Аннотации статей. Том 53, 2017 г., № 9
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ РЕГУЛЯЦИЯ АПОМИКСИСА
Центр геномной биоинформатики им. Ф. Г. Добржанского Санкт-Петербургского государственного университета, Санкт-Петербург 199004
Ботанический институт им. В.Л. Комарова Российской академии наук, Санкт-Петербург 197376; e-mail: vbrukhin @gmail.com
Апомиксис представляет собой бесполое размножение растений посредством семян, в результате которого возникает генетически однородное потомство. Апомиксис по сути является природной формой клонального размножения. В настоящее время известно более 400 видов растений, для которых апомиксис – одна из стратегий размножения. Основные фундаментальные признаки апомиксиса – отсутствие мейоза и партеногенетическое развитие зародыша без участия оплодотворения. Апомиксис привлекает большое внимание исследователей благодаря потенциальной ценности для сельского хозяйства. Внедрение его свойств в культурные растения может стать предвестником второй "зеленой революции", поскольку благодаря апомиксису любой гибридный признак может быть зафиксирован в последующих поколениях, сохраняя полезные гибридные свойства родительских форм. Исследование молекулярных и генетических основ регуляции апомиксиса имеет важное значение для понимания его эволюционных перспектив, а также для внедрения его элементов в сельскохозяйственные растения. Несмотря на то что апомиксис уже давно рассматривается в качестве одной из ключевых платформ для создания технологий улучшения сельского хозяйства, в настоящее время не в полной мере известно как происходит генетическая и молекулярная регуляция этого важного признака. В данном обзоре представлена современная информация о биологии апомиксиса, а также об известных генах и генетических путях, влияющих на регулирование его компонентов.
DOI: 10.7868/S0016675817090041
РАСТВОРИМАЯ ЭПОКСИДГИДРОЛАЗА (sEH) КАК ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ МИШЕНЬ ДЛЯ ЛЕКАРСТВЕННОЙ ТЕРАПИИ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ
1 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090; e-mail: oredina@ngs.ru
2 Новосибирский государственный университет, кафедра физиологии, Новосибирск 630090
На крысах линии НИСАГ (ISIAH), моделирующих стресс-чувствительную форму артериальной гипертонии, проведено сравнение транскриптомов ствола мозга, гипоталамуса, надпочечника, коркового и мозгового вещества почек с целью выявления ключевых генов при развитии стресс-зависимой формы артериальной гипертензии у крыс НИСАГ. В результате проведенного анализа был выявлен ген Ephx2, кодирующий растворимую эпоксидгидролазу (sEH), уровень транскрипции которого был достоверно повышен во всех проанализированных органах. Обзор литературы и ранее полученных авторами данных позволил сделать вывод о целесообразности дальнейшего изучения гена Ephx2 и кодируемого им белка sEH в качестве потенциальной мишени для фармакологического воздействия при лечении стресс-чувствительной формы артериальной гипертонии.
DOI: 10.7868/S0016675817080069
ЛОКУСЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭКСПРЕССИЮ АНТИГЕНОВ HLA В УЧАСТКЕ 14-й ХРОМОСОМЫ, АССОЦИИРОВАННОМ С РАЗВИТИЕМ РАССЕЯННОГО СКЛЕРОЗА, И ФУНКЦИИ РАСПОЛОЖЕННЫХ В НИХ ГЕНОВ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: marina-free@mail.ru
2 Department of Medical Biochemistry and Microbiology, Uppsala University, Uppsalov, Sweden
Проанализировано распределение однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), статистически ассоциированных с развитием рассеянного склероза (PC) в геноме человека, и найдены сегменты генома, обогащенные такими полиморфизмами. Как SNP, обнаруживающие такую ассоциацию, так и сцепленные с ними однонуклеотидные полиморфизмы, находящиеся в этих сегментах, во многих случаях являются локальными или дистальными eQTL (локусами, влияющими на экспрессию) для ряда генов, экспрессирующихся в крови или нервной системе. Для списков этих генов, отдельно для крови и для нервной системы, проанализирована обогашенность конкретными функциями. Оказалось, что основной функцией генов, избыточно представленной в обоих списках, является процессинг и презентация антигена с участием МНС II. Выборка SNP, генетически сцепленных с минимум тремя SNP, обнаруженными в исследованиях GWAS-ассоциаций, содержит eQTL для всех избыточно представленных функций. Эти SNP находятся в пределах короткого локуса на 14-й хромосоме, предположительно содержащего IGHG гены. SNP из этого локуса влияют на экспрессию генов HLA-DOB, HLA-DQA1, HLA-DQA2, HLA-DQB1 как в крови, так и в нервной системе. Полученные результаты, с нашей точки зрения, позволяют делать предположения о некоторых механизмах развития PC.
DOI: 10.7868/S0016675817090053
КАРТИРОВАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ В РЕТРОТРАНСПОЗОНЕ МДГ4, ОТВЕЧАЮЩЕЙ ЗА EAST-ЗАВИСИМУЮ РЕПРЕССИЮ В МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ГЕНА yellow У Drosophila melanogaster
Институт биологии гена Российской академии наук, Москва 119334; e-mail: lsm73@mail.ru
Белок EAST является компонентом ядерного матрикса. В интерфазных клетках EAST локализуется в экстрахромосомном ядерном домене. Увеличение концентрации EAST приводит к изменению пространственной структуры хроматина. Однако ранее было неизвестно, играет ли этот белок какую-либо роль в регуляции транскрипции. Данная работа посвящена изучению механизма влияния белка EAST на транскрипцию гена yellow. Показано, что EAST-зависимая репрессия, наблюдаемая в модельной системе гена yellow, может возникать не только в присутствии последовательности ин-сулятора Su(Hw), но и в присутствии последовательности длинных концевых повторов ретротранспозона МДГ4. В составе ДКП локализована последовательность размером 92 пн, участвующая в механизме EAST-зависимой репрессии. Результаты работы позволяют предположить, что найденный мотив ДНК является местом сборки белкового комплекса, функционально взаимодействующего с белком EAST. Такой комплекс либо самостоятельно подавляет экспрессию гена yellow в щетинках, либо перемещает трансген в области ядра с высокой концентрацией факторов, репрессирующих транскрипцию.
DOI: 10.7868/S0016675817090107
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ Puccinia triticina Erikss. НА ТЕРРИТОРИИ РОССИИ
1 Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений, Санкт-Петербург 196608; e-mail: eigultyaeva @gmail.com
2 Научно-производственный центр зернового хозяйства им. А.И. Бараева, Шортанды, Казахстан 021601
3 Institute for Cereal Crops Improvement, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel 69978
Коллекция изолятов Puccinia triticina охарактеризована по полиморфизму микросателлитных локусов и оценена их дифференциация по географическому происхождению. В анализе использовано 20 уральских изолятов, 31 западносибирский, 53 центрально-европейских, 32 северо-западных, 32 волжских и 40 северокавказских (24 дагестанских, 16 краснодарских и ставропольских). Изученные изоляты были представлены 65 фенотипами вирулентности. В результате анализа полиморфизма 18 микросателлитных локусов определено 69 генотипов. Значения индексов генетических расстояний между популяциями (Fst, Rst, КВc) указывали на дифференциацию изолятов P. triticina по географическому происхождению на три группы: 1) азиатские, 2) европейские, 3) северокавказские. Северокавказские изоляты из Краснодарского и Ставропольского краев характеризовались меньшими различиями с европейскими, чем дагестанские. Проведенный анализ подтвердил предположение, выдвинутое ранее на основании анализа вирулентности, о наличии в России нескольких географических популяций гриба.
DOI: 10.7868/S0016675817070037
WhiB7 И Тар – МОДУЛЯТОРЫ ПРИРОДНОЙ ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ МИКОБАКТЕРИЙ К β-ЛАКТАМНЫМ АНТИБИОТИКАМ, МАКРОЛИДАМ И ФТОРХИНОЛОНАМ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: * shurkirill@gmail.com , ** obbekker@mail.ru
2 Московский физико-технический институт (государственный университет), Московская область, Долгопрудный 141700
Резистом Mycobacterium tuberculosis включает в себя множество генов, вовлеченных в процессы формирования природной лекарственной устойчивости. Одним из ключевых представителей резистома является ген транскрипционного фактора WhiB7, регулирующего экспрессию четырех генов, чьи продукты вовлечены в реализацию процессов лекарственной устойчивости. В данном исследовании было проанализировано влияние аллельных вариантов гена whiB7 и гена tap, входящего в регулон WhiB7, на уровень лекарственной устойчивости модельного организма М. smegmatis. Мутации, обнаруженные в генах whiB7 и tap у штаммов М. tuberculosis, принадлежащих к линиям Beijing и EAI-Manilla, позволили определить роль этих генов в обеспечении природной лекарственной устойчивости М. tuberculosis к β-лактамным, фторхинолоновым и макролидным антибиотикам и предположить значимость этих мутаций в развитии генотипов М. tuberculosis. Также в данной работе было установлено, что мутация в гене tap – insC581, ранее описанная как маркер филогенетической линии Beijing, не может быть маркерной ввиду ее отсутствия у ряда штаммов, описанных как Beijing.
DOI: 10.7868/S0016675817080082
МИКРОСАТЕЛЛИТНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ КЕТЫ ПРИМОРЬЯ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: * shitova-m@rambler.ru , ** e-mail: levazh@gmail.com
2 Тихоокеанский научно-исследовательский рыбохозяйственный центр, Владивосток 690091
3 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва 107140
4 Институт биологии моря им. А. В. Жирмунского Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690059
В работе были исследованы 12 выборок кеты из рек южной и центральной частей Приморья. Было проанализировано 10 микросателлитных локусов. Все изученные локальности кеты Приморья формируют три основные генетически различающиеся группы – 1) кластер южного Приморья "Нарва–Барабашевка–Рязановка", 2) р. Киевка, 3) р. Аввакумовка. Выявленная гетерогенность кеты показывает четкую структуру популяций в соответствии с географическим расположением выборок. В работе даны рекомендации – для целей искусственного воспроизводства кеты желательно производить закладку икры с учетом описанной популяционной структуры кеты Приморья.
DOI: 10.7868/S0016675817090120
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКЕРОВ ГЕТЕРОХРОМАТИНА В ХРОМОСОМАХ ТИПА ЛАМПОВЫХ ЩЕТОК У ПТИЦ
Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра цитологии и гистологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: alla.krasikova@gmail.com
Не затрагивающие первичную структуру ДНК изменения функциональной активности гена могут наследоваться клеткой и в совокупности представляют эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генома. Эпигенетические модификации генома включают метилирование ДНК, модификации гистонов и связывание белков и некодирующих РНК. Распределение маркеров гетерохрома-тина, таких как метилированный цитозин, белок гетерохроматина НР1 и модификаций гистонов НЗ, Н4 и Н2А, было проанализировано на примере хромосом типа ламповых щеток, характерных для растущих ооцитов птиц. На хромосомах типа ламповых щеток домашней курицы (Gallus gallus domesticus), японского перепела (Coturnix japonica) и зяблика (Fringilla coelebs) метилированный цитозин был выявлен преимущественно в хромомерах, а также в непротяженных участках осей латеральных петель. Наибольшее накопление метилированного цитозина демонстрировали хромосома W и плотные хромомеры макро- и микрохромосом. Распределение белка HP1β в хромосомах-ламповых щетках в целом соответствовало распределению в них метилированного цитозина. Хромомеры хромосомы W, центромерные и терминальные хромомеры макро- и микрохромосом накапливали наибольшие количества белка НР1β по сравнению с остальными хромомерами. Характер распределения модификаций гистонов Н3К9 me3 и H3К27 me3, а также фосфорилированных гистонов Н4 и Н2А был различен. Фосфорилированные гистоны Н4 и Н2А были распределены пропорционально окрашиванию ДНК-специфичными красителями и накапливались во всех хромомерах, в то время как триметилированный гистон Н3К9 был обогащен в районах конститутивного гетерохроматина. Мы предполагаем, что в компактизации и транскрипционной инактивации хроматина в хромомерах хромосом типа ламповых щеток принимает участие белок гетерохроматина НР1β.
DOI: 10.7868/S0016675817090077
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИЙ И КАРИОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ДВУРОГИХ БЫЧКОВ ГРУППЫ Enophrys diceraus (Cottidae)
1 Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского, Национальный научный центр морской биологии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток 690041; e-mail: irruz@yandex.ru
2 Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук, Магадан 685000
Проведены молекулярно-генетические и кариологические исследования двурогого бычка Enophrys diceraus из Японского и Охотского морей. Впервые изучен кариотип этого вида. На основании кариологического анализа установлено, что Е. diceraus из Японского и Охотского морей полиморфен по числу хромосом и их морфологии (2n = 36, 35 и 37, NF = 40). Предполагается, что 35-хромосом ный кариотип мог образоваться в результате робертсоновской транслокации, 37-хромосомный кариотип – вследствие скрещивания особей с разным числом хромосом. На основании молекулярно-генетического анализа митохондриальных генов СОI и 16S рРНК установлены существенные различия Е. diceraus из Японского и Охотского морей, соответствующие уровню межвидовой генетической изменчивости. Сделан вывод о принадлежности Е. diceraus из Японского моря к другому виду, вероятнее всего к Е. namiyei.
DOI: 10.7868/S0016675817090119
АССОЦИАЦИИ КОМБИНАЦИЙ АЛЛЕЛЕЙ В ГЕНЕ РЕЦЕПТОРА 2 РОСТА ФИБРОБЛАСТОВ С РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ СРЕДИ РАЗНЫХ ЭТНИЧЕСКИХ ГРУПП
1 Институт молекулярной биологии и биохимии им. М.А. Айтхожина, Алматы 050012, Казахстан; e-mail: nag_aitkhozhina@yahoo.com
2 Институт общей генетики имени Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991
3 Johns Hopkins School of Medicine, Baltimore, Maryland 21205, USA
4 Институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва 117545
Методом "случай–контроль" проведен поиск ассоциаций аллельных вариантов в локусах rs2981582, rs2420946, rs17102287, rs1219648, rs2981578 и rs17542768 гена рецептора 2 роста фибробластов (FGFR2) среди основных этнических групп Казахстана. Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК, полученной от 495 женщин больных раком молочной железы (РМЖ) казахской и 195 русской национальностей, не выявил статистически достоверных различий при сравнении с контрольной группой (190 – казашки, 170 – русские). С использованием алгоритма APSampler проведена оценка ассоциаций комбинаций аллелей и генотипов (паттернов) исследуемых участков с РМЖ. Ассоциации рискового типа (OR > 1.4; pкритерий Фишера < 0.05; pпермутаций < 0.05) в казахской группе выявлены для двух паттернов, включающих аллель С в сайте rs2420946, в то время как аллель Т присутствует в четырех паттернах, носящих протективный характер (OR < 0.70). В русской группе значимой ассоциации исследованных полиморфизмов с риском развития РМЖ не выявлено.
DOI: 10.7868/S0016675817090028
ПОЛНОГЕНОМНОЕ СЕКВЕНИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ МУТАЦИЙ ШТАММА Streptomyces fradiae ATCC19609-Olg4R, УСТОЙЧИВОГО К (33S)-33-ДЕЗОКСИ-33-ТИОЦИАНАТООЛИГОМИЦИНУ А
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: * obbekker@mail.ru , ** vatlin_alexey123@mail.ru
2 Научно-исследовательский институт по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе, Москва 119021
Приводятся данные полногеномного секвенирования штамма Streptomyces fradiae ATCC19609-Olg4R, устойчивого к (33S)-33-дезокси-33-тиоцианатоолигомицину А. Сравнительный анализ геномов штамма дикого типа S. fradiae ATCC19609 и штамма S. fradiae ATCC19609-Olg4R показал наличие единичной нуклеотидной замены, приведшей к замене аминокислоты А(600)Т в консервативном регионе P-loop NTPase гена хеликазы IV класса, что, вероятно, способствовало устойчивости штамма S. fradiae ATCC19609-Olg4R к (33S)-33-дезокси-33-тиоцианатоолигомицину А.
DOI: 10.7868/S001667581709003X
ЧАСТОТА НЕАКТИВНОГО ВАРИАНТА САХАРАЗЫ-ИЗОМАЛЬТАЗЫ У КОРЕННОГО НАСЕЛЕНИЯ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ
Институт биологических проблем Севера Дальневосточного отделения Российской академии наук, Магадан 685000; email: malyarchuk@ibpn.ru
Проведен скрининг распространенной у эскимосов Канады и Гренландии динуклеотидной делеции AG в локусе rs781470490 гена сахаразы-изомальтазы (гена SI) у коренного населения Северо-Восточной Азии (у чукчей, коряков, эвенов и эвенков). Делеция выявлена с частотой 14.3% (95%-ный доверительный интервал (ДИ): 4.7–33.6%) у чукчей, 7.3% (95% ДИ: 3.4–14.3%) у коряков и З.5% (95% ДИ: 1.3–8.5%) у эвенов. Поскольку делеция влокусе rs781470490 приводит к преждевременной терминации синтеза сахаразы-изомальтазы и соответственно к появлению неактивной формы фермента, то предполагается, что ее широкая распространенность в популяциях Крайнего Севера Америки и Азии связана с адаптацией к "арктической" диете, дефицитной в отношении сахарозы.
DOI: 10.7868/S0016675817090090