ГЕНОМНЫЕ И ПОСТГЕНОМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕНЕТИКЕ ПРЕЭКЛАМПСИИ

Е.А. Трифонова^1,2,*, М.Г. Сваровская^1,2, В.Н. Сереброва¹, И.Г. Куценко², Л.А. Агаркова², И.А. Степанов³, О.В. Жилякова², Т.В. Габидулина², Е.В. Ижойкина³, В.А. Степанов¹

¹ Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия;*e-mail: ekaterina.trifonova@medgenetics.ru
² Сибирский государственный медицинский университет, Томск, 634050 Россия
³ Областной перинатальный центр им. И.Д. Евтушенко, Томск, 634063 Россия

 

В представленном обзоре рассмотрена роль геномных и постгеномных технологий в раскрытии генетической архитектуры преэклампсии (ПЭ) – тяжелого гипертензивного расстройства беременности, обусловливающего значительный уровень материнской и перинатальной заболеваемости и смертности. Отмечается особая актуальность интегративного анализа геномных, метиломных, транскриптомных и протеомных данных в характеристике молекулярных механизмов ПЭ и идентификации новых генов-кандидатов и мишеней для таргетной терапии этого гестационного осложнения.

DOI: 10.31857/S0016675820050136

 

 

НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ОЦЕНКУ КЛИНИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ СВЕРХЧИСЛЕННЫХ МАРКЕРНЫХ ХРОМОСОМ ЧЕЛОВЕКА

Т.В. Карамышева¹, Т.А. Гайнер^2,3, Э.Г. Закирова¹, Н.Б. Рубцов^1,4,*

¹ Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: rubt@bionet.nsc.ru
² Институт химической биологии и фундаментальной медицины Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
³ ООО “Центр персонализированной медицины”, Новосибирск, 630090 Россия
⁴ Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090 Россия

 

Несмотря на стремительное развитие новых методов молекулярной и молекулярно-цитогенетической диагностики, малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ), впервые описанные в 1961 г., и сегодня представляют собой один из наиболее сложных случаев при проведении диагностики хромосомных патологий человека. В настоящем обзоре рассмотрены новые подходы, методы анализа и описания мСМХ, а также существующие проблемы оценки их возможного влияния на фенотип носителя. Проведен анализ перспектив совершенствования и развития новых методов и подходов для решения проблем, существующих в этой области молекулярно-цитогенетической диагностики хромосомных патологий человека.

DOI: 10.31857/S0016675820040037

 

 

КЛИНИКО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИНДРОМА НУНАН И НУНАН-ПОДОБНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

А.А. Орлова*, Е.Л. Дадали, А.В. Поляков

Медико-генетический научный центр, Москва, 115478 Россия; e-mail: annaf-orlova@yandex.ru

 

Синдром Нунан – группа наследственных аутосомно-доминантных заболеваний, характеризующихся нарушением RAS-MAPK сигнального пути, и приводящих к различным клиническим проявлениям. Распространенность в мире оценивается в один–два на 20000 новорожденных. В обзоре обсуждаются молекулярно-генетические причины заболевания, особенности клинических проявлений заболевания и способы молекулярно-генетической диагностики.

DOI: 10.31857/S0016675820050112

 

 

ТРАНСКРИПТОМНЫЙ АНАЛИЗ КАК ИНСТРУМЕНТ ИЗУЧЕНИЯ ПАТОГЕНЕЗА ХРОМОСОМНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

М.Е. Лопаткина*, И.Н. Лебедев

Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: maria.lopatkina@medgenetics.ru

 

Рассматриваются особенности транскрипционных профилей клеток с хромосомным дисбалансом. Описаны сложности, возникающие при оценке фенотипических проявлений хромосомных и геномных мутаций. Приводятся данные об использовании полнотранскриптомного анализа в качестве нового инструмента изучения патогенеза хромосомных заболеваний, обусловленных числовыми нарушениями хромосом, а также микроделеционных и микродупликационных синдромов. Обозначены общие закономерности изменения генной экспрессии в клетках пациентов с хромосомными болезнями: глобальная дисрегуляция экспрессии генов по всему геному; схожесть паттерна транскрипционных нарушений как при различных анеуплоидиях, так и при реципрокных микроструктурных аберрациях хромосом; общность затронутых геномными мутациями биологических путей и процессов; аккумулирование транскрипционных изменений в процессе развития организма с хромосомной аберрацией.

DOI: 10.31857/S0016675820050094

 

 

АНАЛИЗ ТРАНСКРИПТОМА ЛИНИЙ Drosophila melanogaster С НАРУШЕНИЕМ КОНТРОЛЯ ТРАНСПОЗИЦИИ РЕТРОТРАНСПОЗОНА gypsy

И.В. Кукушкина¹, П.А. Махновский², Л.Н. Нефедова^1,*, П.А. Миляева¹, И.В. Кузьмин¹, А.Р. Лавренов¹, А.И. Ким^1,**

¹ Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, 119234 Россия; e-mail: * lidia_nefedova@mail.ru, ** aikim57@mail.ru
² Институт медико-биологических проблем Российской академии наук, Москва, 123007 Россия

 

Для исследования причин нарушения контроля активности мобильных генетических элементов в линиях с фенотипом flamenco SS (w, мутант flamenco) и MS (w, мутант flamenco, активная копия gypsy) проведено секвенирование транскриптомов этих линий. В качестве контроля была использована линия Д32 (лабораторная линия дикого типа). Разработан алгоритм для поиска аминокислотных замен в данных высокопроизводительного секвенирования РНК, использующий для анализа триплетный код. При помощи разработанного алгоритма обнаружено семь нонсенс-мутаций. Методом аллель-специфичной ПЦР подтверждено наличие пяти из семи найденных in silico нонсенс-мутаций. Однако обнаруженные нонсенс-мутации не связаны с фенотипом flamenco. Проведен поиск мутаций в 89 генах системы РНК-интерференции в линиях SS и МS относительно референсного генома BDGP6 и линии дикого типа Д32. Не обнаружено делеций, вставок, нонсенс-кодонов и других нарушений, которые могут однозначно приводить к изменению функции гена. Для выявления генов со специфической экспрессией для линий с фенотипом flamenco сравнивали транскриптомы линий SS и MS c контрольными линиями Д32, OregonR, w1118. Выделен набор из 25 генов с дифференциальной экспрессией, среди которых у двух генов, sosie и CR45822, значительно изменена экспрессия в линиях SS и MS. Оба гена прямо или косвенно вовлечены в оогенез. Таким образом, экспрессия генов sosie и CR45822 может быть использована в качестве маркера фенотипа flamenco в линиях SS и MS.

DOI: 10.31857/S0016675820050082

 

 

ИДЕНТИФИКАЦИЯ in silico СЕМЕЙСТВ ГЕНОВ ЦИСТЕИН-БОГАТЫХ ПЕПТИДОВ Solanum lycopersicum L.

Е.А. Истомина¹, М.П. Слезина¹, А.С. Ковтун², Т.И. Одинцова^1,*

¹ Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991; e-mail: odintsova2005@rambler.ru Россия
² Московский физико-технический институт, Московская область, Долгопрудный, 141701 Россия

 

Цистеин-богатым пептидам (ЦБП) растений принадлежит ключевая роль в защите растений от патогенов, абиотического стресса, симбиозе с бактериями, а также в развитии и размножении растений. Состав и роль ЦБП томата Solanum lycopersicum – важнейшей овощной культуры – практически не изучены. В настоящей работе с использованием двух подходов – скрытых марковских моделей и регулярных выражений – проведена идентификация in silico семейств ЦБП томата. В результате биоинформатического анализа баз данных NCBI был выявлен 191 предшественник ЦБП. Обнаруженные пептиды относятся к семействам антимикробных и регуляторных пептидов. Из антимикробных пептидов обнаружены дефензины и дефензиноподобные пептиды, неспецифические липид-переносящие белки, тионины, снакины, гевеино- и ноттиноподобные пептиды. Из регуляторных пептидов выявлены пептиды семейств RALF, Ole e 1, Ole e 6 и MEG. Кроме того, найдены пептиды с новыми цистеиновыми мотивами. Все выявленные пептиды синтезируются в виде пре- или препробелков. Предполагаемые зрелые пептиды охарактеризованы по цистеиновому мотиву, антимикробной активности и доменной структуре. Таким образом, впервые с использованием биоинформатических подходов получены системные данные об арсенале ЦБП в геноме томата, что создает базу для дальнейших функциональных исследований этих пептидов и последующего использования в сельском хозяйстве для разработки новых стратегий повышения устойчивости томата к патогенам, а также в медицине для создания лекарственных препаратов нового поколения.

DOI: 10.31857/S0016675820050069

 

 

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ СИМПАТРИЧЕСКИХ СИГОВ КОМПЛЕКСА Coregonus lavaretus pidschian ИЗ ОЗ. КУТАРАМАКАН ХАНТАЙСКОЙ ГИДРОСИСТЕМЫ (П-ОВ ТАЙМЫР)

Н.А. Бочкарёв^1,*, Е.И. Зуйкова¹, В.И. Романов², И.А. Черданцев², О.А. Беглецов³, Е.С. Захаров^4,5, Л.А. Ушницкая⁵, Н.Н. Осипова⁵, Л.А. Пестрякова⁵

¹ Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630091 Россия; e-mail: ih@eco.nsc.ru
² Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 634050 Россия
³ Заповедники Таймыра, Норильск, 663305 Россия
⁴ Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск, 677000 Россия
⁵ Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, 677980 Россия

 

Представлены результаты морфогенетического анализа симпатрических форм/видов сигов комплекса Coregonus lavaretus pidschian (Coregonus pidschian) из оз. Кутарамакан Хантайской гидросистемы (п-ов Таймыр). Выявлено, что изучаемые формы/виды сигов имеют одинаковое число жаберных тычинок, но различаются по числу прободенных чешуй в боковой линии, по большинству пластических признаков и по биологическим характеристикам. Анализ изменчивости гена ND1 мтДНК показал, что сиги из оз. Кутарамакан принадлежат к двум разным филогенетическим линиям, ранее выявленным в водоемах п-ова Таймыр, реках Обь, Енисей и Анабар. Показано, что одни гаплотипы относятся к сигу-пыжьяну из бассейна р. Обь, другие – к ледниково-равнинным сигам C. lavaretus pidschian n. glacialis (C. lavaretus glacialis). В отличие от сигов из р. Анабар, где подобные формы сильно дифференцированы, в оз. Кутарамакан между ними обнаружена гибридизация.

DOI: 10.31857/S0016675820050033

 

 

КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К ОЦЕНКЕ ГЕНОТОКСИЧНОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ФАКТОРОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

А.В. Мейер^1,*, Т.А. Толочко¹, В.И. Минина², А.А. Тимофеева², А.В. Ларионов¹

¹ Кемеровский государственный университет, Кемерово, 650000 Россия; e-mail: shapo-alina@yandex.ru
² Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук, Кемерово, 650099 Россия

 

Изучен уровень цитогенетических повреждений с применением методов учета хромосомных аберраций (ХА) и ДНК-комет в лимфоцитах, а также микроядерного теста на буккальных эпителиоцитах (МЯ в БЭ) в группе шахтеров (N = 116) и контрольной выборке (N = 169). Установлены значимые превышения уровня основных показателей тест-систем для группы шахтеров относительно группы сравнения: уровень хромосомных аберраций составил 4.69 ± 0.28 и 2.13 ± 0.10%, доля ДНК в хвосте комет – 4.33 ± 0.38 и 2.16 ± 0.24%, уровень микроядер – 1.44 ± 0.21 и 0.23 ± 0.12‰ (р < 0.05). Также для производственной выборки отмечено значимое увеличение уровня дополнительных показателей: для ХА – частоты одиночных фрагментов, аберраций хроматидного типа, парных фрагментов, дицентриков без фрагментов, межхромосомных обменов и аберраций хромосомного типа; для ДНК-комет – момента хвоста кометы и момента хвоста по Оливе; для МЯ в БЭ – частоты двуядерных клеток, клеток с ядерной насечкой, сдвоенным ядром, кариорексисом и апоптозными телами. Ранжирование полученных результатов по основным цитогенетическим нарушениям позволило установить, что в группе шахтеров доля лиц, имеющих значение показателя выше фонового, для ХА составила 68.97%, для ДНК-комет – 52.13%, для МЯ в БЭ – 36.08%. Доля лиц, имеющих значение цитогенетических повреждений выше фоновых одновременно по трем тест-системам, составила 20% от общей выборки шахтеров. Для оценки мутагенных эффектов воздействия производственных факторов угледобывающих предприятий представляется целесообразным использование комплекса тест-систем (метод ХА, ДНК-комет и МЯ в БЭ).

DOI: 10.31857/S0016675820050100

 

 

ВЛИЯНИЕ НОКАУТА ГЕНА THBS1 НА ФОРМИРОВАНИЕ РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННОГО КЛЕТОЧНОГО ОТВЕТА В МОДЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ in vitro

Р.Р. Савченко^1,*, С.А. Васильев¹, В.С. Фишман², Е.С. Сухих^3,4, Л.Г. Сухих⁴, А.А. Мурашкина⁵, И.Н. Лебедев¹

¹ Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: renata.savchenko@medgenetics.ru
² Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
³ Томский областной онкологический диспансер, Томск, 634050 Россия
⁴ Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, 634050 Россия
⁵ Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 634050 Россия

 

Проведен анализ влияния нокаута гена THBS1 на выживаемость опухолевых клеток человека, частоту спонтанных и радиационно-индуцированных микроядер, а также на профиль экспрессии генов в модельной системе in vitro. Показано, что клеточная линия HeLa, нокаутная по гену THBS1, характеризуется снижением способности к образованию колоний до и после облучения (в 1.4 раза, p = 0.0002 и в 1.7 раз, p = 0.00009 соответственно), повышением частоты спонтанных и радиационно-индуцированных микроядер (в 1.9 раз, p = 0.02 и в 2.5 раза, p = 0.01 соответственно) и дифференциальной экспрессией генов, участвующих в процессах апоптоза, репарации ДНК и контроле клеточного цикла на стадии G2/M. Таким образом, нокаут гена THBS1 приводит к повышению радиочувствительности клеток HeLa в модельной системе in vitro, что свидетельствует о возможной роли данного гена в регуляции радиационно-индуцированного клеточного ответа.

DOI: 10.31857/S0016675820050124

 

 

АНАЛИЗ РЕДКОГО ВАРИАНТА c.2395C>T (p.Arg799Trp) ГЕНА ERCC4 У БОЛЬНЫХ РАКОМ МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ В БАШКОРТОСТАНЕ

М.А. Бермишева^1,*, И.Р. Гилязова¹, Г.Ф. Зиннатуллина², Э.К. Хуснутдинова¹

¹ Институт биохимии и генетики Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: marina_berm@mail.ru
² Республиканский клинический онкологический диспансер, Уфа, 450054 Россия

 

Ген ERCC4/FANCQ – потенциальный ген-кандидат наследственного рака молочной железы (РМЖ), и является участником анемия Фанкони (АФ)/BRCA пути, необходимого для репарации ДНК. Ген ERCC4 кодирует эндонуклеазу XPF, которая функционирует в эксцизионной репарации нуклеотидов (NER), участвует в восстановлении межцепочечных сшивок (ICL). Гетерозиготные мутации в гене ERCC4 были выявлены при разных онкологических заболеваниях. В данном исследовании в результате NGS-секвенирования у пациентки с наследственным РМЖ обнаружена мутация c.2395C>T (p.Arg799Trp) в гене ERCC4 в гетерозиготном состоянии. Дальнейший скрининг мутации ERCC4*p.Arg799Trp у 966 больных РМЖ и 686 контрольных индивидов позволил выявить гетерозиготных носителей мутации в обеих группах, но достоверных различий частоты мутантного аллеля между двумя выборками обнаружено не было. Результаты нашего исследования свидетельствуют в пользу того, что мутация ERCC4*p.Arg799Trp не связана с высоким риском развития РМЖ, хотя необходимы дальнейшие исследования для оценки клинического значения данной мутации.

DOI: 10.31857/S0016675820050021

 

 

ЭВОЛЮЦИЯ ГЕНА Btr1-А У ДИПЛОИДНЫХ ВИДОВ ПШЕНИЦ РОДА Triticum L.

В.Ю. Вавилова*, И.Д. Конопацкая, А.Г. Блинов, Н.П. Гончаров

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

 

При доместикации злаков важнейшими признаками были легкость обмолота (пленчатость–голозерность) и ломкость/неломкость колоса, и человек вел отбор на голозерность и неломкость колоса. У пшеницы выявлены три системы генов, контролирующих признак “ломкость колоса” и/или его выраженность. Одна из них обусловлена генами Btr1 (Non-brittle rachis), локализованными в хромосомах 3-й гомеологической группы. В данной работе были изучены последовательности 5'-нетранслируемого, кодирующего и 3'-нетранслируемого районов гена Btr1-A, расположенного в 3А хромосоме, у 30 образцов четырех диплоидных диких и возделываемых видов пшениц Triticum boeoticum, T . monococcum, T . sinskajae и T . urartu из Южной Европы, Закавказья и Малой Азии. Последовательность гена Btr1-A вида T . sinskajae была изучена впервые. Всего у изученных образцов диплоидных пшениц было установлено 11 гаплотипов этого гена, причем пять из них, а именно Нар12–Нар16, описаны впервые. Вариабельность ранее не описанных гаплотипов у T. boeoticum и T. urartu не затрагивает критическую замену в позиции 355 гена Btr1-A (G на А), характерную для ломкоколосых диплоидных пшениц. Последовательности этого гена у T. sinskajae и всех образцов T. monococcum были идентичны гаплотипу Нар9, выявленному у всех ранее изученных образцов T. monococcum. В позиции 355 гена Btr1-A у этого гаплотипа произошла замена G на А, что приводит к возникновению признака “неломкоколосость”. Обсуждается включение в голозерные полиплоидные виды пшениц вариантов гаплотипов диплоидных видов, обусловливающих у них признак “отсутствие ломкости колоса”.

DOI: 10.31857/S0016675820050148

 

 

 

 

Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 5 – 2020 г.

Investigation of Genetic Variations using Microsatellite Markers in Colored Horses in Turkey

A. Koseman¹, Y. Ozsensoy², M. Erdogan³, C. Yarali⁴, B. Toprak⁴, K. Zengin⁴, İ. Seker⁵

¹ Department of Crop and Animal Production, Akcadag Vocational School, Malatya Turgut Özal University, 44600, Malatya, Turkey
² Department of Veterinary Biometrics and Genetics, Faculty of Veterinary Medicine, Cumhuriyet University,, 58140, Sivas, Turkey
³ Department of Medical Biology and Genetics, Faculty of Veterinary Medicine, Afyon Kocatepe University,, 03200 Afyonkarahisar, Turkey
⁴ Etlik Veterinary Control Central Research Institute, 06020, Ankara, Turkey
⁵ Department of Veterinary Zootechny, Faculty of Veterinary Medicine, Firat University, 23159, Elazig, Turkey
Correspondence to I. Seker

 

The aim of this study was to determine the genetic variation of Colored horses by using microsatellite markers. In the study, samples from a total of 28 Colored horses were genotyped using 17 microsatellite markers, 12 of them are recommended by the International Society for Animal Genetics (ISAG) and the other 5 loci included by the StockMarks Genotyping Kit. A total of 129 different alleles were identified and the average number of alleles was 7.588. The heterozygosity value (H_o) was 0.286 as the lowest (LEX3) and 0.929 (HTG10) as the highest among the markers; the expected lowest heterozygosity value (H_e) was determined as 0.607 (HTG4) and the highest one was 0.876 (VHL20). The mean H_o and H_e values were calculated as 0.729 and 0.771, respectively. On a population basis, the mean F_IS and F_IT values were 0.047. The mean PIC value was 0.741. In the phylogenetic tree formed by the neighbor joining tree (NJT), it was determined that the horses were generally categorized into 3 groups. Although statistically significant results (P = 0.01008) were found in the studies investigating whether the population of Colored horses had the risk of extinction or not, it was determined that the data showed normal L distribution indicating no risk of recent extinction. It was determined that the Colored horses had a genetically important potential.

DOI: 10.1134/S1022795420050075

 

 

Identification of Genetic Variation in Introduced Reindeer Populations using DNA Markers

L. Han, R. Han, Ji. Zhai, H. Li

College of Wildlife and Protected Area, Northeast Forestry University, 150040, Harbin, China
Correspondence to H. Li

 

In order to improve the genetic diversity of the only reindeer population in China, the Genhe forestry bureau introduced 129 reindeer from Finland. In this study, we identified the genetic diversity and of genetic variation of introduced reindeer populations. The results showed that there was a heterozygous deletion in introduced population. A total of 9 haplotypes were found using individual mtDNA D-Loop sequences and the mean allele number of the 14 microsatellite loci was 9.1429. The genetic diversity of the introduced reindeer population was higher than Chinese reindeer population. They carry some new alleles in some individuals. Furthermore, the phylogenetic tree reveals that the evolutionary status of Chinese and introduced reindeer populations were both closed to Russian reindeer populations.

DOI: 10.1134/S1022795420050051