Аннотации статей. Том 57, 2021 г., № 2
РАЗНООБРАЗИЕ И ФЕНОТИПИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ АЛЛЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ГЕНОВ КОРОТКОСТЕБЕЛЬНОСТИ Rht У ПШЕНИЦ
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: igor3419@gmail.com
Обзор посвящен описанию аллельных вариантов генов Rht и их влияния на признаки, связанные с ростом, развитием и урожайностью растений пшеницы. Рассмотрено влияние генов Rht на рост и развитие растений пшеницы через посредство DELLA-белков. Предлагается новая классификация растений пшениц по высоте (длине стебля), основанная на наличии/отсутствии в их генотипах конкретных аллелей генов Rht, определяемых молекулярно-генетическими методами.
DOI: 10.31857/S0016675821020107
ГЕНОМОГЕНЕЗ МИКРОБА ЧУМЫ Yersinia pestis КАК ПРОЦЕСС МОЗАИЧНОЙ ЭВОЛЮЦИИ
Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, 119071 Россия; e-mail: vvsuntsov@rambler.ru
Руководящим методологическим принципом современного молекулярно-генетического (МГ) подхода в проблеме видообразования микроба чумы Yersinia pestis является сальтационистская парадигма горизонтального переноса генов. К главным видообразующим событиям относят встраивание в геном предкового психрофильного сапрозоонозного псевдотуберкулезного микроба Y. pseudotuberculosis O:1b двух специфических для чумного микроба плазмид вирулентности pFra и pPst, а также инактивации/делеции генов, утративших функции. Альтернативный экологический подход раскрывает “дарвинский” механизм формирования генома чумного микроба в температурно-континуальной (5–37°С) среде – паразитарной системе монгольский сурок–сурочья блоха (Marmota sibirica–Oropsylla silantiewi), проявляющей промежуточные свойства между средами обитания предкового и производного видов. В соответствии с экологическим сценарием происхождения чумы интерпретирована эволюционная судьба 18 хорошо изученных генов и генных структур чумного микроба. Показано, что постепенное преобразование генома псевдотуберкулезного микроба в геном возбудителя чумы проходило по мозаичному принципу и соответствовало трем формам адаптации: инадаптации, преадаптации и неоадаптации. Перспектива развития теории происхождения чумы видится в синтезе МГ и экологического подходов.
DOI: 10.31857/S0016675821020119
ФОСФАТАЗА Pph3 ВОВЛЕЧЕНА В РЕГУЛЯЦИЮ БЕЗОШИБОЧНОЙ ВЕТВИ ПОСТРЕПЛИКАТИВНОЙ РЕПАРАЦИИ В ДРОЖЖАХ Saccharomyces cerevisiae
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”, Гатчина, 188300 Россия; e-mail: korolev_vg@pnpi.nrcki.ru
Фосфатазный комплекс PPH3 состоит из трех субъединиц: каталитической Рph3 и вспомогательных Pph2 и Psy4. Pph3 также образует двойной комплекс с субъединицей Psy2, который связывается с киназой Rad53 и дефосфорилирует ее без привлечения третьей субъединицы. Тройной комплекс дефосфорилирует γН2А. Ранее мы показали, что ген HSM6 соответствует гену PSY4 на генетической карте Saccharomyces cerevisiae. Мутация hsm6-1 повышает скорость спонтанного и частоту УФ-индуцированного мутагенеза. В настоящей работе мы показали, что мутации в гене PPH3 увеличивают скорость спонтанного репаративного мутагенеза в 7 раз, при этом мутации pph3Δ и hsm6-1 эпистатируют. При высоких дозах частота УФ-индуцированных мутаций у мутантов pph3Δ, psy4Δ и hsm6-1 одинакова и превышает уровень мутагенеза в штамме дикого типа приблизительно двукратно. Все мутанты показывают более высокую (примерно 10-кратную) частоту γ-индуцированных мутаций по сравнению со штаммом дикого типа. Объединение мутаций в генах, кодирующих субъединицы PPH3, и мутаций в MMS2 и XRS2, контролирующих безошибочный путь пострепликативной репарации, приводит к блокированию PPH3-специфического УФ-индуцированного мутагенеза. Таким образом, мы идентифицировали комплекс PPH3 в качестве нового фактора, вовлеченного в регуляцию безошибочной ветви пострепликативной репарации. Двойной мутант по генам PTC2 и PTC3, кодирующим две другие фосфатазы, дефосфорилирующие Rad53, не отличается от штамма дикого типа в отношении УФ-индуцированного мутагенеза и выживаемости. Это означает, что гиперфосфорилирование только Pph3-специфических сайтов белка Rad53 и гистона Н2А увеличивает уровень УФ-мутагенеза.
DOI: 10.31857/S0016675821010069
ОСОБЕННОСТИ quorum sensing СИСТЕМЫ SprIR Serratia proteamaculans 94 И ЕЕ УЧАСТИЕ В РЕГУЛЯЦИИ КЛЕТОЧНЫХ ПРОЦЕССОВ
1 Институт молекулярной генетики Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”, Москва, 123182 Россия; e-mail: khmel@img.ras.ru
2 Ярославльский государственный университет им. П.Г. Демидова, Ярославль, 150003 Россия
3 Научно-исследовательский институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, 119899 Россия
4 Отдел патологии растений и микробиологии, Иерусалимский университет, Реховот, 76100 Израиль
Исследована регуляторная quorum sensing система SprIR психротрофного штамма Serratia proteamaculans 94. Сконструирован мутант с инактивированным геном sprR, кодирующим регуляторный рецепторный белок SprR. Показано, что инактивация этого гена влияла на состав жирных кислот, синтезируемых S. proteamaculans 94, и не влияла на синтез N-ацил-гомосеринлактонов (АГЛ), активности внеклеточных протеаз, хитиназ, гемолизинов, на свимминг-миграцию клеток и подавление роста мицелия фитопатогенных грибов летучими соединениями, выделяемыми этим штаммом. Инактивация гена sprI (но не гена sprR) снижала образование биопленок, которое увеличивалось при внесении в культуру экзогенного АГЛ. Проведенный сравнительный протеомный анализ клеток исходного штамма и мутантов с инактивированными генами sprI и sprR показал, что экспрессия 30 белков S. proteamaculans 94 находится под влиянием quorum sensing системы SprIR.
DOI: 10.31857/S0016675821020144
АНАЛИЗ СЦЕПЛЕНИЯ ГЕНОВ, КОНТРОЛИРУЮЩИХ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ РАСТЕНИЙ ЯЧМЕНЯ НА ХРОМОСОМЕ 6
Белгородский федеральный аграрный научный центр Российской академии наук, Белгород, 308001 Россия; e-mail: v.netsvetaev@yandex.ru
На основе генетического анализа F2 по F3 комбинации М13 × r “e”+o проведена оценка частот рекомбинации между генетическими факторами хромосомы 6 (=6H) у ячменя. Исследование включало следующие гены: r“e” (гладкие ости “e”), sex 1 (щуплый эндосперм, ксения 1), o (оранжевая окраска цветковой чешуи), gs 4 (отсутствие воскового налета на колосе 4), Amy 1–7 (α-амилаза 1, тип 7). Локус Amy 1 идентифицировали путем разделения альфа-амилазы с помощью электрофореза при рН 8.3. На основе пятиточечного теста установлен следующий порядок расположения изученных локусов в хромосоме 6 (=6H): 6S–r“e” (=raw 5) – gs 4 (=gsh 4) – o (=rob 1) – cen – Sex 1 –Amy 1 – 6L. Оценка сцепления и анализ данных литературы свидетельствуют, что среди указанных генов локусы Sex 1 и Amy 1 находятся в длинном плече хромосомы 6, остальные генетические факторы ассоциированы с коротким плечом этой хромосомы. Центромера находится между генетическими факторами Sex 1 и o (=rob 1). В целом представленные данные свидетельствуют о необходимости корректировки генетической карты сцепления хромосомы 6 (= 6H) ячменя.
DOI: 10.31857/S0016675821020077
ЭКОЛОГО-ФИТОЦЕНОТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ, ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ И СТРУКТУРА ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ РЕЛИКТОВОГО ВИДА АКВАФЛОРЫ Isoetes lacustris L. В БЕЛАРУСИ
1 Центральный ботанический сад Национальной академии наук Беларуси, Минск, 220012 Беларусь; e-mail: nastassia_vlasova@yahoo.com
2 Белорусский государственный университет, Минск, 220030 Беларусь
С использованием RAPD- и ISSR-систем изучены генетическое разнообразие и структура популяций Isoetes lacustris L. реликтового вида аквафлоры, приуроченного к олиготрофным озерам и резко сокращающего численность в Европе. Для четырех изученных популяций вида на южной границе ареала в Беларуси совокупно выявлено 127 маркеров (90.6 полиморфных, 83.5% информативных). На уровне вида показатели генетической изменчивости составили: He = 0.247, Pp = 100%, I = 0.390. Выявлен средний уровень подразделенности (φPT = 0.269, p ≥ 0.001; Fst = 0.193, p ≥ 0.0001) и генетического обмена (2.7 мигранта на поколение). Бóльшая доля изменчивости (73.13%) приходится на внутрипопуляционный уровень, 13.36% – на межпопуляционный, а 13.51% объясняет различия между регионами (южными и северными популяциями). Ранжирование по генетическому разнообразию (He = 0.063–0.243; Pp = 17.92–93.4%; I = 0.095–0.379) и обнаружение индивидуальных аллелей определяет уникальность каждой популяции и значимость в программах по охране вида. Уменьшение уровня генетического разнообразия в малочисленных изолированных популяциях в совокупности с лимитирующими факторами (естественные – южный предел распространения, антропогенные – эвтрофирование и изменение режима озер) представляют угрозу для развития популяций и распространения вида в Беларуси. На основе интегрального анализа эколого-фитоценотических характеристик обитаний I. lacustris, уровня и структуры генетического разнообразия его популяций предложены меры по in situ и ex situ сохранению вида.
DOI: 10.31857/S0016675821020132
АНАЛИЗ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОМА D СИНТЕТИЧЕСКОЙ ПШЕНИЦЫ, ПОЛУЧЕННОЙ НА ОСНОВЕ Аe. tauschii L.
1 Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина, Омск, 644008 Россия; e-mail: * iv.pototskaya@omgau.org, ** vp.shamanin@omgau.org
2 Университет Висконсина, Мэдисон, 53705 США
3 Университет штата Вашингтон, Пулман, 99164 США
Методом SNP-анализа с помощью панели iSelect90К изучено генетическое разнообразие линий синтетической гексаплоидной пшеницы, полученных в университете Киото (Япония) в результате гибридизации сорта твердой пшеницы Langdon (Triticum durum, 2n = 4x = 28, BBAA) с образцами Aegilops tauschii (2n = 2x = 14, DD) различного эколого-географического происхождения. Уровень геномной вариабельности оценивали по значениям генетических расстояний Emma (Efficient Mixed-Model Association) и геномной матрицы родства (G). Генетическое разнообразие генома D синтетических линий на 50% выше, чем у геномов A и В. Наибольший генетический полиморфизм отмечен у линии Langdon/Ku-2105 из провинции Пехлеви на южном побережье Каспийского моря и линии Langdon/Ig 131606 из Кыргызстана. Меньшим генетическим разнообразием по D-геному отличались линии из Индии (Langdon/Ig 48042), провинций Ирана Сари и Бальбусар (Langdon/Ku-2088, Langdon/Ku-2093, Langdon/Ku-2096) и Туркменистана (Langdon/Ig 26387). Таким образом, вовлечение в гибридизацию синтетических гексаплоидов пшеницы на основе образцов Ae. tauschii из района Каспийского бассейна позволит расширить генетическое разнообразие сортов пшеницы и повысить эффективность использования генетических ресурсов.
DOI: 10.31857/S0016675821020089
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИИ ГОЛШТИНИЗИРОВАННОГО ЧЕРНО-ПЕСТРОГО СКОТА ПО МИКРОСАТЕЛЛИТНЫМ ЛОКУСАМ
Уральский федеральный аграрный научно-исследовательский центр Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, 620142 Россия; e-mail: shatalinao@list.ru
Приведены результаты исследования генетической структуры популяции крупного рогатого скота по 12 микросателлитным локусам. Объект исследования – 702 особи крупного рогатого скота голштинизированной черно-пестрой породы. Установлено, что в среднем гетерозиготность животных по локусам составляет 78.3%. Среднее число аллелей на локус составляет 7.0 ± 0.08. Наибольшее распространение в популяции получил аллель 248 пн локуса SPS115 – 0.644. Генотип 248/248 локуса SPS115 имеет наибольшую частоту встречаемости – 0.446. В популяции выявлено 169 редких генотипов с частотой встречаемости меньше 0.010.
DOI: 10.31857/S0016675821020090
АНАЛИЗ ТРАНСКРИПТОВ ГЕНОВ ПРОТАМИНОВ 1 И 2 ТИПОВ И ФРАГМЕНТАЦИЯ ДНК В СПЕРМАТОЗОИДАХ У ПАЦИЕНТОВ КЛИНИК ВРТ
1 Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии им. Д.О. Отта,
Санкт-Петербург, 199034 Россия; е-mail: mashamazilina@gmail.com
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия
Изучение кодирующих и некодирующих РНК сперматозоидов перспективно для поиска новых клинических маркеров мужской фертильности и разработки оптимального алгоритма преодоления бесплодия. Целью данной работы был поиск взаимосвязи между количеством мРНК протаминов 1 и 2 типов в эякулированных сперматозоидах и фрагментацией их ДНК, а также результатами спермиологического анализа пациентов. Работа выполнена на 33 образцах эякулята мужчин, проходивших обследование и лечение по поводу бесплодия. Для всех пациентов был проведен стандартный спермиологический анализ, оценка одно- и двунитевых разрывов ДНК сперматозоидов методом TUNEL, выделение РНК из сперматозоидов и количественный анализ транскриптов генов протаминов методом ОТ-ПЦР в реальном времени. Согласно полученным данным изменение соотношения между мРНК протаминов 1 и 2 типов связано с нарушением параметров спермограммы; в группе пациентов с патозооспермией (n = 14) данное соотношение достоверно выше, чем в группе пациентов с нормозооспермией (n = 19) (3.43 ± 0.22 против 2.86 ± 0.16, p < 0.05). Выявлена статистически значимая корреляция (r = 0.33, p < 0.05) между долей сперматозоидов с фрагментированной ДНК и соотношением количества мРНК генов PRM2 и PRM1. В группе пациентов с долей сперматозоидов с фрагментированной ДНК выше референсного значения (n = 14) соотношение протаминов статистически значимо выше, чем в группе пациентов с аналогичным показателем в пределах нормы (n = 19) (3.26 ± 0.19 против 2.74 ± 0.18, p < 0.05). Установлено, что нарушение параметров спермограммы (патозооспермия) и повышение фрагментации ДНК сперматозоидов ассоциируется с уменьшением экспрессии гена PRM2 по сравнению с PRM1.
DOI: 10.31857/S0016675821020053
ВЛИЯНИЕ ПОЛИМОРФИЗМА INDEL ЛЕЙКОЦИТАРНОГО АНТИГЕНА ЧЕЛОВЕКА G (HLA-G) И СЕЗОНА РОЖДЕНИЯ НА РИСК РАЗВИТИЯ ШИЗОФРЕНИИ И ЕЕ КЛИНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ
Научный центр психического здоровья, Москва, 115522 Россия; e-mail: korovaitseva@mail.ru
Модулируя иммунологические отношения между матерью и плодом, а также взаимодействуя с различными средовыми факторами, HLA-G играет важную роль в развитии головного мозга эмбриона и потому рассматривается в качестве одного из факторов риска шизофрении. Мы изучали связь INDEL полиморфизма гена HLA-G с шизофренией и ее клиническими особенностями с учетом сезона рождения. Выборка больных включала в себя 1171 человека с шизофренией, группу контроля составили 575 психически здоровых человек без наследственной отягощенности психическими заболеваниями. Выявлено взаимодействие изучаемого полиморфизма и сезона рождения. Обнаружено, что у мужчин, носителей генотипа D/D, родившихся летом, риск развития шизофрении увеличивается (ОШ = 1.95, 95% ДИ: 1.01–3.78). Проведенный нами анализ показал, что независимо от сезона рождения больных шизофренией полиморфизм INDEL не оказывает влияния на клинические особенности шизофрении: возраст начала заболевания и выраженность симптоматики.
DOI: 10.31857/S0016675821020065
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОТБОРА ПО ОГРАНИЧЕННОМУ ПОЛОМ ПРИЗНАКУ: К ВОПРОСУ О СУЩЕСТВОВАНИИ ПОЛИМОРФИЗМА ПО РАЗМЕРУ ПОМЕТА В ЕСТЕСТВЕННЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ ПЕСЦОВ
1 Институт автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, 690041 Россия; e-mail: axanka@iacp.dvo.ru
2 Институт комплексного анализа региональных проблем Дальневосточного отделения Российской академии наук, Биробиджан, 679016 Россия; e-mail: frisman@mail.ru
Предложена модель отбора по признаку, ограниченному полом и проявляющемуся у особей женской части популяции. Модель модифицирована для описания отбора по такому признаку в экологически лимитированной популяции с возрастной структурой. Результаты моделирования направлены на объяснение существующего генетического разнообразия по размеру помета в различных (естественных и искусственных) популяциях песцов (Alopex lagopus). Модель предполагает, что поддержание полиморфизма по размеру помета связано с наличием периодических изменений в обеспеченности естественных популяций песцов кормом и существенно зависит от параметра, описывающего относительное преимущество в выживаемости особей из малых пометов при бескормице. В работе показано, что отбор по ограниченному полом признаку обеспечивает поддержание полиморфизма по размеру помета в более широком диапазоне значений данного параметра, чем отбор по не ограниченному полом приз