Аннотации статей. Том 56, 2020 г., № 1
МикроРНК, АССОЦИИРОВАННЫЕ С ПРЕЭКЛАМПСИЕЙ
1 Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта, Санкт-Петербург, 199034 Россия; e-mail: vi_lena@list.ru
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия
МикроРНК – класс малых некодирующих РНК, играющих важную роль в регуляции трансляции и деградации мРНК. Имеется много работ, свидетельствующих о важной роли микроРНК в патогенезе преэклампсии (ПЭ) – тяжелого и распространенного осложнения беременности. Проведен обзор исследований, касающихся поиска микроРНК, ассоциированных с ПЭ. Обсуждаются возможности использования микроРНК для ранней диагностики и профилактики ПЭ. Кратко рассмотрены гены-мишени микроРНК и наиболее перспективные предикторы ПЭ.
DOI: 10.1134/S0016675819080162
ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРЫ микроРНК ЖИВОТНЫХ НА ИХ БИОГЕНЕЗ
1 Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, кафедра информатики ВКИ, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: pavel.vorozheykin @gmail.com
2 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
МикроРНК — это малые некодирующие РНК, которые участвуют в посттранскрипционном регулировании экспрессии большинства генов в разных организмах. Рассматриваются современные достижения в понимании роли первичной и вторичной структур микроРНК-предшественников животных для разных путей биогенеза и на разных стадиях созревания микроРНК. Описываются эффекты генетической изменчивости и вариаций границ микроРНК, которые представляют собой часть эпитранскриптомики, а также ошибки аннотации.
DOI: 10.1134/S0016675820010130
НЕКАНОНИЧЕСКИЕ ФУНКЦИИ РИБОСОМНОГО ПОВТОРА ЧЕЛОВЕКА
1 Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова, Москва, 115478 Россия; e-mail: * satelit32006@yandex.ru, ** svet.kostyuk@gmail.com
2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, 119991 Россия
Рибосомные гены кодируют рибосомную РНК (рРНК), которая является составной частью рибосом. Основная функция рибосомных генов в клетке – это синтез рРНК. Однако рибосомные гены могут выполнять и другие функции в организме. Было обнаружено, что ДНК рибосомных генов (рДНК) является активной биомолекулой, которую можно отнести к семейству DAMPs (danger-associated molecular pattern molecules). Три необычные характеристики рДНК придают ей свойства DAMPs-молекулы: 1) большое содержание неметилированных мотивов CpG – лигандов ДНК-сенсоров TLR9; 2) низкий окислительный потенциал и 3) устойчивость к фрагментации при накоплении однонитевых разрывов в цепях рДНК. Благодаря этим свойствам фрагменты рДНК накапливаются в составе циркулирующей внеклеточной ДНК и стимулируют TLR9–MyD88–NF-kB-сигнальный путь в различных клетках организма. Окисленная рДНК проникает внутрь клеток, где может стимулировать другие ДНК-сенсоры (AIM2, RIG1, STING). Внеклеточная окисленная рДНК достигает структур ядрышка и влияет на уровень рРНК в клетке. Организм защищается от избытка внеклеточной рДНК путем выработки антител к рДНК, которые образуют гораздо более прочные комплексы с рДНК, чем обычные антитела к двуспиральной ДНК. Внеклеточную рДНК целесообразно изучать дальше как потенциальную мишень при терапии аутоиммунных, онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний.
DOI: 10.1134/S001667582001004X
РОЛЬ САТЕЛЛИТНОЙ ДНК В ВОЗНИКНОВЕНИИ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕСТРОЕК В КАРИОТИПЕ ЧЕЛОВЕКА
1 Национальный медицинский исследовательский центр им. В.А. Алмазова, Санкт-Петербург, 197341 Россия; e-mail: il_trofimova@Ust.ru
2 Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, Санкт-Петербург, 194044 Россия
3 Акционерное общество “Международный центр репродуктивной медицины ”, Санкт-Петербург, 197350 Росси
4 Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург, 191186 Росси
Сателлитная ДНК, мономеры которой образуют тандемно-повторяющиеся длинные массивы от сотен или тысяч копий до нескольких миллионов пар нуклеотидов, составляет не менее 10% в геноме человека. Использование новых методов секвенирования и биоинформатического анализа данных открывает дорогу для исследований организации и функционирования сателлитной ДНК человека и способствует пересмотру бытовавшего долгое время представления о “мусорном” характере этой части генома. Одной из важных особенностей сателлитной ДНК является участие в возникновении структурных перестроек в кариотипе человека. В обзоре рассматриваются механизмы участия сателлитной ДНК в образовании структурных перестроек, а также характер транскрипции тандемных повторов при структурных перестройках в кариотипе нормальных и опухолевых клеток.
DOI: 10.1134/S0016675819080150
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ И МОРФОЛОГОАНАТОМИЧЕСКОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ МОЖЖЕВЕЛЬНИКА ОБЫКНОВЕННОГО (Juniperus communis L.)
1 Федеральный исследовательский центр Сибирского отделения Российской академии наук, Институт леса им. В.Н. Сукачева, Красноярск, 660049 Россия; e-mail: knyazevas@mail.ru
2 Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, 620144 Россия; e-mail: hantemirova@mail.ru
Генетическими и анатомо-морфологическими методами проведено комплексное изучение биологического разнообразия 27 природных популяций Juniperus communis L. на основном ареале. Подтвержден таксономический статус кавказской разновидности J. communis var. оblonga. В свою очередь, популяции этой разновидности на Северном Кавказе разделились по хлоропластным маркерам на две части – западную и восточную. Североамериканский J. communis var. depressa и дальневосточный J. rnmmunis var. saxatilis не отличаются по морфолого-анатомическим и ядерным маркерам, но различаются по хлоропластным, и, вероятно, являются родственными генетическими линиями, которые в сходных экологических условиях приобрели внешнее конвергентное сходство. Отличить их можно только генетическими методами. J. rnmmunis var. rnmmunis и J. rnmmunis var. saxatilis, растущие в Европе и Азии, не дифференцируются генетически, но имеют статистически значимые отличия по ряду морфологических и анатомических параметров хвои и преобладающей жизненной форме. Поэтому кажется вероятным, что данные разновидности можжевельника являются экотипами, которые приобрели отличия в морфологии и анатомии, произрастая в разных экологических условиях.
DOI: 10.1134/S0016675820010075
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ПОПУЛЯЦИЙ ВОЛКА Canis lupus L. СИБИРИ ПО МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: * maiiatalala@gmail.com, ** dmitri_p@inbox.ru
2 Контрольный информационно-аналитический центр охотничьих животных и среды их обитания, Москва, 107140 Россия
3 Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск, 677980 Россия
4 Институт естественных наук Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, Якутск, 677000 Россия
5 Якутская государственная сельскохозяйственная академия, Якутск, 677007 Россия
Исследованы образцы 270 особей волка Canis lupus L. из различных регионов Сибири (Алтайский край, Республика Алтай, Республика Тыва, Красноярский край, Республика Бурятия, Забайкальский край, Якутия) с помощью семи микросателлитных локусов. Обнаружен высокий уровень ожидаемой гетерозиготности (HE = 0.676), при этом статистически значимых различий показателей внутрипопуляционного аллельного и генного разнообразия между выборками не выявлено. Низкие попарные значения FST (0.012–0.084, в среднем 0.036) свидетельствуют о том, что популяции волка Сибири связывает активный поток генов. Многомерный анализ по матрице генетических дистанций (PCoA) показал группировку выборок в соответствии с их географическим происхождением (Западная, Средняя и Восточная Сибирь). Кластеризация многолокусных гаплотипов в программе STRUCTURE v. 2.3.4 также выявила наличие пространственной подразделенности – изменение вклада различных генетических кластеров (К = 4) в генофонд изученных выборок волка как с запада на восток, так и с юга на север. Обсуждается в свете полученных генетических данных вопрос о выделении и распространении подвидов волка.
DOI: 10.1134/S0016675820010129
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ МАЛЬМЫ (Salvelinus malma), КУНДЖИ (S. leucomaenis) И МЕЖВИДОВЫХ ГИБРИДОВ ИЗ РЕКИ УТХОЛОК (СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ КАМЧАТКА)
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, кафедра ихтиологии, Москва, 119234 Россия;e-mail: MG_office@mail.ru
2 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, 119071 Россия
3 Всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва, 107140 Россия
Исследована изменчивость мальмы, кунджи и их межвидовых гибридов по девяти микросателлитным локусам ядерной ДНК и гену CO1 митохондриальной ДНК. Показана значительная генетическая дивергенция между двумя видами гольцов по всей совокупности микросателлитных локусов (FST = 0.529; р < 0.001). Мальма характеризуется значительно ббльшей генетической изменчивостью по сравнению с кунджей по показателям средней ожидаемой гетерозиготности (HE) и аллельного разнообразия (4R). Гибридные особи имеют промежуточные значения HE и по сравнению с родительскими видами. Исследование полиморфизма гена CO1 выявило три гаплотипа. У всех фенотипических особей кунджи и у гибридов обнаружен один гаплотип, специфичный для кунджи. У рыб, определенных по фенотипическим признакам как мальма, выявлены два гаплотипа, относящихся к мальме. Таким образом, гибридные особи произошли от скрещивания самцов мальмы и самок кунджи. Особи, у которых выявлены гибридные генотипы, за исключением одной, являются гибридами первого поколения (F1). Один голец, возможно, потомок скрещивания гибрида с одним из родительских видов либо гибрид второго поколения F2, что свидетельствует о том, что гибридизация между изученными видами является интрогрессивной.
DOI: 10.1134/S0016675819090066
РОЛЬ МЕЖГЕННЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ ГЕНОВ НЕЙРОТРОФИЧЕСКОЙ И НЕЙРОМЕДИАТОРНОЙ СИСТЕМЫ В РАЗВИТИИ ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТИ К ПАРАНОИДНОЙ ШИЗОФРЕНИИ
1 Институт биохимии и генетики Уфимского научного центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: annagareeva@yandex.ru
2 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, 450008 Россия
Цель данного исследования – анализ ген-генных взаимодействий 70 полиморфных вариантов 15 генов системы нейротрофинов и нейрексинов (BDNF, NTRK2, NTRK3, NGF, NXPH1, NRXN1) девяти генов нейротрасмиттерной системы (DRD2, DRD3, DRD4, COMT, GRM3, GRIK2, GRIA2, GRIN2B, RGS2) в детерминации риска развития параноидной шизофрении в этнических группах русских и татар.
DOI: 10.1134/S0016675820010051
ВЗАИМОСВЯЗЬ СТРЕСС-ОБУСЛОВЛЕННОГО КОГНИТИВНОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ С ВАРИАНТАМИ ГЕНОВ РЕГУЛЯЦИИ СИНАПТИЧЕСКОЙ ПЛАСТИЧНОСТИ
1 Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: kazantsa@mail.ru
2 Башкирский государственный университет, кафедра биологии, кафедра общей психологии, Уфа, 450074 Россия
3 Психологический институт Российской академии образования, Москва, 125009 Россия
4 Московский государственный университет им. M.В. Ломоносова, Москва, 119991 Россия
Наличие трудностей при выполнении математических операций, связанных с высокой стрессовой неустойчивостью (так называемая математическая тревожность, МТ), представляет важную проблему для достижения индивидуальной успешности. К настоящему времени молекулярно-генетических работ в отношении МТ проведено не было. Согласно “гипотезе универсальных генов”, гены, вовлеченные в модуляцию когнитивных функций и стрессового компонента посредством регуляции глутаматергического функционирования и синаптической пластичности, включая SNAP25, ARC и GRIK1, могут представлять интерес для выявления генетической природы формирования МТ. Учитывая важность учета стрессовых средовых факторов, дана оценка как основного эффекта полиморфных вариантов генов SNAP25 (rs1051312, rs363050), ARC (rs2234911) и GRIK1 (rs2832407), так и ген-средовых взаимодействий в формировании межиндивидуальных различий в уровне МТ у 523 индивидов без когнитивных нарушений с учетом половых и этнических различий. Была обнаружена ассоциация аллеля SNAP25 rs363050*G с более высоким уровнем МТ у индивидов татарской этнической принадлежности (P = 0.014, PFDR = 0.041, r2 = 0.044). В результате множественного регрессионного анализа выявлена модель ген-средового взаимодействия: ARC (rs2234911)* “порядок рождения”, детерминирующая вариации уровня МТ (PST = 0.17, r2 = 0.017, Р = 0.049). Полученные данные указывают на то, что гены SNAP25 и ARC могут как принимать участие в формировании степени математической тревожности на когнитивном уровне, так и регулировать ответ организма на стресс, вызванный тревожным состоянием.
DOI: 10.1134/S0016675820010063
ТРАНСКРИПЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ГЕНОВ NRF2 И HMOX1 В УСЛОВИЯХ СИСТЕМНОГО ОКСИДАТИВНОГО СТРЕССА У ПАЦИЕНТОВ С ОСТРЫМ ПСИХОЗОМ
1 Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова, Москва, 115478 Россия; e-mail: sakmarariver@yahoo.com
2 Психиатрическая клиническая больница № 4 им. П.Б. Ганнушкина, Москва, 107076 Россия
3 Московский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского, Москва, 125212 Россия
4 Научно-исследовательский институт общей реаниматологии им. В.А. Неговского Федерального научно-клинического центра реаниматологии и реабилитологии, Москва, 107031 Россия
5 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, 119991 Россия
Была исследована транскрипционная активность генов NRF2 и HMOX1 у пациентов с острым психозом на фоне системного оксидативного стресса. В исследовании принимали участие пациенты с клиникой первого эпизода параноидной формы шизофрении, пациенты с впервые развившимся острым психозом, вызванным чрезмерным употреблением алкоголя, и здоровые добровольцы. Уровень системного оксидативного стресса оценивали по содержанию 8-гидрокси-2'-деоксигуанозина (8-oxodG) в мононуклеарных клетках (МНК) периферической крови и в составе внеклеточной (вк)ДНК, выделенной из образцов плазмы. У пациентов обеих групп было обнаружено существенное (на два порядка) повышение уровня 8-oxodG в составе вкДНК и выраженное (в 5–8 раз) повышение содержания 8-oxodG в МНК периферической крови. На фоне системного оксидативного стресса МНК пациентов с алкоголизмом демонстрировали статистически значимое повышение экспрессии белка NRF2 и выраженный рост транскрипционной активности генов NRF2 и HMOX1. МНК пациентов с параноидной формой шизофрении, напротив, характеризовались низким уровнем транскрипционной активности генов NRF2 и HMOX1 и, как следствие, низкой экспрессией белка NRF2. Полученные результаты свидетельствуют о нарушении механизмов антиоксидантной защиты у пациентов c клиникой первого эпизода параноидной формы шизофрении.
DOI: 10.1134/S0016675820010105
НОВАЯ МУТАЦИЯ В ГЕНЕ MC1R ПРИВОДИТ К УНИКАЛЬНОМУ ОКРАСУ “СЕРДОЛИК” У КУРИЛЬСКИХ БОБТЕЙЛОВ
1 Центр ветеринарной генетики “ЗООГЕН”, Санкт-Петербург, 194156 Россия; e-mail: elina@zoogen.org
2 Санкт-Петербургский государственный университет, кафедра генетики и биотехнологии, Санкт-Петербург, 199034 Россия
3 Клуб любителей кошек “Котофей”, Санкт-Петербург, 190000Россия
Курильский бобтейл – эндемичная порода короткохвостой кошки российского разведения, имеющая в своем фенотипе различные вариации рыжего окраса от ярко выраженного красного до дымчато-золотого. В этой породе нами была выявлена новая мутация в гене MC1R, приводящая к инактивации синтеза эумеланина в меланоцитах волосяных фолликул и формированию рыжего окраса, определяемого как “Сердолик”.
DOI: 10.1134/S0016675820010026
АМИНОГЛИКОЗИДФОСФОТРАНСФЕРАЗА AphSR2 Streptomyces rimosus ATCC 10970: ЗАВИСИМОСТЬ УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБИОТИКАМ ОТ СЕРИН-ТРЕОНИНОВЫХ ПРОТЕИНКИНАЗ PkSR1 И PkSR2
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: natachka92@mail.ru
При секвенировании в геноме штамма Streptomyces rimosus АТСС 10970 было аннотировано 14 генов аминогликозидфосфотрансфераз: aphSR1–aphSR14. Ранее нами было показано, что гены aphVIII (aphSR5) и aph(3")-Id (aphSR3) при клонировании в E. coli обусловливают устойчивость к канамицину, неомицину, паромомицину и стрептомицину. Установлено, что устойчивость к антибиотикам AphVin повышается после фосфорилирования по сайту Ser146 в активационной петле фермента серин-треониновыми протеинкиназами (СТПК). При клонировании гена aphSR2 в E. coli показано, что он обусловливает устойчивость к неомицину и гигромицину. В представленной работе исследовали влияние генов СТПК на повышение устойчивости E. coli к аминогликозидным антибиотикам при совместном клонировании гена aphSR2 и генов СТПК (pkSR1 и pkSR2), локализованных в одном кластере генома S. rimosus АТСС 10970. Установлено, что в совместной конструкции E. coli/aphSR2/pkSR1 происходит повышение уровня устойчивости к неомицину в 2 раза. Представленные данные являются вторым примером влияния СТПК на модуляцию уровня устойчивости к аминогликозидным антибиотикам у бактерий рода Streptomyces.
DOI: 10.1134/S0016675820010099
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 1 – 2020 г.
Circulating miR-21 is Down-Regulated Following Adjuvant Chemotherapy in Breast Cancer Patients
1 Department of Genetics, Faculty of Sciences, Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz; Iran; е-mail: kazemi_reza@scu.ac.ir, kazemi_reza@yahoo.de
2 Department of Biology, Faculty of Science, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
Correspondence to
S. R. Kazemi Nezhad.
Breast cancer is one of the most prevalent known cancers in women with the incidence rate of annually 7000 cases in Iran. MicroRNAs (miRNAs) are a group of non-coding RNAs with 20-25 nucleotides length, which can effect on cancer development. There is low information about the influence of anti-cancer drugs on the expression levels of miRNAs. The present study is the first investigation to evaluate the down-regulation of circulating MicroRNA-21 (miR-21) expression in breast cancer patients after treatment with Doxorubicin and 5-fu drugs. The expression levels of miR-21 in paired blood plasma samples of 40 new cases of breast cancer patients, were analyzed by Real-Time Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) with 2 repeats for each sample. miR-21 rates were evaluated before and after the treatment with Doxorubicin and 5-Fu medicines and data were analyzed using t-test. Comparisons between plasma miRNAs before and after the chemotherapy suggested that the treatment has down regulated the circulating miR-21 expression in both HER2+ (Human Epidermal growth factor Receptor 2 positive) and HER2–breast cancer patients. According to the obtained results, it can be suggested that Doxorubicin and 5-FU drugs significantly decrease the circulating miR-21 expression, which might play a key role in anti-tumor effects (0.15 Fold change, P-value<0.0001).
DOI: 10.1134/S1022795420010081
Development of Twenty-Six Novel Microsatellite Markers in Pampus argenteus (Perciformes: Stromateidae) and Cross-Species Amplification in Closely Related Species, Pampus minor
East China Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Key Laboratory of Oceanic and Polar Fisheries, Shanghai 200090, China
Correspondence to
Q. Cheng
Pampus argenteus (Perciformes: Stromateidae) is an economically important benthopelagic fish, which is widely distributed along the coast of China, Indian Ocean, Arabian Gulf and North Sea. To benefit population genetics studies and resource management, 26 pairs of novel microsatellite loci of P. argenteus were isolated using combined biotin capture method. These loci all included di-nucleotide repeat motifs. All markers showed polymorphism when assessed in 30 individuals from Xiapu population. The number of alleles per locus (NA) ranged from 4 to 22, and polymorphism information content (PICs) were from 0.565 to 0.924. Mean values of observed (HO) and expected (HE) heterozygosities ranged from 0.267 to 1.000 and from 0.633 to 0.929, respectively. Cross-species amplification showed that 22 microsatellite markers were successfully amplified in 30 individuals of P. minor, a closely related species of P. argenteus, and indicated clearly polymorphisms. The markers developed in this study will provide a useful tool for investigating the genetic structure, gene flow, and mating system of P. argenteus and the closely related species. They will also facilitate study on their evolutionary responses to the ongoing coastal systems change.
DOI: 10.1134/S1022795420010111
Development of 14 Microsatellite Markers in the Endangered Relict Plant Craigia yunnanensis (Tiliaceae)
1 Yunnan Key Laboratory for Integrative Conservation of Plant Species with Extremely Small Populations, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China
2 Key Laboratory for Plant Diversity and Biogeography of East Asia, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650201, China
3 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
Correspondence to
J. Yang or W. B. Sun
Craigia yunnanensis (Tiliaceae) is an endangered relic tree in China. Its wild populations have been seriously damaged and fragmented due to severe human disturbance. In this study, we developed microsatellite markers in order to study the variation of the mating system of C. yunnanensis. We collected 19067214 unigenes sequences by shallow sequencing of the genome. A bioinformatics screening identified 15235 unique and putative microsatellites, from which 590 novel microsatellite markers were developed. We designed 70 primer pairs and successfully amplified 14 of them in 30 individuals. The number of alleles per locus ranged from 1 to 12. The observed and expected heterozygosities ranged from 0.000 to 1.000 and 0.000 to 0.906, respectively. These microsatellite loci will enrich the genetic resources to develop functional studies and conservation strategies for this endangered relict species.
DOI: 10.1134/S1022795420010032