ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ И ИХ РОЛЬ В РАЗВИТИИ РАСТЕНИЙ

М.А. Лебедева*, В.Е. Творогова, О.Н. Тиходеев

Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: mary_osipova@mail.ru

 

Рассмотрены молекулярные механизмы метилирования ДНК и модификации гистонов у растений. Обсуждается роль этих эпигенетических процессов в развитии растений.

DOI: 10.7868/S0016675817090089

 

 

ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЙ САЙЛЕНСИНГ СТРУКТУРНЫХ ВАРИАЦИЙ ГЕНОМА

Н.А. Скрябин^1,2,*, С.А. Васильев^1,2, И.Н. Лебедев^1,2

¹ Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск 634050; e-mail: nikolay.skryabin@medgenetics.ru
² Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск 634050

 

В геноме человека известно огромное количество вариаций числа копий повторов ДНК (copy number variations, CNVs), большинство из которых фенотипически нейтральны. Тем не менее роль CNVs в патогенезе наследственных заболеваний значительна, что особенно актуально для нервно-психических заболеваний, таких как умственная отсталость и аутизм. При анализе CNV-ассоциированных заболеваний дискуссионным вопросом остается выделение патогенетически значимых CNVs среди широко распространенных полиморфных вариантов и прогноз риска проявления заболевания у других детей в семье, при этом механизмы фенотипического проявления CNVs и их неполной пенетрантности остаются во многом неясными. В настоящее время неполная пенетрантность CNVs объясняется в основном только с точки зрения аллельных взаимодействий различных генетических вариаций. При этом эпигенетические механизмы регуляции экспрессии генов в контексте структурных вариаций генома остаются практически неизученными. Возможно, что именно эпигенетические модификации участков генома с CNVs могут лежать в основе понимания возможностей фенотипического проявления структурных вариаций генома у человека.

DOI: 10.7868/S0016675817100101

 

 

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РНК В КЛЕТКЕ

А.Н. Ибрагимов¹, Е.Н. Козлов¹, А.С. Курбидаева¹, С.С. Рябичко¹, Ю.В. Шидловский^1,2,*

¹ Институт биологии гена Российской академии наук, Москва 119334; e-mail: yul.biogen@gmail.com
² Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, кафедра биологии и общей генетики, Москва 119048

 

Изучение функционирования РНК в живой клетке основано на методах мечения и детекции этих молекул. В последние годы достигнут существенный прогресс в этой области, позволяющий детектировать РНК в количестве до одной молекулы с высокой специфичностью и наблюдать динамику распределения РНК в пространстве живой клетки. В обзоре представлены последние достижения в области гибридизации in situ, использования аптамеров и РНК-связывающих белков. Подробно рассмотрены перспективы применения системы CRISPR-Cas для визуализации РНК.

DOI: 10.7868/S0016675817100046

 

 

СОВРЕМЕННЫЕ ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ПОИСКУ ВАРИАНТОВ НУКЛЕОТИДНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ, АССОЦИИРОВАННЫХ С КОМПЛЕКСНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

А.И. Рытова^1,2, Э.Ю. Хлебус^1,3,*, А.Е. Шевцов², В.А. Куценко², Н.В. Щербакова¹, А.А. Жарикова¹, А.И. Ершова¹, А.В. Киселева¹, С.А. Бойцов¹, Е.Б. Яровая^1,2, А.Н. Мешков^1,4

¹ Государственный научно-исследовательский центр профилактической медицины, Москва 101990; e-mail: elkhlebus@gmail.com
² Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра теории вероятностей, Москва 119991
³ Московский физико-технический институт (государственный университет), Долгопрудный Московской области 141701
⁴ Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова, кафедра молекулярной и клеточной генетики, Москва 117997

 

Комплексные заболевания представляют собой важную проблему современной медицины. Данные заболевания возникают под влиянием специфических средовых и клинико-демографических факторов — так называемых факторов риска, в сочетании с факторами наследственности. При этом вклад наследственности в развитие комплексных заболеваний в среднем составляет 50%. Причиной комплексных заболеваний могут быть некоторые варианты нуклеотидной последовательности. Помимо частых вариантов однонуклеотидного полиморфизма (single nucleotide polymorphism, SNP) определенную роль в развитии комплексных заболеваний могут играть и редкие варианты. В обзоре представлены современные вероятностно-статистические подходы к поиску генных вариантов и их комбинаций, ассоциированных с комплексными заболеваниями, с акцентом на методы поиска редких и уникальных вариантов, проведен их сравнительный анализ, а также сформулирован ряд проблем, требующих разрешения.

DOI: 10.7868/S0016675817100083

 

 

ПОВРЕЖДЕНИЕ ДНК В КЛЕТКАХ КОСТНОГО МОЗГА САМЦОВ МЫШЕЙ IN VIVO ПОСЛЕ ФЕРОМОНАЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕТОДОМ ДНК-КОМЕТ

Е.В. Даев*, М.В. Петрова, Л.С. Онопа, В.А. Шубина, Т.С. Глинин

Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и селекции, Санкт-Петербург 199034; e-mail: mouse_gene@mail.ru

 

Методом гель-электрофореза единичных клеток показано, что 4- и 24-часовое воздействие феромоном 2,5-диметилпиразином на самцов мышей линии СВА повышает уровень поврежденности ДНК в интерфазных ядрах клеток костного мозга. Выявлено также повышение частоты митотических нарушений в клетках костного мозга после 24-часовой ингаляции 2,5-диметилпиразина. Полученные результаты отражают процесс образования хромосомных аберраций и других митотических нарушений, выявляемых на стадии ана-телофазы, частота которых в делящихся клетках костного мозга мышей повышается после аналогичного феромонального воздействия на самцов-реципиентов. Предлагается подход к анализу данных кометного электрофореза путем сравнения распределений получаемых данных. Обсуждается значимость выявленных эффектов для работы иммунной системы реципиентного организма.

DOI: 10.7868/S0016675817100022

 

 

ОБНАРУЖЕНИЕ АГРОБАКТЕРИАЛЬНОГО ГЕНА БИОСИНТЕЗА ЦИТОКИНИНОВ ipt У ФОТОТРОФНЫХ НЕСЕРНЫХ ПУРПУРНЫХ БАКТЕРИЙ Rhodobacter sphaeroides и Rhodopseudomonas palustris

О.П. Сердюк^1,*, Г.Н. Ширшикова¹, Л.Д. Смолыгина¹, А.М. Бутанаев¹, В.Д. Креславский¹, Н.В. Ярцева², Е.М. Чекунова^2,**

¹ Институт фундаментальных проблем биологии Российской академии наук, Пущино Московской области 142290; е-mail: serdyuko@rambler.ru
² Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург 199034; e-mail: elena_chekunova@mail.ru

 

Фототрофные несерные пурпурные бактерии (ФНПБ) являются филогенетически близкими родственниками агробактерий, осуществляющих биосинтез цитокининов. Однако до настоящего времени в базах данных секвенированных геномов ФНПБ не было сведений о наличии у них генов биосинтеза цитокининов ipt. У ipt-трансформантов Rhodobacter sphaeroides и Rhodopseudomonas palustris ранее мы наблюдали существенные морфологические и физиологические изменения по сравнению с исходными штаммами. Чтобы связать наблюдаемые в трансформантах изменения с функционированием гена ipt, в настоящей работе был исследован уровень экспрессии гена ipt у полученных трансформантов Rba. sphaeroides и Rps. palustris и исходных штаммов этих бактерий, взятых в качестве контролей. Транскрипты гена ipt были обнаружены не только в трансформантах, но и в исходных штаммах бактерий. Уровень экспрессии гена ipt у исходных штаммов был на несколько порядков ниже, чем у трансформантов. Секвенирование нуклеотидных последовательностей кодирующей области гена ipt, полученных с матриц плазмидных ДНК исходных штаммов ФНПБ, показало их полную идентичность между собой и отличие по четырем позициям от гена ipt из плазмид TiBo Agrobacterium tumefaciens. Сравнение in silico ipt из других типов агробактериальных плазмид и из плазмид ФНПБ показало более низкий уровень их идентичности. Таким образом, впервые показано присутствие собственного активного гена биосинтеза цитокининов у ФНПБ Rba. sphaeroides и Rps. palustris, гомологичного гену ipt из агробактериальных плазмид TiBo.

DOI: 10.7868/S0016675817100095

 

 

ХАРАКТЕРИСТИКА ОРЛОВСКОЙ ПОРОДЫ КУР СИТЦЕВОЙ РАЗНОВИДНОСТИ ПО ПОЛИМОРФИЗМУ ЛОКУСОВ, АССОЦИИРОВАННЫХ С ВИРУСНЫМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ

 Г.Е. Сулимова ¹, Н.Ю. Оюн^1,2,*, А.А. Севастьянова³, А.В. Александров³, А.Б. Вахрамеев⁴, А.Ю. Кузеванова¹, А.А. Алимов^1,**

¹ Институт общей генетики им. П.И. Вавилова Российской академии наук, Москва 119991; e-mail: * nad_oyun@mail.ru, ** andrei.alimov2010@yandex.ru
² Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра энтомологии, Москва 119991
³ Федеральный научный центр "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства" Российской академии наук, Сергиев Посад Московской области 141300
⁴ Всероссийский научно-исследовательский институт генетики и разведения сельскохозяйственных животных, Пушкин–Санкт-Петербург 196601

 

Впервые российские популяции исчезающей орловской породы кур ситцевой разновидности охарактеризованы по полиморфизму локусов, ассоциированных с широко распространенными вирусными заболеваниями, вызываемыми вирусами болезни Марека, лейкоза птиц и птичьего гриппа. Образцы для анализа собраны в хозяйствах Федерального научного центра "Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства" Российской академии наук (ФНЦ ВНИТИП РАН), Всероссийского научно-исследовательского института генетики и разведения сельскохозяйственных животных (ФГБНУ ВНИИГРЖ) и Московского зоопарка. Исследованные популяции различаются по частотам и спектру аллелей и генотипов локуса LE10258. Наибольший уровень полиморфизма по микросателлитному локусу LEI0258 и аллельным вариантам гена Mx1 отмечен для популяции из ВНИИГРЖ. Анализ полиморфизма генов Mx1 (ген интерферон-индуцируе мой гуанозинтрифосфатазы) и TVB (гены клеточных рецепторов) показал, что исследованные популяции орловских ситцевых кур не содержат Mx1 и TVB генотипов, ассоциированных с устойчивостью к вирусам птичьего гриппа (SNP в экзоне 13 гена Mx1) и лейкоза птиц (полиморфные варианты гена TVB). Наиболее однородная популяция по всем изучаемым локусам – популяция из ВНИТИП. Эти данные хорошо согласуются с ранее полученными нами результатами по анализу полиморфизма мтДНК в тех же выборках. На основании совместного анализа полиморфизма ядерных и митохондриальных маркеров показано, что наиболее представительная в России популяция (около 700 особей) орловских ситцевых кур из ВНИТИП в процессе ее длительного разведения осталась практически неизменной по исследованным молекулярным маркерам и является носителем ценного аллеля 357 микросателлитного локуса LEI0258, ассоциированного с устойчивостью к болезни Марека. Частота генотипа 357/357 составила в этой популяции 48%. Полученные нами данные о генетическом полиморфизме локусов, ассоциированных с устойчивостью к вирусным заболеваниям в этой породе кур, свидетельствуют о необходимости принятия мер по сохранению и увеличению численности локальных групп орловских кур ситцевой разновидности с целью дальнейшего ее сохранения.

DOI: 10.7868/S0016675817100113

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА НЕРКИ АЗИАТСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ТИХОГО ОКЕАНА

А.М. Хрусталева^1,*, Н.В. Кловач¹, Дж.Е. Сиб²

¹ Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва 107140; e-mail: mailfed@mail.ru
² School of Aquatic & Fishery Sciences, University of Washington, Seattle, WA, 355020 USA

 

Проанализированы данные по изменчивости шести микросателлитных локусов и 45 локусов одно-нуклеотидного полиморфизма (SNP) в 17 выборках из 10 крупнейших водоемов воспроизводства нерки на азиатском побережье Тихого океана. По результатам анализа вариабельности SNP-локусов нерки на рассматриваемой части ареала выявлены пять групп популяций, среди которых локальные стада рек Палана, Охота и Камчатка, а также группы популяций Юго-Западной Камчатки и Северо-Восточной Камчатки и Чукотки. Несколько иная картина подразделенности исследованных выборок была получена по оценкам изменчивости шести микросателлитных локусов ДНК: выделены региональные комплексы восточного и западного побережий Камчатки, при этом нерка р. Палана попадает в кластер западно-камчатских популяций, в то время как приуроченные к субпериферии ареала популяции р. Охота и Мейныпильгынской озерно-речной системы (Чукотка) в наибольшей степени дифференцированы от остальных. Обсуждаются возможные причины выявленных расхождений и высокой дивергенции паланской и охотской нерки, обнаруженной по данным анализа SNP-маркеров.

DOI: 10.7868/S0016675817100058

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РОДСТВО ЧУКОТСКОГО ГОЛЬЦА Salvelinus andriashevi С ГОЛЬЦОМ ТАРАНЦА Salvelinus taranetzi

А.Г. Олейник^1,*, Л.А. Скурихина¹, А.Д. Кухлевский^1,2, Е.И. Бондарь^1,2

¹ Национальный научный центр морской биологии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского, Владивосток 690041; e-mail: alla_oleinik@mail.ru
² Дальневосточный федеральный университет, кафедра клеточной биологии и генетики, Владивосток 690600

 

На основе анализа нуклеотидных последовательностей контролирующего региона (CR), генов ци-тохрома b (Cytb) и цитохромоксидазы-1 (CoI) митохондриальной ДНК (мтДНК) оценены родственные связи эндемичного вида Salvelinus andriashevi Berg, 1948, представленного единственной популяцией из оз. Эстихед (Чукотка). Результаты генеалогического анализа гаплотипов мтДНК подтверждают филогенетическую близость S. andriashevi и S. taranetzi, а также свидетельствуют, что экземпляры чукотского гольца наряду с Salvelinus sp. 4 (оз. Начикинское), S. krogiusae (оз. Дальнее), S. boganidae и S. elgyticus (оз. Эльгыгытгын), S. a. erythrinus с арктического побережья Канады (NWT) относятся к арктической группе гольца Таранца. Обсуждается проблема соответствия таксономической дифференциации гольцов рода Salvelinus по результатам морфологического и генетического анализов.

DOI: 10.7868/S0016675817100071

 

 

МУТАЦИИ В ГЕНАХ RAS/BRAF В ОПУХОЛЯХ ПРЯМОЙ КИШКИ: ОТ АДЕНОМЫ К АДЕНОКАРЦИНОМЕ

Ю.А. Шелыгин, О.А. Майновская, Е.Г. Рыбаков, В.П. Шубин, С.В. Чернышев, С.А. Фролов, В.Н. Кашников, Н.И. Поспехова*

Государственный научный центр колопроктологии им. А.Н. Рыжих, Москва 123423; e-mail: npospekhova@mail.ru

 

Исследовали частоту и спектр мутаций в генах RAS и BRAF в аденомах, карциномах in situ и аденокарциномах прямой кишки. Показано, что частота KRAS-мутаций уменьшается в последовательности аденома–аденокарцинома, значительная часть аденом и карцином in situ гетерогенны и состоят из нескольких субклонов. Обсуждаются возможные модели патогенеза колоректального рака.

DOI: 10.7868/S0016675817080070

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАЛКАРЦЕВ И КАРАЧАЕВЦЕВ ПО ДАННЫМ ОБ ИЗМЕНЧИВОСТИ Y-XPOMOCOMЫ

М.А. Джаубермезов^1,*, Н.В. Екомасова^1,**, С.С. Литвинов^2,3, Р.И. Хусаинова^1,2, В.Л. Ахметова², Н.В. Балинова⁴, Э.К. Хуснутдинова^1,2

¹ Башкирский государственный университет, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа 450074; e-mail: * murat-kbr@mail.ru, ** trofimova_nata_@mail.ru
² Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа 450054
³ Эстонский биоцентр, Тарту 51010, Эстония
⁴ Медико-генетический научный центр, Москва 115478

 

Проведен анализ генетического разнообразия в двух этнических группах центральной части Северо-Кавказского региона (балкарцев и карачаевцев) с использованием 50 диаллельных локусов нерекомбинирующей области Y-хромосомы. Впервые был проведен анализ распределения частот гаплогрупп Y-хромосомы балкарцев с учетом их принадлежности к разным субэтническим группам (баксанцы, чегемцы, холамцы, безенгиевцы, малкарцы). Мажорными гаплогруппами Y-хромосомы в изученных этнических группах карачаевцев и балкарцев являются G2a-P16 и Rla-Z2123. Также для лучшего понимания генетических взаимоотношений изученных популяций и других популяций Кавказа по мужской линии нами был проведен анализ субгаплогрупп R1а- М198 в 22 популяциях этого региона. По результатам анализа главных компонент показано, что наиболее сильно от других субгрупп внутри балкарского этноса отличаются холамцы. По результатам анализа F_st наибольшую удаленность от других субпопуляций балкарцев и популяций карачаевцев показали чегемцы, у которых выявлено преобладание гаплогруппы Rlb-M478 (32.2%).

DOI: 10.7868/S0016675817100034

 

 

ГИПОМОРФНАЯ МУТАЦИЯ ГЕНА dilp6 ПОВЫШАЕТ ЭКСПРЕССИЮ DILP3 В ИНСУЛИНПРОДУЦИРУЮЩИХ КЛЕТКАХ Drosophila melanogaster

О.В. Андреенкова, И.Ю. Раушенбах, Н.Е. Грунтенко*

Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск 630090; e-mail: nataly@bionel.nsc.ru

 

Исследовано влияние сильной гипоморфной мутации гена инсулиноподобного белка DILP6 (dilp6), синтезируемого в жировом теле, на интенсивность экспрессии инсулиноподобного белка DILP3, синтезируемого в медиальных нейросекреторных клетках мозга (МНСК) D. melanogaster. Интенсивность экспрессии DILP3 в МНСК личинок оценивали иммуногистохимически, используя антитела против DILP3 и конфокальную микроскопию. Впервые показано, что у мутантов dilp641 резко повышена экспрессия DILP3. Полученные данные свидетельствуют о существовании негативной обратной связи, координирующей экспрессию инсулиноподобных белков, синтезируемых в МНСК и периферических тканях дрозофилы.

DOI: 10.7868/S0016675817080021