Аннотации статей. Том 57, 2021 г., № 7
РЕГУЛЯТОРЫ ЭЛОНГАЦИИ И АРХИТЕКТУРНЫЕ БЕЛКИ – НОВЫЕ УЧАСТНИКИ ТРАНСКРИПЦИИ ГЕНОВ ЭУКАРИОТ
Институт биологии гена Российской академии наук, Москва, 119334 Россия; e-mail: mazinam@genebiology.ru
До последнего времени основными белками-корегуляторами транскрипции принято было считать комплексы, изменяющие структуру хроматина, – ремоделеры и модификаторы гистонов. Однако новейшие исследования механизмов регуляции транскрипции позволили внести уточнения в данную классификацию. Были выделены два дополнительных класса транскрипционных корегуляторов: регуляторы элонгации и белки/белковые комплексы, изменяющие трехмерную структуру хроматина. В данном обзоре мы суммировали наиболее свежую информацию о возможностях регулирования транскрипции генов эукариот посредством влияния на элонгацию и трехмерную структуру хроматина. Мы обсуждаем такие актуальные вопросы, как регуляция “паузинга” РНК-полимеразы II и скорости элонгации транскрипции, подавление криптической транскрипции в теле гена, а также роль белков/белковых комплексов в формировании обособленных топологических доменов и обеспечении связи между энхансерами и промоторами генов.
DOI: 10.31857/S001667582106014X
МикроРНК КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ БИОМАРКЕРЫ САХАРНОГО ДИАБЕТА 2-го ТИПА
1 Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии
им. Д.О. Отта, Санкт-Петербург, 199034 Россия; e-mail: ziravard@yandex.ru
2 Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия
МикроРНК – малые некодирующие РНК, участвующие в посттранскрипционной регуляции экспрессии генов. В последние годы были опубликованы работы, демонстрирующие изменение профиля микроРНК в тканях при сахарном диабете 2-го типа. В настоящей работе проведен систематический обзор результатов 91 исследования, опубликованных с ноября 2009 г. по июнь 2020 г. Рассматриваются перспективы использования miR-29a, -34a, -126, -144, -375 в качестве потенциальных биомаркеров сахарного диабета 2-го типа, а также обсуждаются возможные гены-мишени этих микроРНК и механизмы участия в метаболизме глюкозы.
DOI: 10.31857/S0016675821060102
ЭКСПЕРИМЕНТ ПО ДОМЕСТИКАЦИИ ЛИСИЦ И ЭВОЛЮЦИЯ СОБАК С ПОЗИЦИИ СОВРЕМЕННЫХ МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ И АРХЕОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: * trut@bionet.nsc.ru, ** herbek@bionet.nsc.ru
Одомашнивание растений и животных – одно из самых значительных культурных достижений, повлиявших на эволюционную историю человека. Первым одомашненным животным была собака. Несмотря на многочисленные исследования, ранние этапы доместикации собаки остаются малопонятными. В обзоре подчeркиваются параллели в изменении поведения и его молекулярно-генетических основ у доместицируемых лисиц и собак, с особым акцентом на “древних” породах. Описаны три подхода к изучению молекулярно-генетических механизмов доместикации и даны некоторые их результаты, полученные путeм использования современных методов, включая высокопроизводительное секвенирование. Первый подход – экспериментальное моделирование ранних этапов доместикации на промышленном объекте – лисице. Второй подход – сравнительный анализ современных собак и волков. Третий подход включает палеогенетический анализ древних собак и волков с учетом их археологического контекста. Обсуждены филогенетические и филогеографические подходы к изучению одомашнивания собаки и их роль в комплексной реконструкции механизмов доместикации. Актуальные затруднения, связанные с оценкой времени, географической локализацией и реконструкцией молекулярных механизмов доместикации собаки, рассмотрены в контексте стратегий формирования выборок для геномного анализа. Обсуждается возможная роль генов сигнальной системы глутаматных рецепторов и клеток нервного гребня, имеющих широкий плейотропный эффект, в качестве важнейших мишеней отбора при экспериментальной и исторической доместикации. В заключение еще раз подчеркивается целесообразность изучения механизмов доместикации не только и, возможно, не столько путем исследования взрослых животных, сколько с помощью анализа различных стадий развития как на молекулярном, так и на организменном уровне.
DOI: 10.31857/S0016675821070146
СООТНОШЕНИЕ ЛЕТАЛЬНЫХ И МУТАГЕННЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ В ДНК ПЛАЗМИД И БАКТЕРИОФАГОВ, ИНДУЦИРОВАННЫХ 8-МЕТОКСИПСОРАЛЕНОМ + УФ (λ ≥ 320 нм)
1 Государственный научно-исследовательский институт генетики и селекции промышленных микроорганизмов
Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”, Москва, 117545 Россия; e-mail: * v-kotova@mail.ru, ** zavilgel@mail.ru
2 Институт общей генетики им. НИ. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
3 Научно-исследовательский центр “Курчатовский институт”, Москва, 123098 Россия
Проведено измерение K-соотношения количеств диаддуктов (D) и моноаддуктов (M), индуцированных 8-метоксипсораленом (8-МОП) в ДНК, упакованной в головке бактериофага λ и в ДНК плазмиды pBR322 при УФ-облучении (λ ≥ 320 нм). Определены вероятности P UVR-эксцизионной репарации моноаддуктов 8-МОП, а также S и Sm SOS-репарации диаддуктов и моноаддуктов 8-МОП. Измерение P проводилось с использованием ангулярного производного ангелицина. Показано, что P = 0.86. Для определения S и Sm использовали бактериофаг λ11, обработанный 8-МОП + УФ (λ ≥ 320 нм) или 8-МОП + УФ (λ ≥ 380 нм), и высеянный или на предварительно облученные коротковолновым УФ (λ = 254 нм) бактерии, или на бактерии с конститутивным синтезом генов SOS-регулона, а также на бактерии, содержащие плазмиду pKM101. У бактериофага λ11 определяли степень W-реактивации (α) и частоту W-мутагенеза clear-мутаций (m). Показано, что диаддукты (“сшивки”) 8-МОП репарируются бактериальной SOS-системой с вероятностью S = 0.28–0.29, а моноаддукты 8-МОП репарируются бактериальной SOS-системой с вероятностью Sm = 0.41 лишь при участии фермента MucA’2B, гены которого расположены в конъюгативной плазмиде pKM101.
DOI: 10.31857/S0016675821070092
ПОПУЛЯЦИОННАЯ СТРУКТУРА И ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФОРМ Сoregonus lavaretus pidschian ИЗ р. ОЛЕНЁК
1 Институт систематики и экологии животных Сибирского отделения
Российской академии наук, Новосибирск, 630091 Россия; e-mail: ih@eco.nsc.ru
2 Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства, Санкт-Петербург, 199053 Россия
3 Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Амосова, Якутск, 677980 Россия
4 Арктический государственный агротехнологический университет, Якутск, 677007 Россия
5 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
Представлены результаты морфогенетического анализа симпатрических форм/видов сигов комплекса Coregonus lavaretus pidschian (Coregonus pidschian) бассейна р. Оленёк. Установлено, что в бассейне р. Оленёк обитают три дистантные формы сигов, две из которых – C. lavaretus pidschian n. brachymystax и C. lavaretus pidschian n. glacialis – приурочены к приустьевому участку реки, а третья обнаружена в среднем течении реки. Показано, что все формы/виды имеют близкое число жаберных тычинок и прободенных чешуй в боковой линии, но различаются по размерам и внешнему облику. Анализ изменчивости гена ND1 мтДНК показал, что эти сиги принадлежат к филогруппам, ранее выявленным в водоемах п-ва Таймыр. Новая форма сига из среднего течения р. Оленёк имеет такую же мтДНК, как и ледниково-равнинный сиг, а по данным аллозимного анализа он относится к группе восточносибирских сигов, что свидетельствует о гибридной природе этой формы.
DOI: 10.31857/S0016675821070043
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ И ФИЛОГЕНИЯ ПУХОВЫХ КОЗ ЦЕНТРАЛЬНОЙ И СРЕДНЕЙ АЗИИ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, ГСП-1, Москва, 119991 Россия; e-mail: svbeketov@gmail.com
2 Федеральный исследовательский центр – ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста, Московская область, г/о Подольск, п. Дубровицы, 142132 Россия
3 Российский государственный аграрный университет – Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева, Москва, 127550 Россия
С использованием микросателлитных маркеров исследовано генетическое разнообразие, родственные связи и дрейф генов трех пород и семи популяций шерстных (пуховых) коз Центральной и Средней Азии. Получены параметры аллельного и генетического разнообразия аборигенных популяций монгольских коз (гурван эгч, дархатская, бурах завхан, ульгий уулан, алтай уулан), двух популяций местных тувинских коз, советской и таджикской шерстных пород коз и оренбургской пуховой козы. С использованием метода главных компонент выявлены две основные группы коз, в одной из которых объединены преимущественно монгольские аборигенные популяции, а в другой – среднеазиатские породы коз. Популяции тувинской местной козы разделились между соотвествующими группами. При этом монгольские козы характеризовались высоким внутрипопуляционным разнообразием и достаточно низким уровнем генетических различий между популяциями. Полученные данные свидетельствуют о существовании корреляции генетических отношений между рассматриваемыми популяциями и породами пуховых коз и их географическим распределением.
DOI: 10.31857/S0016675821070031
ИЗМЕНЧИВОСТЬ КОНТРОЛЬНОГО РЕГИОНА МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ДНК И ФИЛОГЕОГРАФИЯ БОЛЬШОГО СУСЛИКА (Spermophilus major, Sciuridae, Rodentia)
1 Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наук, Москва, 119334 Россия; e-mail: rusmarmot@yandex.ru
2 Московский государственный университет, Москва, 119234 Россия
3 Пензенский государственный университет, Пенза, 440026 Россия
Большой суслик (Spermophilus major) – широкоареальный вид, имеющий протяженный ареал, частично разделенный Уральским хребтом на восточную и западную части. Ранее была обнаружена гибридизация большого суслика в зонах контакта с пятью другими видами Spermophilus, сопровождающаяся массовой интрогрессией их митохондриальных геномов. В настоящей работе впервые проведен сравнительный анализ изменчивости контрольного региона мтДНК S. major на всем ареале вида, без учета влияния чужеродных гаплотипов. Показано, что видоспецифичные гаплотипы S. major распространены во всех частях его современного ареала и характеризуются низким уровнем внутривидовой изменчивости. Филогеографическая структура большого суслика слабо дифференцирована и не образует ярко выраженных географически локализованных филетических линий. В целом ареал вида представляет собой единое генетическое пространство, слабо разделенное Уральским горным массивом. Пространственное распределение гаплотипов свидетельствует о наличии на Среднем Урале обмена между западной и восточной частями ареала. Показатели генетического разнообразия свидетельствуют в пользу экспансивного характера роста численности популяции, возможного расширения ареала из восточной части в западном направлении и кратковременных контактов предуральских и зауральских северных популяций. Результаты анализа генетической изменчивости S. major не поддерживают принятую подвидовую систему.
DOI: 10.31857/S0016675821070055
СПЕКТР И НОВЫЕ ПАТОГЕННЫЕ ВАРИАНТЫ В ГЕНЕ RS1 У РОССИЙСКИХ БОЛЬНЫХ Х-СЦЕПЛЕННЫМ РЕТИНОШИЗИСОМ
Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова, Москва, 115478 Россия; e-mail: cany@yandex.ru
Х-сцепленный ювенильный ретиношизис – наследственное заболевание глаз, относящееся к группе ретинальных дистрофий. В данной работе представлены результаты поиска патогенных вариантов в гене RS1 у 48 неродственных мужчин с диагнозом “Х-сцепленный ювенильный ретиношизис”. Молекулярно-генетический диагноз установлен у 77% пробандов. Выявлено 27 различных патогенных вариантов, в том числе восемь новых, ранее неописанных. Спектр мутаций в гене RS1 у российских больных характеризуется высоким разнообразием и отсутствием мажорных мутаций.
DOI: 10.31857/S0016675821070134
ВЛИЯНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА ADAMTS1 НА РАДИАЦИОННО-ИНДУЦИРОВАННЫЙ ОТВЕТ КЛЕТОЧНОЙ ЛИНИИ HеLа
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: renata.savchenko@medgenetics.ru
2 Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 634050 Россия
3 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия
4 Томский областной онкологический диспансер, Томск, 634063 Россия
5 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, 634050 Россия
Проведен анализ влияния дифференциальной экспрессии гена ADAMTS1 на радиационно-индуцированный ответ в клеточных линиях HeLa с нокаутом и сверхэкспрессией гена ADAMTS1. Клеточная линия с нокаутом гена была получена с помощью системы редактирования генома CRISPR/Cas9. Сверхэкспрессия гена ADAMTS1 обеспечивалась с помощью временной трансфекции плазмиды, содержащей кодирующую последовательность изучаемого гена. После воздействия на клеточные линии γ-излучением в диапазоне доз 2–8 Гр оценена клональная выживаемость, уровень микроядер и фокусов белков репарации ДНК γH2AX и 53BP1. Показано, что клеточная линия HeLa с нокаутом гена ADAMTS1 характеризуется снижением клональной выживаемости в 1.9 раз (p < 0.05) после облучения в дозе 2 Гр и повышенной частотой микроядер (55.3 ± 8.3‰) по сравнению с исходной клеточной линией HeLa (36.0 ± 4.2‰, p < 0.05), но не отличается по уровню фокусов белков репарации ДНК. Трансфекция клеточной линии HeLa с нокаутом ADAMTS1 плазмидой, несущей кодирующую последовательность изучаемого гена, приводит к снижению частоты радиационно-индуцированных микроядер с 55.3 ± 8.3 до 28.7 ± 10.3‰ (p < 0.05), что сопоставимо с частотой микроядер в исходной клеточной линии HeLa после облучения (36.0 ± 4.2‰). Полученные данные свидетельствуют об участии ADAMTS1 в формировании радиационно-индуцированного ответа в данном типе клеток.
DOI: 10.31857/S0016675821070122
ОЦЕНКА ЧИСЛА ГЕНОВ, ПОЛИМОРФИЗМ КОТОРЫХ ВЛИЯЕТ НА УРОВЕНЬ НЕЙРОТИЗМА
1 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения
Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: aks@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090 Россия
Нейротизм – одна из основных личностных характеристик человека, являющаяся важным фактором риска развития психических заболеваний. Интенсивные генетические исследования последних лет позволили сформировать список из примерно 600 генов-кандидатов нейротизма. В этот список вошли как гены, полиморфизм которых непосредственно меняет уровень нейротизма, так и гены, экспрессия которых контролируется генетическими вариантами, лежащими вне гена. Первая группа генов кажется наиболее интересной, поскольку внутригенные сигналы ассоциации легче интерпретировать и для них меньше вероятность ложноположительного результата. В данной работе мы оценили число таких генов в списке из почти 600 известных генов-кандидатов нейротизма, проведя сравнительный анализ результатов двух опубликованных исследований. Мы показали, что 98 из списка известных генов-кандидатов ассоциированы с нейротизмом благодаря своему внутригенному полиморфизу, а 134 – благодаря генетическим вариантам, лежащим вне гена. Для остальных генов мы оценили шанс оказаться в первой группе генов. В итоге, согласно нашим оценкам, только от 153 до 198 генов из почти 600 известных генов-кандидатов нейротизма могут влиять на признак благодаря своему внутригенному полиморфизму. Таким образом, на примере нейротизма мы впервые показали, что только для 25–33% генов, идентифицированных общепринятыми методами, контроль признака обеспечивается внутригенным полиморфизмом. Эта оценка позволяет предсказать эффективность полноэкзомного секвенирования для увеличения мощности анализа ассоциаций.
DOI: 10.31857/S001667582107002X
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 7 – 2021 г.
Polymorphism, Molecular Characteristics of Alpha-Lactalbumin (LALBA) Gene in River and Swamp Bbuffalo
1 Faculty of Animal Science and Technology, Yunnan Agricultural University, 650201, Kunming, Yunnan, China
2 Teaching Demonstration Center of the Basic Experiments of Agricultural Majors, Yunnan Agricultural University, 650201, Kunming, Yunnan, China
Correspondence to Y.W. Miao
Alpha-lactalbumin (α-LA) is a unique whey protein associated with lactation traits in ruminants, but so far, buffalo LALBA gene have not been well understood. In this work, the polymorphisms of LALBA gene in river type and swamp type buffalo were identified using direct sequencing of PCR product. As a result, 26 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were determined in the LALBA in two types of buffalo, of which three were located in the 5’ untranslated region (UTR), eighteen in the coding sequence (CDS), and five in the 3’ UTR, and the variation pattern of LALBA gene was different between two types of buffalo. Ten SNPs in the CDS were non-synonymous, among which the amino acid changes caused by the c.95A>G, c.218A>G, c.286T>G and c.308A>G may affect the function of buffalo α-LA. A total of 11 LALBA CDS haplotypes was defined, of which B1 and B3 haplotypes were shared by river and swamp buffalo and the remainings were only found in river buffalo. Accordingly, nine variants and two synonymous variants of buffalo α-LA were inferred, named variant A, A1, A2, B, C, D, E, F, G, H and I, respectively. The length of LALBA CDS for two types of buffalo was 429 nucleotides, encoding a precursor protein of 142 amino acids (AAs), and the first 19 AAs constitute a signal peptide. The composition and physicochemical characteristics of two types of buffalo α-LAs were the same, but slightly different from those of cattle α-LA. The α-LA mature peptides of buffalo and Bos genus contain a LYZ_LA functional domain and their tertiary structures are highly consistent, indicating that they are functionally similar. Our results provided initial insights into the variation, characteristics and biological function of buffalo LALBA gene.
DOI: 10.1134/S1022795421070085