Аннотации статей. Том 56, 2020 г., № 7
ПОЛНОГЕНОМНЫЕ АССОЦИАТИВНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СУИЦИДОЛОГИИ: АНАЛИЗ ПОСЛЕДНИХ ДОСТИЖЕНИЙ
1 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия; e-mail: v.rozanov@spbu.ru
2 Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева, Санкт-Петербург, 192019 Россия
3 Zenom.io LTD, Москва, 127220 Россия
4 Федеральный научно-клинический центр физико-химической медицины Федерального медико-биологического агентства, Москва, 119435 Россия
Современные биологические модели самоубийства, основанные на стресс-диатезе, рассматривают суицид как самостоятельную форму поведения, что является основанием для поиска его специфических генетических маркеров. В обзоре анализируются все имеющиеся на данный период времени исследования, в которых был осуществлен полногеномный поиск ассоциаций таких маркеров с суицидальными фенотипами (суицидальные мысли, попытки и завершенный суицид). В обзор вошли 15 работ, использующих данную стратегию и различные подходы к анализу данных, включая сопоставление с существующими базами данных по генетике психических расстройств, анализ метаболических путей, белок-белковых взаимодействий и обогащение по функциональному признаку. В отличие от работ предыдущих десятилетий, в которых в рамках поиска ассоциаций с генами-кандидатами фигурировали основные нейромедиаторные системы (система индол- и катехоламинов, ГАМК, возбуждающих аминокислот и др.), полногеномные исследования выдвигают на первые позиции другие факторы. В частности, обнаружено множество ассоциаций с генами, имеющими отношение к процессам развития и формирования нервной системы, нейропластичности, межклеточным взаимодействиям, клеточной адгезии и пролиферации, внутриклеточным сигнальным системам, а также к иммунным реакциям. Мы полагаем, что это является подтверждением релевантности моделей стресс-уязвимости, признающих ключевую роль ранних этапов развития и их влияния на нейропластичность и в целом важнейшую роль стресса как системной реакции организма в генезе суицидального поведения. Следует отметить, что данные различных исследований крайне редко подтверждают результаты друг друга, продуцируя весьма неоднородную картину, что может быть связано с различными биоинформатическими подходами, различиями в описании фенотипов и дизайне исследования. Дальнейшее накопление данных, особенно с учетом национально-этнического фактора, увеличение объема выборок и метаанализ данных позволят уточнить полигенную природу суицидального поведения и выявить маркеры, ценные не только с точки зрения понимания патогенеза суицидальности, но и с точки зрения предикции и превенции самоубийств.
DOI: 10.31857/S0016675820070127
ГЕНЕТИКА РАССТРОЙСТВ БИПОЛЯРНОГО СПЕКТРА: ФОКУС НА СЕМЕЙНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПОЛНОЭКЗОМНОГО СЕКВЕНИРОВАНИЯ
1 Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и неврологии им. В.М. Бехтерева, Санкт-Петербург, 192019 Россия; e-mail: ohkasyan@yandex.ru
2 Национальный медицинский исследовательский центр психиатрии и наркологии им. В.П. Сербского, Москва, 119002 Россия
3 Первый московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, Москва, 119991 Россия
Семейные, близнецовые исследования, а также исследования приемных детей продемонстрировали, что расстройства биполярного спектра – биполярное аффективное расстройство (БАР) I и II типа, циклотимия – могут иметь семейную природу и агрегироваться среди кровных родственников. Кроме того, у лиц с отягощенным анамнезом по БАР отмечается более ранний манифест, более частое наличие сопутствующей психопатологии и более тяжелое течение основного заболевания. При этом несмотря на высокую наследуемость (до 85%), БАР фенотипически и генетически очень гетерогенно. Современные молекулярно-генетические исследования БАР не продемонстрировали каких-либо убедительных результатов в отношении устойчивых маркеров риска развития данного расстройства. Новым решением может быть комплексный подход с использованием семейного дизайна и методов секвенирования нового поколения. Исследованиям с подобной методологией удалось выявить новые генетические варианты, ассоциированные с БАР, которые участвуют в развитии коры головного мозга, циркадных ритмах и процессах нейротрансмиссии глутамата. Семейный дизайн обеспечивает максимальную вероятность обнаружения специфических генетических маркеров, связанных не только с фенотипом, но и потенциальными семейными формами БАР.
DOI: 10.31857/S001667582007005X
ФИЛОГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ШТАММОВ Yersinia pestis УЛЕГЕЙСКОГО ПОДВИДА
1 Российский научно-исследовательский противочумный институт “Микроб”, Саратов, 410005 Россия; e-mail: * Nikiforov6666666@mail.ru, ** rusrapi@microbe.ru
2 Иркутский научно-исследовательский противочумный институт Сибири и Дальнего Востока, Иркутск, 664047 Россия
Исследована популяционная структура штаммов Y. pestis улегейского подвида (генетическая ветвь 0.PE5), эндемичного для природных очагов чумы Монголии и обладающего низким эпидемическим потенциалом в сравнении со штаммами основного подвида чумы. Согласно данным полногеномного SNP анализа 12 штаммов Y. pestis улегейского подвида, выделенных на территории Монголии , с учетом 1581 выявленных коровых SNPs установлено наличие двух основных генетических кластеров, соответствующих географическому распространению штаммов. Первый кластер, названный 0.PE5/1, включает штаммы из аймаков Умнеговь, Уверхангай и Говь-Алтай, расположенных на юге Монголии. Второй кластер 0.PE5/2 состоит из двух субкластеров: 0.PE5/2-1, включающий штаммы из аймаков Баян-Улгий и Ховд, и 0.PE5/2-2, представленный только штаммами из аймака Баян-Улгий. Для выяснения возможных причин избирательной вирулентности штаммов улегейского подвида проведен анализ нуклеотидных последовательностей 79 основных генов факторов патогенности, а также других участков генома. Найдены специфические мутации в генах: irp1, входящем в состав острова высокой патогенности хромосомной области пигментации, и yscQ, участвующем в регуляции синтеза белка LcrV и белков внешней мембраны (Yops), ассоциируемых с вирулентностью возбудителя чумы.
DOI: 10.31857/S0016675820060077
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ И ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОТНОШЕНИЯ Glycyrrhiza glabra L., G. uralensis Fisch. И G. korshinskyi Grig. ПО ДАННЫМ АНАЛИЗА ИЗМЕНЧИВОСТИ МАРКЕРОВ ХЛОРОПЛАСТНОЙ ДНК
1 Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, 620144 Россия; e-mail: hantemirova@ipae.uran.ru
2 Сахалинский филиал Ботанического сада-института Дальневосточного отделения Российской академии наук, Южно-Сахалинск, 693023 Россия
Проведено исследование изменчивости хлоропластной ДНК трех видов солодки Glycyrrhiza glabra L., G. uralensis Fisch. и G. korshinskyi Grig. в основной части ареала в Северной Евразии с использованием межгенных спейсеров 16S–trnA, trnS–trnG, atpH–atpI и trnH–psbA. В результате у 212 растений солодки в 40 популяциях и отдельных местонахождениях выявлено 14 гаплотипов. Обнаружены две основные генетические линии (западная и восточная) и значительная генетическая дифференциация между Glycyrrhiza glabra и G. uralensis (FST = 84%). В то же время полученные данные свидетельствуют об интрогрессивной гибридизации этих видов солодки в прошлом и в современных популяциях, находящихся в зонах контакта разных видов, на Южном Урале и в Зауралье. С этим процессом связано происхождение третьего вида солодки – G. korshinskyi. Результаты нашей работы показывают возможность использования исследованных регионов хпДНК в комбинации с другими молекулярными маркерами и морфологическими характеристиками растений для идентификации разных видов и гибридов солодки.
DOI: 10.31857/S0016675820070061
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ДОМИНАНТНЫХ АЛЛЕЛЕЙ ЛОКУСОВ VRN И ИХ КОМБИНАЦИЙ НА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ФАЗ РАЗВИТИЯ И ПРОДУКТИВНОСТЬ У ЛИНИЙ МЯГКОЙ ПШЕНИЦЫ
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: chumanova@bionet.nsc.ru
С использованием аллель-специфичных праймеров и гибридологического анализа проведено определение аллелей локусов VRN и PPD у линий мягкой пшеницы сорта Безостая 1 (Без1). Проведено изучение продолжительности отдельных фаз развития у линий сорта Без1, несущих различные доминантные аллели генов VRN и их комбинации. Установлено, что у линий с комбинацией двух доминантных аллелей локуса VRN-1: Без1Vrn-A1a Vrn-B1a и Без1Vrn-A1a Vrn-B1c выявлено достоверное уменьшение продолжительности периодов “кущение–первый узел” и “всходы–колошение” по сравнению с исходными изогенными линиями: i:Без1Vrn-A1a, i:Без1Vrn-B1a и i:Без1Vrn-B1c. Кроме того, присутствие двух доминантных аллелей приводит к сокращению времени прохождения этапов органогенеза, что показано при изучения динамики размера и морфологии конуса нарастания у линий сорта Без1. Изучение продуктивности линий сорта Без1 показало, что наиболее продуктивной среди изогенных линий оказалась линия i:Без1Vrn-B1c, а линия Без1Vrn-A1a Vrn-B1c была более продуктивной по сравнению с линией Без1Vrn-A1a Vrn-B1a.
DOI: 10.31857/S0016675820070024
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА Са2+-АТФазы SERCA2a (ATP2A2) И ГЕНА РИАНОДИНОВЫХ РЕЦЕПТОРОВ (RYR2) У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634012 Россия; e-mail: muslimovef@yandex.ru
Проведен анализ уровня относительной экспрессии гена Ca2+-АТФазы SERCA2a (ATP2A2) и гена рианодиновых рецепторов (RYR2) в миокарде 85 больных ишемической болезнью сердца, осложненной сердечной недостаточностью, в зависимости от клинической картины заболевания. Выявлено снижение уровня экспрессии генов ATP2A2 и RYR2 у пациентов с гипертрофией левого желудочка. Установлено, что уровень экспрессии гена RYR2 снижался с утяжелением функционального класса сердечной недостаточности. Обнаружена корреляция между уровнем экспрессии гена ATP2A2 и показателями эхокардиографии.
DOI: 10.31857/S0016675820070103
ГЕНОФОНД ХАКАСОВ И ШОРЦЕВ ПО МАРКЕРАМ Y-ХРОМОСОМЫ: ОБЩИЕ КОМПОНЕНТЫ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РОДОВ
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: vladimir.kharkov@medgenetics.ru
2 Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, Абакан, 655017 Россия
3 Научно-исследовательский институт комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний Сибирского отделения Российской академии наук, Новокузнецк, 654041 Россия
Исследована генетическая структура хакасских и шорских популяций и родов (сеоков) по маркерам Y-хромосомы. Результаты анализа частот гаплогрупп и YSTR-гаплотипов свидетельствуют, что хакасские и шорские сеоки являются родственными объединениями, в большинстве случаем имеющими одного родоначальника по мужской линии. Показано, что генофонд хакасов и шорцев, а точнее часть, маркируемая гаплогруппами Y-хромосомы, структурирована, прежде всего, по родовому принципу. Для подавляющего большинства образцов показана тесная генетическая близость представителей одного сеока. Отдельные гаплогруппы Y-хромосомы в составе хакасского и шорского генофондов демонстрируют их генетическую близость с тувинцами, кетами, алтайцами, телеутами. Это позволяет говорить о единстве обобщенного генофонда коренного южносибирского населения и генетической преемственности популяций, проживающих на данной территории. Выявлены значительные различия между субэтническими группами, вошедшими в состав современных хакасов и шорцев, при этом оба народа формировались на базе общих генетических компонент и демонстрируют генетическое родство по различным родам.
DOI: 10.31857/S0016675820070073
ПОЛИМОРФНЫЕ ВАРИАНТЫ ГЕНА БЕТА-ЦЕПИ ЦИТОХРОМА b-245 НАДФН-ОКСИДАЗЫ: СВЯЗЬ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ РЕДОКС-ГОМЕОСТАЗА И РИСКОМ РАЗВИТИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-го ТИПА
1 Курский государственный медицинский университет, Курск, 305041 Россия; e-mail: azzzzar@yandex.ru
2 Курская городская клиническая больница скорой медицинской помощи, Курск, 305016 Россия
Изучена ассоциация SNPs rs5917471, rs5963327 и rs6610650 гена, кодирующего бета-цепь цитохрома b-245 (CYBB) НАДН-оксидазы, с показателями редокс-гомеостаза плазмы крови и риском развития сахарного диабета 2-го типа (СД2). В исследование было включено 2086 неродственных индивидов славянского происхождения (1022 пациента с СД2 и 1064 здоровых добровольца). Генотипирование SNPs выполнено на геномном масс-спектрометре MassArray Analyzer 4. В связи с локализацией гена CYBB на Х-хромосоме анализ влияния его однонуклеотидных вариантов на предрасположенность к СД2 и показатели редокс-статуса плазмы крови проводили раздельно у мужчин и женщин методом линейного регрессионного анализа, с поправкой на возраст и индекс массы тела. У мужчин установлена ассоциация аллеля Т rs5963327 (OR 1.7, 95% CI 1.06–2.75, P = 0.028) и аллеля А rs6610650 (OR 1.71, 95% CI 1.05–2.78, P = 0.029) с повышенным риском развития СД2. Генотип Т/Т rs5963327 (OR 1.35, 95% CI 1.05–1.73, P = 0.017) и генотип A/A rs6610650 (OR 1.34, 95% CI 1.05–1.72, P = 0.020) были также ассоциированы с риском развития СД2 у женщин. Гаплотип Т-Т-А, включающий минорные аллели изучаемых вариантов rs5917471–rs5963327–rs6610650, ассоциировался с повышенным риском развития СД2 как у мужчин (OR 1.29, 95% CI 1.04–1.58, P = 0.022), так и у женщин (OR 1.27, 95% CI 1.02–1.58, P = 0.034). Больные СД2 имели значимо более высокое содержание перекиси водорода в плазме крови по сравнению с контрольной группой (Р < 0.05) вне зависимости от пола, однако взаимосвязь rs5963327 и rs6610650 с повышенным содержанием окисленного глутатиона GSSG была обнаружена только у женщин. Таким образом, нами впервые выявлены ассоциации rs5963327 и rs6610650 гена CYBB c развитием СД2 и редокс-статусом больных. Исследованные полиморфные варианты гена бета-цепи цитохрома b-245 НАДН-оксидазы могут способствовать смещению баланса в системе редокс-гомеостаза в сторону прооксидантного статуса – характерной черты СД2.
DOI: 10.31857/S0016675820070012
ИЗМЕНЧИВОСТЬ ЛОКУСА mh44 МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК В ПОПУЛЯЦИЯХ ЕЛИ СИБИРСКОЙ
1 Институт леса им. В.Н. Сукачева Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, 660036 Россия; e-mail: * aekart@yandex.ru, *** alya-larion@yandex.ru
2 Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, 620144 Россия; **e-mail: semerikov@ipae.uran.ru
Изучена изменчивость локуса mh44 мтДНК в 24 природных популяциях ели сибирской (Picea obovata Ledeb.). Идентифицировано 13 аллельных вариантов, различающихся по числу повторов 32-нуклеотидного минисателлитного мотива. Определены параметры внутри- и межпопуляционного разнообразия, уровень дифференциации включенных в исследование популяций ели.
DOI: 10.31857/S0016675820070036
СРАВНЕНИЕ ДРЕВНИХ ГАПЛОТИПОВ мтДНК ДАЛЬНЕВОСТОЧНОЙ ПОЛЕВКИ И СОВРЕМЕННЫХ ГАПЛОТИПОВ У ОСТРОВНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ
Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, 690022 Россия; е-mail: sheremet76@yandex.ru
Проведено сравнение древних гаплотипов мтДНК дальневосточной полевки Alexandromys fortis (Buchner, 1889) из пещеры Медвежий Клык и современных гаплотипов полевок островных и прибрежных популяций залива Петра Великого (Японское море). Обнаружено, что древние и современные гаплотипы полевок разделились на две группы. Первая группа включает три древних гаплотипа возрастом более 30 тыс. лет, а также современные гаплотипы, фиксированные на островах архипелага Римского-Корсакова. Ко второй группе относятся древние гаплотипы возрастом 2–5 тыс. лет и современные гаплотипы полевок остальных островных и прибрежных популяций. Во второй группе обнаружено два широко распространенных гаплотипа – Н1 и Н7, при этом последний полностью совпадает с одной из древних последовательностей мтДНК, датированной 2–5 тыс. лет. Показано, что в островные популяции, которые первыми отделялись от материка, сохранили более древние гаплотипы.
DOI: 10.31857/S0016675820070140
ЭНДОГАМНОСТЬ НАСЕЛЕНИЯ СЕВЕРНОЙ ОСЕТИИ (КОНЕЦ ХХ в.)
1 Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова, Москва, 115522 Россия; e-mail: elchinova@med-gen.ru
2 Республиканская детская клиническая больница, Владикавказ, 362003 Россия
3 Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова, Москва, 117997 Россия
4 Национальный научно-исследовательский институт общественного здоровья имени Н.А. Семашко, Москва, 105064 Россия
На основании 28359 брачных записей за 1990–2000 гг. по всей Республике Северная Осетия-Алания подсчитаны индексы эндогамии для различных категорий населения республики: для всего населения в каждом районе, для городского и сельского населения, для основных этнических групп. Картографический анализ показал снижение эндогамности в направлении запад – восток. Полученные значения эндогамии положительно коррелируют со значениями случайного инбридинга. Показано, что Республика Северная Осетия-Алания не является популяцией высшего иерархического уровня, осетинский народ проживает на территории двух республик – Северной и Южной Осетии, не утрачивая родственных связей, несмотря на наличие границ.
DOI: 10.31857/S0016675820070048
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 7 – 2020 г.
Regulatory Mechanism of Maize (Zea mays L.) miR164 in Salt Stress Response
1 Ministry of Agricultural Scientific Observing and Experimental Station of Maize in Plain Area of Southern Region, School of Life Sciences, Nantong University, 226019, Nantong, P.R. China
2 State Key Laboratory of Crop Biology, College of Agronomy, Shandong Agricultural University, Shandong, 271018, Tai’an, P.R. China
Correspondence to X. Song or
P. Li or
B. Wang
Small RNAs, especially microRNAs (miRNAs), play an essential role in the responses and adaptations of plants to many stresses, including salt stress. Characterizing miRNAs that correlate with salt stress will improve our understanding of salt tolerance and thus contribute to the sustainable production of maize. In our previous research, small RNA sequencing and degradome sequencing was performed on a maize inbred line (LH196), and many salt stress-responsive miRNAs and their targets were identified. In this study, the identity of target genes of miR164a was confirmed by quantitative expression analysis. Furthermore, the interactions between miR164a and its target genes were examined in a preliminary experiment using overexpression and target mimicry under salt treatment in maize. The results show that Zma-miR164 may respond to salt stress; because the expression of zma-miR164 was decreased with salt stress, leading to a significant increase in the expression of its target genes GRMZM2G114850 (the NAC transcription factor family proteins NAM, ATAF, and CUC) and GRMZM2G008819 (electron carrier). The NAC transcription factors respond to salt stress by regulating the expression pattern of their downstream genes.
DOI: 10.1134/S1022795420070133
Two Mutations in TP53 Promotes Migration, Invasion, and Proliferation of Human Ovarian Cancer A2780 Cells
University of Electronic Science and Technology of China, 610054, Chengdu, China
Correspondence to N. Man
The ovarian cancer cell line A2780 without endogenous TP53 expression was selected. A plasmid carrying wild-type TP53, TP53 with two point mutations G199X and V157fs, or an empty vector was transfected in A2780 cells with lipofection. Western blot analysis was used to investigate whether the mutant plasmid affects the expression of P53 protein. In addition, the effect of mutation on the migration of A2780 cells was detected with scratch assay, while that on cell invasion was evaluated with transwell assay. We also studied the effect of mutation on the proliferation of A2780 cells with the cell counting kit-8 (CCK-8) assay. As a result, we found that the cells transfected with TP53 G199X and V157fs mutants and empty vector failed to express P53 protein. The migration ability of the cells expressing the two mutant genes was higher than that of the cells expressing the wild-type gene. The invasion ability of the two mutant groups was significantly higher than that of the wild-type group. Cell proliferation was also higher for the two mutant groups and the empty vector group than for the wild-type group. Thus, the two point mutations in TP53 (G199X and V157fs) gene could terminate the expression of P53 protein and promote migration, invasion, and proliferation of ovarian cancer A2780 cells.
DOI: 10.1134/S1022795420070091
Influence of the Breeding System on the Nucleotides Variability of Melanocortin-4 Receptor (MC4r) Gene in Chinchillas (Chinchilla lanigera)
Department of Genetics and Animal Breeding, Faculty of Biotechnology and Animal Husbandry, West Pomeranian University of Technology, 70-311, Szczecin, Poland
Correspondence to J. Bińkowski
The melanocortin-4 receptor (MC4r) located in the hypothalamus is an important element of the signaling pathway involved in the regulation of animal energy homeostasis. There are numerous cases of variability of the MC4r gene that cause the appearance of desirable features from the point of view of breeding progress. In this study, the sequences of the MC4r gene were determined, a series of SNP variations were found in both the coding and non-coding regions of the gene.Two equipotent herds of chinchillas, breeding in accordance with open or closed nucleus program, were examined for the presence of identified variations. It was found that between analyzed herds occurs statistically significant differences in the frequency of genotypes and in the abundance of genetic pools. A potentially significant in terms of breeding process polymorphism c.-136G>A in 5'UTR MC4r gene was observed in both herds.
DOI: 10.1134/S102279542007008X