Аннотации статей. Том 56, 2020 г., № 3
ГЕНЕТИКА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАТОГЕН–ХОЗЯИН НА ПРИМЕРЕ ФИТОФТОРОЗА КАРТОФЕЛЯ
1 Всероссийский научно-исследовательский институт
сельскохозяйственной биотехнологии, Москва, 127550 Россия; e-mail: martynov.vik@gmail.com
2 Московский государственный областной университет, Москва, 105005 Россия
В систематизированном виде изложены современные представления о взаимодействии патогена и растения-хозяина на молекулярном уровне. В частности, рассматриваются вопросы иммунитета растений и те механизмы, при помощи которых патогены преодолевают этот иммунитет. Особое внимание уделено информации о взаимодействии возбудителя фитофтороза оомицета Phytophthora infestans (Mont.) de Bary со своим хозяином. Фитофтороз является самой большой с экономической точки зрения проблемой для современного картофелеводства. Несмотря на то что возбудитель фитофтороза уже давно известен науке, остается много нерешенных вопросов, связанных с биологией этого патогена. Поэтому создание новых сортов картофеля с высокой устойчивостью к фитофторозу невозможно без новых знаний о взаимодействии полигенной системы защиты растения с детерминантами патогенности P. infestans.
DOI: 10.31857/S0016675820030108
ОБРАТНАЯ КОМОРБИДНОСТЬ МЕЖДУ ОНКОЛОГИЧЕСКИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ И БОЛЕЗНЬЮ ГЕНТИНГТОНА: ОБЗОР ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКИХ И БИОЛОГИЧЕСКИХ ДОКАЗАТЕЛЬСТВ
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: Gombo-D@mail.ru
2 Сибирский государственный медицинский университет, Томск, 634050 Россия
Одновременное развитие нескольких заболеваний (коморбидность, синтропия) у отдельных пациентов распространено в современной клинике. Однако результаты недавних генетико-эпидемиологических исследований указывают на новое явление – заболевания могут быть обратно коморбидными (дистропия), т.е. могут наблюдаться вместе у отдельных индивидов реже, чем ожидается на основе их популяционных частот. К таким болезням относятся, в частности, болезнь Гентингтона и опухолевые заболевания. Приводится анализ имеющихся данных по обоснованию гипотезы онкопротекции у носителей мутации в гене гентингтина, включая особенности взаимодействия генов и белков, задействованных в процессах аутофагии и апоптоза.
DOI: 10.31857/S0016675820030054
МОБИЛОМ КЛИНИЧЕСКИХ КАРБАПЕНЕМ-УСТОЙЧИВЫХ ИЗОЛЯТОВ Klebsiella pneumoniae
1 Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. академика И.Н. Блохиной, Нижний Новгород, 603950 Россия; e-mail: a.e.alexeeva79@mail.ru
2 Приволжский исследовательский медицинский университет, Нижний Новгород, 603005 Россия
Дана характеристика структуры мобилома клинических изолятов Klebsiella pneumoniae, принадлежащих к эпидемически распространенному сиквенс-типу 395 и продуцирующих бета-лактамазы расширенного спектра действия CTX-M-15 и OXA-48 карбапенемазы. По данным анализа in silico в мобиломе всех штаммов установлено наличие Col-подобной плазмиды и репликонов групп несовместимости R и L/M. Проведен анализ генетического окружения генов blaOXA-48 и blaСТХ-М-15 и описаны варианты мобильных структур, участвующих в распространении этих генов. В структуре мобилома штамма K. pneumoniae KP1083 обнаружены дополнительная плазмида HI1B/FIB, нуклеотидная последовательность которой имеет филогенетическое родство с плазмидой pNDM-MAR, а также широкий спектр мобильных структур, сцепленных с детерминантами антибиотикорезистентности, в частности инсерционные структуры ISCR1 и две интегразы, относящиеся к интегронам класса 1.
DOI: 10.31857/S0016675820030030
СЕЛЕКЦИЯ УСТОЙЧИВОСТИ К ДАПТОМИЦИНУ МЕТИЦИЛЛИН-РЕЗИСТЕНТНОГО Staphylococcus aureus: РОЛЬ ГОМО- И ГЕТЕРО-МУТАЦИЙ
1 Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства, Санкт-Петербург, 197022 Россия; e-mail: guestvv11@gmail.com 2 Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, 191015 Россия
3 Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Санкт-Петербург, 198504 Россия
4 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия
Даптомицин – антибиотик для лечения инфекций, вызываемых мультирезистентными грамположительными патогенами. По мере роста устойчивости к другим антибиотикам следует ожидать увеличение объема потребления даптомицина, что создает потенциальную угрозу формирования устойчивости. Указанные факты обосновывают необходимость изучения возможных механизмов формирования резистентности. В работе проведена in vitro селекция устойчивости к даптомицину метициллин-резистентного штамма Staphylococcus aureus SA0420, принадлежащего к генетической линии ST239. После 40 пассажей мутантный штамм характеризовался увеличением МПК даптомицина с 1 до 64 мкг/мл, снижением времени удвоения клеток и скорости роста, индуцированная аутолитическая активность не изменялась. В ходе селекции при оценке популяционного разнообразия с использованием полногеномного секвенирования были выявлены как гомо-мутации (нуклеотидные замены в 96–100% ридов при выравнивании на контрольный геном в конкретной позиции), так и гетеро-мутации (альтернативные прочтения в 5–95% ридов). После пятого пересева была обнаружена мутация в кодоне S295L гена mprF, к 40-му пересеву дополнительно была обнаружена ранее не описываемая мутация в кодоне R50C. Новый вариант мутации A214T был идентифицирован в белке Cls2. На пятом пересеве в регуляторном гене клеточной стенки walK идентифицирована гетеро-мутация в кодоне Q493K, которая не детектировалась при последующих пассажах. Гетеромутации обнаруживались в генах ktrA и ntpA, кодирующих соответственно белок-переносчик ионов калия и транспортный белок для фосфатов. К 40-му пассажу селекции выявлены стоп-кодоны в гипотетическом гене yhfP (SACOL1927). Таким образом, формирование устойчивости к даптомицину происходит через формирование гетеро-популяций. После 5-, 20- и 40-го пассажей были обнаружены гомо- и гетеро-мутации в генах как с доказанной ролью в формировании устойчивости к даптомицину (mprF, cls2, walK), так и в потенциальных кандидатах (ktrA, ntpA и yhfP).
DOI: 10.31857/S0016675820030066
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНА SQS, КОДИРУЮЩЕГО СКВАЛЕН-СИНТАЗУ У ВИДОВ АМАРАНТА (Amaranthus L.)
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: atos@bionet.nsc.ru
Статья посвящена анализу полиморфизма гена, кодирующего сквален-синтазу (SQS) у видов амаранта зернового и овощного направлений селекции, а также у их дикорастущих предшественников. Структурный анализ кодирующей части гена у различных видов амаранта выявил низкий уровень полиморфизма и консерватизм основных функциональных доменов. Особое внимание уделено структурному полиморфизму промоторного района гена как наиболее вариабельному. Выявлено два основных гаплотипа гена по структуре этого района: С и Р; при этом вариант С оказался тесно сцепленным с признаком желтой окраски зерна у образцов зернового амаранта. Обсуждается возможное влияние структуры промотора SQS-гена на уровень его экспрессии и концентрацию сквалена в зерне.
DOI: 10.31857/S0016675820030145
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ ТАБАКА, НЕСУЩИХ ГЕТЕРОЛОГИЧНЫЕ ЗАЩИТНЫЕ РАСТИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЫ РАЗНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; е-mail: tatkor@vigg.ru
2 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, Москва, 119992 Россия
3 Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов, Москва, 117545 Россия
С целью изучения возможности создания устойчивых к фитопатогенам форм растений получена новая коллекция трансгенных растений модельной культуры (табака) с защитными растительными генами: пополнена коллекция растений с геном ингибитора сериновых протеиназ гречихи (ISP) в составе нескольких векторных конструкций с фрагментами гена паутины в качестве возможного энхансера. Получены трансгенные растения табака с геном wamp-1 гевеиноподобного пептида из синтетического вида пшеницы Triticum kiharae и геном дефензина Sm из звездчатки Stellaria media. Трансгенные растения получали методом агробактериальной трансформации. Сравнительное исследование физиологических характеристик трансгенных растений проводили в биотестах in vivo (на изолированных листьях) и in vitro (в луночных биотестах). В зависимости от дизайна конструкции целевой ген в разной степени экспрессировался в тканях трансгенных растений и их семенного и вегетативного потомства, а также придавал их тканям антибактериальную активность, свидетельствующую о синтезе функционального белка. Введение гетерологичных растительных генов разной природы, используемых растением в разных механизмах защиты от фитопатогенов, приводило к примерно одинаковому повышению фитопатогенной активности тканей трансгенных растений табака.
DOI: 10.31857/S001667582003008X
ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ ГИБРИДНОГО ПОТОМСТВА БЕЛОГО (Hypophthalmichthys molitrix Val .) И ПЕСТРОГО (H. nobilis Rich.) ТОЛСТОЛОБИКОВ НА ОСНОВАНИИ ПОЛИМОРФИЗМА МИКРОСАТЕЛЛИТНЫХ ЛОКУСОВ
Институт генетики и цитологии Национальной академии наук Беларуси, Минск, 220072 Республика Беларусь; e-mail: * v.kipen@igc.by, ** v.lemesh@igc.by
В работе дана оценка дифференцирующего потенциала 11 микросателлитных локусов – Hmo11, Hmo13, Hmo15, Hmo25, Hmo26, Hmo31, Hmo33, Hmo34, Hmo36, Hmo37, Hmo40 – для различения белого (Hypophthalmichthys molitrix Val.) и пестрого (H. nobilis Rich.) толстолобиков с использованием молекулярно-генетического анализа. Наибольшие рассчитанные значения FST показаны для STR-локусов Hmo15 (0.5235), Hmo33 (0.4957), Hmo40 (0.3500), Hmo25 (0.3365) и Hmo31 (0.2458). Точность классификации пестрых толстолобиков с использованием данных микросателлитных локусов составила 99.5 ± 0.3%, белых толстолобиков – 99.4 ± 0.8%. С использованием пяти STR-локусов предложена схема для выявления гибридных особей между пестрым и белым толстолобиками, выращиваемых в аквакультуре на территории Республики Беларусь. Данный подход может быть использован в качестве экспресс-теста в селекционных и воспроизводительных программах для данных видов растительноядных рыб.
DOI: 10.31857/S0016675820030121
МЕТИЛИРОВАНИЕ ЛОКУСА AR ЧЕЛОВЕКА НЕ КОРРЕЛИРУЕТ С НАЛИЧИЕМ ИНАКТИВИРОВАННОЙ Х-ХРОМОСОМЫ В КЛЕТКАХ С ИНДУЦИРОВАННОЙ ПЛЮРИПОТЕНТНОСТЬЮ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: a.panova@vigg.ru
2 Эндокринологический научный центр, Москва, 117036 Россия
3 Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агенства, Москва, 119435 Россия; e-mail: maryalag@yahoo.com
В женских клетках млекопитающих в раннем эмбриональном развитии происходит процесс дозовой компенсации генов: одна из двух Х-хромосом становится транскрипционно неактивной, и в дальнейшем во всех соматических клетках находится в неактивном состоянии. Эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), так же, как и клетки с индуцированной плюрипотентностью (ИПСК), являются моделью для изучения раннего развития. В женских ИПСК и ЭСК человека одна из Х-хромосом всегда активна, состояние второй вариабельно: может быть полностью активна, так и иметь частичную инактивацию, или же, аналогично соматическим, может быть полностью неактивной. Определение состояния инактивации Х-хромосомы в плюрипотентных стволовых клетках человека (ПСК) является непростой и актуальной задачей, однако различные методы определения состояния инактивации зачастую приводят к противоречивым результатам. Широко используемый в клинических лабораториях метод анализа метилирования гена AR позволяет определить соотношение аллелей инактивированной Х-хромосомы в клетках крови и тканях пациентов. Также этот метод ранее был предложен для определения статуса инактивации в ИПСК человека. В данной работе мы проанализировали состояние инактивации Х-хромосомы в линии ИПСК человека стандартными методами (экспрессия гена XIST, метилирование промотора XIST, модификации гистонов и др.), а также по уровню метилирования гена AR с фрагментным анализом. Оказалось, что метилирование локуса AR не коррелирует с состоянием инактивации Х-хромосомы в женских ИПСК. Таким образом, мы предполагаем, что этот маркерный ген не может служить индикатором инактивации Х-хромосомы в женских линиях ИПСК человека.
DOI: 10.31857/S0016675820020095
РОЛЬ ГЕНОВ СЕМЕЙСТВА IQGAP В РАЗВИТИИ ПСОРИАЗА
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: zalenkainbox@gmail.com
2 Московский физико-технический институт, Московская область, Долгопрудный, 141701 Россия
Белки семейства IQGAP координируют сигнальные каскады в клетке, выступая в качестве платформ для сборки мультибелковых комплексов. Они опосредуют передачу сигналов от рецепторов ростовых факторов, эпителиально-мезенхимальный переход, участвуют в каскадах пролиферации и миграции клеток. Все перечисленные сигнальные пути важны для патогенеза псориаза, поэтому мы выдвинули предположение об участии генов семейства IQGAP в развитии данного заболевания. Количественная ПЦР в реальном времени показала, что в коже больных псориазом экспрессия гена IQGAP1 снижена, а гена IQGAP3 повышена. Затем был проведен биоинформатический поиск белковых партнеров IQGAP, взаимодействия с которыми объясняли бы разницу между пораженной псориазом и визуально непораженной кожей. В ходе поиска на основе метаанализа данных полногеномного секвенирования транскриптома, находящихся в свободном доступе, и базы белок-белковых взаимодействий STRING были построены графы взаимодействий, что позволило из всех белковых партнеров IQGAP выявить именно те, взаимодействия с которыми участвуют в развитии заболевания. Проведенные нами исследования подтвердили выдвинутую гипотезу об участии генов семейства IQGAP в патогенезе псориаза и выявили их белки-партнеры, взаимодействия с которыми объясняют разницу между пораженной и визуально непораженной кожей больных псориазом.
DOI: 10.31857/S0016675820030042
ИССЛЕДОВАНИЕ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФНЫХ МАРКЕРОВ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТОВ С РЕПРОДУКТИВНЫМИ ПОТЕРЯМИ
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, 344090 Россия; е-mail: lenmash@mail.ru
В результате исследования определены частоты генотипов и аллелей по полиморфным вариантам генов, контролирующих уровень активных форм кислорода (SOD1, SOD2, СAT, GPX4) и функционирование эндотелия (EDN1, NOS3) у женщин с различным характером течения первого триместра беременности. Выявлена ассоциация аллеля 7958А гена SOD1 с увеличением риска спонтанной потери беременности в первом триместре (OR = 2.17, 95% CI 1.14–4.13). Женщины с генотипом AsnAsn гена EDN1 имеют повышенный относительный риск остановки развития эмбриона в первом тримест ре ( OR = 7.18 , 95% CI 1.4–36.75). Для аллеля – 786Т гена NOS3 выявлена ассоциация с повышенным риском потери беременности в первом триместре (OR = 1.68, 95% CI 1.04–2.72). Выявлены значимые модели взаимодействия исследуемых генов, изменяющие риск невынашивания беременности в первом триместре.
DOI: 10.31857/S001667582003011X
ИССЛЕДОВАНИЕ РОЛИ микроРНК, АССОЦИИРОВАННЫХ С VHL-HIFα-ЗАВИСИМЫМ ПУТЕМ, У ПАЦИЕНТОВ СО СВЕТЛОКЛЕТОЧНОЙ ПОЧЕЧНО-КЛЕТОЧНОЙ КАРЦИНОМОЙ
1 Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: * lissa987@yandex.ru, ** gilyasova_irina@mail.ru
2 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, 450008 Россия
3 Харбинский медицинский университет, Харбин, провинция Хэйлунцзян, 150081 Китай
Почечно-клеточная карцинома (ПКК) является распространенной почечной неоплазией различных морфологических типов, среди которых светлоклеточная ПКК встречается наиболее часто. Порядка 70% спорадических случаев светлоклеточного рака почки сопровождается инактивацией ге