипом освоили территории Чукотки и Камчатки, а затем постепенно заняли Курильские острова и, в конечном счете, достигли Хоккайдо. На следующем этапе соловей-красношейка, вероятно, попал на о. Сахалин во время весенней миграции, где отдельные особи остались на гнездование. Освоение острова сопровождалось аналогичной межгеномной рекомбинацией и быстрой фиксацией нового рекомбинантного гаплотипа с последующим его распространением по Сахалину. Островной путь расселения полностью повторяют современные мигранты.
DOI: 10.7868/S0016675817080100
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В ФОРМИРОВАНИИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К РАКУ ЛЕГКОГО
1 Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Кемерово 650065; e-mail: ruslan-tito00@rambler.ru
2 Кемеровский государственный университет, кафедра генетики, Кемерово 650043
3 Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090
Проведено исследование полиморфных локусов генов ферментов антиоксидантной системы: GSTP1 (313A>G и 341C>Т), MnSOD (47С>Т), GPx1 (599C>T) и СAГ (–262С>Т) у 494 жителей Кемеровской области (Западная Сибирь, Россия). Анализ однолокусных эффектов показал значимый протективный эффект мажорного аллеля С локуса GPx1 (599C>T). MDR-анализ ген-генных взаимодействий показал, что гены GPx1 и САT тесно взаимодействуют и взаимно усиливают риск развития плоскоклеточного рака легкого у жителей промышленного региона.
DOI: 10.7868/S0016675817080112
ОЦЕНКА ГЕТЕРОЗИГОТНОГО НОСИТЕЛЬСТВА МУТАЦИЙ p.Arg408Trp, pArg261Gln и p.Arg261X ГЕНА ФЕНИЛАЛАНИНГИДРОКСИЛАЗЫ (РАН) В ПОПУЛЯЦИЯХ ЕВРАЗИИ
Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054; e-mail: vita-akh@mail.ru
Проведен анализ частоты гетерозиготного носительства мутаций p.Arg408Trp, p.Arg261Gln и p.Arg261X гена РАН у коренных жителей из 58 популяций Евразии с учетом их языковой принадлежности и территориальной локализации. Мутация p.Arg408Trp гена РАН выявлена в 14 изученных популяциях с наиболее высокой средней частотой гетерозиготного носительства 0.0127 в Волго-Уральском регионе и 0.0134 — у представителей славянской языковой группы. Мутация p.Arg261Gln гена РАН обнаружена только в двух популяциях Волго-Уральского региона со средней частотой гетерозиготного носительства 0.0012. Мутация p.Arg261X гена РАН определена в четырех популяциях из Северного Кавказа с наибольшей частотой гетерозиготного носительства у карачаевцев — 0.0526. Все исследованные мутации гена РАН в изученных популяциях Евразии выявлены в гетерозиготном состоянии.
DOI: 10.7868/S0016675817060029
АССОЦИАЦИЯ ГЕНОВ РАЗЛИЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КЛАССОВ С САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 1-ГО ТИПА
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск 634050; e-mail: nataly.tarasenko@medgenetics.ru
2 Сибирский государственный медицинский университет, кафедра медицинской генетики, Томск 634050
В настоящей работе была исследована генетическая структура подверженности сахарного диабета 1-го типа (СД1) в популяции г. Томска. В группе больных СД1 (N = 285) и популяционной выборке (N = 300) изучено 58 однонуклеотидных полиморфизмов, локализованных в 47 генах, продукты которых участвуют в различных метаболических путях и вовлечены в процессы фиброгенеза, эндотелиальную дисфункцию, иммунный ответ и воспаление. Генотипирование выполнено методом масс-спектрометрии на приборе "Sequenom MassARRAY" (США). В результате выявлена ассоциация с СД1 для семи генетических маркеров: гs3765124 гена ADAMDEС1 генотип АА (р = 0.004) и аллель А (р = 0.033); rs1007856 гена ITGB5 генотип ТТ (р = 0.015) и аллель Т (р = 0.036); rs20579 гена LIG1 генотип СС (р = 0.004) и аллель С (р = 0.002); rsl2980602 гена IFNL2 аллель С (р = 0.029); rs4986819 гена РАRР4 аллель С (р = 0.044); rs1143674 гена ITGA4 генотип GG (р = 0.002); rs679620 гена ММРЗ генотип АА (р = 0.008). Продукты генов, для которых получена ассоциация с СД1, принадлежат к различным молекулярным классам: металлопротеазы (ADAMDEC1, ММР3), цитокины (IL28A), рецепторы клеточной мембраны (ITGA4), молекулы адгезии (ITGB5), ДНК-лигазы (LIG1), ферменты рибозилтрансферазы (PARP4). Гены ADAMDEC1, ITGA4, ITGB5 участвуют в двух биологических процессах: передаче сигнала и межклеточных взаимодействиях. Гены LIG1, PARP4 регулируют метаболизм нуклеиновых кислот, ММP3 вовлечен в регуляцию метаболизма белков, IFNL2 в иммунный ответ.
DOI: 10.7868/S0016675817070116
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНОВ, РЕГУЛИРУЮЩИХ ОСТЕОГЕНЕЗ, В КОСТНОЙ ТКАНИ ПАЦИЕНТОВ С АКРОМЕГАЛИЕЙ И ЭНДОГЕННЫМ ГИПЕРКОРТИЦИЗМОМ
1 Федеральный научно-клинический центр специализированных видов
медицинской помощи и медицинских технологий, Москва 115682; е-таil: brov.olia@gmail.com
2 Эндокринологический научный центр, Москва 117036
Избыточная секреция гормонов при гиперкортицизме и акромегалии приводит к значимым нарушениям костного ремоделирования, снижению качества кости и переломам при минимальной травме. Однако механизмы развития этих изменений малоизучены. В данной работе были исследованы образцы костной ткани пациентов с эндогенным гиперкортицизмом (повышение секреции кортизола) и акромегалией (повышение секреции соматотропина), полученные в ходе трансназальной аденомэктомии. Основной задачей был анализ профилей экспрессии генов, отвечающих за процессы остеогенеза, в образцах костной ткани у пациентов с гиперкортицизмом и акромегалией для оценки патогенетических аспектов костных осложнений. Исследование включало 19 образцов костной ткани от пациентов с новообразованиями гипофиза (с акромегалией, с болезнью Иценко–Кушинга и неактивные аденомы гипофиза, которые служили в качестве группы контроля). Были выявлены 14 генов (АСР5, ALPL, BGLAP, BMP7, CD40, COL1A1, COL1A2, IGF1, IGFBP2, IL6, LEP, LTA, MMP2, WNT10B), роль которых наиболее значима и требует дальнейшего подробного изучения. В данной работе была подтверждена ведущая роль канонического Wnt-сигнального пути в процессах остеогенеза, а также получены новые данные о молекулярных основах развития костных осложнений в условиях гиперпродукции кортизола и соматотропина у человека.
DOI: 10.7868/S0016675817070025
РЕКОНСТРУКЦИЯ SNP-ГАПЛОТИПОВ С МУТАЦИЕЙ c.-23+1G>А ГЕНА GJB2 ЧЕЛОВЕКА В НЕКОТОРЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ ЕВРАЗИИ
1 Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск 677000; e-mail: nelloann@mail.ru
2 Якутский научный центр комплексных медицинских проблем, Якутск 677010
3 Перинатальный центр Республики Тыва, Кызыл 667003
4 Федералъный исследовательский центр Институт цитологии и генетики
Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090
5 Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, Новосибирск 630090
6 Институт гуманитарных исследований и проблем малочисленных народов Севера
Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск 677000
7 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054; e-mail: elzakh@mail.ru
8 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа 450000
9 Башкирский государственный университет, Уфа 450000
Мутация сайта сплайсинга c.-23+1G>А является одной из частых мутаций в гене GJB2 (Сх26, 13q11-q12), ассоциированных с врожденной несиндромальной аутосомно-рецессивной глухотой. Эта мутация характеризуется широкой распространенностью от Восточной Сибири и Центральной Азии до регионов Восточной Европы, Ближнего Востока и Южной Азии. В настоящее время неизвестно – распространилась ли мутация c.-23+1G>А на столь обширной территории в результате эффекта основателя или же было несколько локальных центров ее происхождения. Впервые на основе анализа вариабельности девяти SNP-маркеров нами было реконструировано пять различных гаплотипов у глухих пациентов из шести популяций Евразии, гомозиготных по мутации c.-23+1G>А. Структура реконструированных гаплотипов, выявленная у якутов, русских, эвенков, тувинцев, монголов и турков, позволяет предположить, что мутация c.-23+1G>А (GJB2) могла распространиться по территории Евразии в результате эффекта основателя. Наибольшее разнообразие гаплотипов с c.-23+1G>А было обнаружено у пациентов из Монголии, что, вероятно, указывает на более ранний период экспансии гаплотипов, несущих эту мутацию, на территории Центральной Азии.
DOI: 10.7868/S0016675817080094