Аннотации статей. Том 58, 2022 г., № 5
ГЕН-ИММУННАЯ ТЕРАПИЯ РАКА. ПОДХОДЫ И ПРОБЛЕМЫ
1 Институт молекулярной генетики Национального исследовательского центра
“Курчатовский институт”, Москва, 123182 Россия; e-mail: irina.alekseenko@mail.ru
2 Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова
Российской академии наук, Москва, 117997 Россия
Опухолевая гетерогенность и постоянная селекция в опухоли устойчивых к терапии раковых клеток требуют комбинаторных подходов к лечению рака, воздействующих на разные жизненно важные процессы в опухоли. Иммунотерапия совершила революционный переворот в подходах к лечению рака. Сегодня многие комбинаторные методы сгруппированы вокруг этого вида лечения. Большинство противоопухолевых иммунотерапевтических агентов вводятся внутривенно, что вызывает серьезные, зачастую опасные для жизни, побочные эффекты из-за накопления этих агентов в тканях, не являющихся мишенями. Побочные эффекты могут быть снижены при использовании локальной терапии, ограниченной опухолью, но при этом вызывающей системный противоопухолевый иммунный ответ. Локальность воздействия может быть достигнута посредством внутриопухолевого введения терапевтических генов. Эти гены могут кодировать множество терапевтических продуктов, начиная с ингибиторов контрольных точек и иммуномодуляторов и заканчивая ферментами, которые обеспечивают внутриопухолевое превращение пролекарств в химиотерапевтические агенты (ген-направленная энзиматическая пролекарственная терапия, ГНЭПТ). В данном обзоре мы рассмотрим подходы, использующие внутриопухолевое введение терапевтических генов, кодирующих молекулы иммунных контрольных точек, цитокинов, сигналов опасности, ферментов ГНЭПТ, а также их сочетания для ген-иммунной терапии рака.
DOI: 10.31857/S0016675822040026
СОЗДАНИЕ РЕКОМБИНАНТНЫХ ШТАММОВ-ПРОДУЦЕНТОВ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ НА ОСНОВЕ Bacillus subtilis
1 ООО “Центр трансфера биотехнологий Ока-Биотех”, Москва, 119421 Россия; e-mail: enterru@yandex.ru
2 Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт” – ГосНИИгенетика, Курчатовский геномный центр, Москва, 117545 Россия
3 Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
Гиалуроновая кислота находит все более широкое применение в производстве фармацевтических и косметических средств, что обусловливает возрастающую потребность в высококачественной субстанции. Основными промышленными способами получения гиалуроновой кислоты являются экстракция из сырья животного происхождения и ферментация условно-патогенных штаммов Streptococcus. Рекомбинантная продукция на основе безопасных для человека микроорганизмов представляется рациональным и экономически обоснованным способом получения гиалуроновой кислоты. Созданные на основе платформы Bacillus subtilis рекомбинантные штаммы-продуценты позволяют получать выход и качество продукта, сопоставимые с таковыми у промышленно освоенных штаммов стрептококков. Варьирование генетических, биохимических и биотехнологических факторов позволяет получать продукты с различной целевой молекулярной массой. Несмотря на достигнутые результаты, потенциал платформы B. subtilis для создания продуцентов гиалуроновой кислоты не исчерпан.
DOI: 10.31857/S0016675822050083
ПРИМЕНЕНИЕ БУККАЛЬНОГО МИКРОЯДЕРНОГО ЦИТОМНОГО ТЕСТА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО СТАТУСА МЕДПЕРСОНАЛА, КОНТАКТИРУЮЩЕГО С ПРОТИВООПУХОЛЕВЫМИ ПРЕПАРАТАМИ
1 Национальный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. Блохина, Москва, 115478 Россия
2 Российский университет дружбы народов, Москва, 117198 Россия
3 Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна, Москва, 123182 Россия; e-mail: lpsycheva@mail.ru
4 Рязанский государственный медицинский университет им. академика И.П. Павлова, Рязань, 390026 Россия
5 Московский клинический научный центр им. А.С. Логинова, Москва, 111123 Россия
Медперсонал химиотерапевтических отделений регулярно контактирует с противоопухолевыми препаратами, обладающими генотоксическими свойствами. Впервые проведен анализ цитогенетического статуса медперсонала (54 человека) с использованием нового перспективного неинвазивного метода – буккального микроядерного цитомного теста с расчетом интегральных показателей. Эффект оценивали при разной продолжительности воздействия химиопрепаратов – после выхода сотрудника из отпуска, через месяц после отпуска и перед отпуском. Выявлены статистически значимые повышения практически всех исследованных показателей цитогенетических нарушений, пролиферации и апоптоза по сравнению с контрольной группой офисных работников (47 человек). Среди медперсонала установлено увеличение доли людей с повышенным уровнем цитогенетических нарушений при максимальной продолжительности экспозиции с 24 до 38% (в контроле 11%). Среди онкобольных (9 человек) доля лиц с высоким уровнем цитогенетических нарушений составила 56% до проведения очередного курса химиотерапии и 87% после его проведения.
DOI: 10.31857/S0016675822050058
ТКАНЕСПЕЦИФИЧНОСТЬ АКТИВНОСТИ ГЕНА AqE У ЖЕЛТОГО ГОРБЫЛЯ Larimichthys crocea
Федеральный исследовательский центр Институт биологии южных морей им. А.О. Ковалевского Российской академии наук, Севастополь, 299011 Россия; e-mail: kvluda@yandex.ru
Изучение разнообразия метаболических путей является важным аспектом для понимания эволюционных связей между метаболическими путями и их биохимическими предшественниками. Недавно был описан сульфолактатдегидрогеназа-подобный белок, кодируемый у эукариот геном AqE, который у костистых рыб сохраняет высокую консервативность. Однако до сих пор остается неизвестной роль этого фермента в метаболизме. В настоящей работе изучалась транскрипционная активность гена AqE, а также других генов, связанных с энергообменом у большого желтого горбыля Larimichthys crocea. Количественный анализ экспрессии показал тканеспецифичность активности гена AqE у желтого горбыля. Ген активен в печени, коже и жабрах. Исходя из анализа экспрессии гена в различных органах в нормальных условиях и под воздействием стрессирующих факторов, предполагается, что фермент, кодируемый геном AqE, участвует в малат-аспартатном челноке или в выведении конечных метаболитов (сульфолактат) из организма.
DOI: 10.31857/S0016675822050071
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ МОДУЛЯ ТОКСИН–АНТИТОКСИН Mycolicibacterium smegmatis В УСТОЙЧИВОСТИ К АНТИБИОТИКАМ И ВОЗДЕЙСТВИЮ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: * akimovanata@mail.ru, ** obbekker@mail.ru
Системы токсин–антитоксин широко распространены у бактерий, включая такие патогены как Mycobacterium tuberculosis. Возможные функции систем токсин–антитоксин у разных групп бактерий могут быть различными и активно обсуждаются и уточняются в последние годы. Предметом настоящего исследования является изучение функции генов модуля токсин–антитоксин vapBC2 M. smegmatis. Были получены и исследованы мутанты M. smegmatis с делецией модуля vapBC2 и штамм с дополнительной копией гена токсина. Было показано, что экспрессия дополнительной копии гена токсина приводила к замедлению скорости роста, но не ингибировала его полностью. Эти данные могут указывать на слабую РНКазную активность токсина. Обнаружено, что введение дополнительной копии гена токсина приводит к повышению чувствительности M. smegmatis к воздействию окислительного стресса. Инактивация модуля vapBC2 приводила к увеличению чувствительности к канамицину. Введение дополнительной копии гена токсина с использованием интегративного вектора pKW08-MCS-Int приводило к повышению чувствительности к канамицину, тетрациклину и эритромицину. Определение точного механизма участия модуля vapBC2 в природной лекарственной устойчивости/чувствительности является предметом наших дальнейших исследований.
DOI: 10.31857/S0016675822050022
СТАБИЛЬНОСТЬ ПОПУЛЯЦИОННОЙ СИСТЕМЫ В-ХРОМОСОМ КОРЕЙСКОЙ МЫШИ Apodemus peninsulae (Mammalia, Rodentia) В ЮЖНОМ ПРИБАЙКАЛЬЕ: 35 ЛЕТ НАБЛЮДЕНИЙ
1 Московский педагогический государственный университет, Москва, 119991 Россия; e-mail: i.zhigarev@gmail.com
2 Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по биоресурсам, Минск, 220072 Беларусь; e-mail: ikryshchuk@yandex.ru
3 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, 119071 Россия
В течение 35 лет, с 1984 по 2019 гг., в Южном Прибайкалье в пяти районах проведены наблюдения за изменениями системы добавочных хромосом восточноазиатских (корейских) мышей (Apodemus peninsulae). Количество и структура морфотипов дополнительных хромосом статистически оставались постоянными. Анализ систем В-хромосом демонстрирует стабильность и низкую вариабельность статистических показателей за 35-летний отрезок времени, а также отсутствие статистических различий между выборками разных лет.
DOI: 10.31857/S0016675822050125
ОДНОРОДНОСТЬ ГЕНОФОНДА ЗАПАДНОЙ И ВОСТОЧНОЙ ПОПУЛЯЦИЙ ДАУРСКОГО ЖУРАВЛЯ Antigone vipio НА РАЗНЫХ ПРОЛЕТНЫХ ПУТЯХ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: mudrik@vigg.ru
2 Государственный природный биосферный заповедник “Даурский”, Забайкальский край, Нижний Цасучей, 674495 Россия
3 Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук, Чита, 672014 Россия
4 Федеральный научный центр биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, 690022 Россия
5 Питомник редких видов журавлей Окского государственного природного биосферного заповедника, Рязанская область, Брыкин Бор, 391072 Россия
6 Муравьевский парк устойчивого природопользования, Амурская область, Муравьевка, 676964 Россия
Представлены первые данные о генетической структуре даурского журавля Antigone vipio – редкого мигрирующего вида птиц Северо-Восточной Азии. С использованием семи полиморфных микросателлитных локусов и секвенирования полной последовательности контрольного региона мтДНК (1132 пн) установлена генетическая гомогенность пространственно разобщенных западной и восточной популяций, использующих разные пролетные пути. Обнаруженные высокие уровни наблюдаемой (HO = 0.696 ± 0.033) и ожидаемой (HE = 0.707 ± 0.037) гетерозиготности и гаплотипического разнообразия (Hd = 0.973) даурского журавля сопоставимы с этими показателями у широкоареальных видов журавлей с большой численностью. Отсутствие генетической дифференциации по микросателлитным локусам (FST = 0.013, P = 0.369) и низкий уровень генетических различий по контрольному региону (FST = 0.041, P = 0.05), невыраженность внутривидовой пространственной структурированности даурского журавля по гаплотипам и индивидуальным многолокусным генотипам могут быть обусловлены отсутствием репродуктивной изоляции между особями из разных популяций и изменениями миграционных маршрутов неполовозрелыми птицами.
DOI: 10.31857/S001667582205006X
МЕТИЛИРОВАНИЕ ГЕНА МАРТ ПРИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЯХ ИЗ ГРУППЫ СИНУКЛЕИНОПАТИЙ
Научный центр неврологии, Москва, 125367 Россия; е-mail: helenaabracham@gmail.com
К группе синуклеинопатий – нейродегенеративных заболеваний, связанных с накоплением в структурах центральной нервной системы патологических белковых агрегатов белка альфа-синуклеина – относятся такие заболевания как болезнь Паркинсона (БП) и мультисистемная атрофия (МСА). Точные причины развития этих заболеваний на настоящий момент еще не определены, при этом установлено взаимодействие генетических и средовых факторов. Полиморфные варианты гена МАРТ, а также нарушение эпигенетических механизмов, в частности, метилирования транскрипционно значимых областей генов, являются факторами риска развития синуклеинопатий. В работе изучено влияние уровня метилирования гена МАРТ на развитие БП и МСА, проведено клинико-эпигенетическое сопоставление данных. Определено гиперметилирование в трех CpG-сайтах промоторной области гена МАРТ в группе МСА при сравнении с контролем. Также определена статистически значимая разница между гаплотипами МАРТ в уровне метилирования четырех CpGсайтов промотора в группе МСА, при этом протективный гаплотип Н2 имел более низкие уровни метилирования. Определено влияние возраста и противопаркинсонической терапии агонистами дофаминовых рецепторов на уровень метилирования гена МАРТ. Наши данные сравнительного анализа метилирования при синуклеинопатиях свидетельствуют скорее о возможной протективной роли гипометилирования МАРТ, на что указывают преимущественно гипометилированный статус СрG-сайтов в контрольной группе, гипометилирование протективного Н2-гаплотипа МАРТ и повышение уровня гиперметилирования с возрастом.
DOI: 10.31857/S0016675822050113
МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИЧИН НЕСИНДРОМАЛЬНОЙ НЕЙРОСЕНСОРНОЙ ТУГОУХОСТИ У БОЛЬНЫХ ИЗ ГРУЗИИ
1 Медико-генетический научный центр им. академика Н.П. Бочкова, Москва, 115478 Россия; e-mail: cany@yandex.ru
2 Российский научно-клинический центр аудиологии и слухопротезирования ФМБА России, Москва, 117513 Россия
3 Грузинский фонд генетических и редких заболеваний, Тбилиси, 0162 Грузия
4 Университет “Нью Вижен”, Школа Медицины, Тбилиси, 0159 Грузия
Патогенные варианты в гене GJB2 – наиболее частая причина несиндромальной нейросенсорной тугоухости. В работе проведено исследование больных нейросенсорной тугоухостью из Грузии. Определен вклад GJB2-тугоухости среди больных со снижением слуха. Спектр мутаций в гене GJB2 у грузинских больных представлен патогенными вариантами: c.35delG, c.358_360delGAG, c.‒23+1G>A и c.551G>C. Популяционная частота носительства GJB2-тугоухости составила 2.6%. У грузинских больных не выявлено наиболее частых для российских больных патогенных вариантов в генах: STRC (c.2171_2174delTTTG), USH2A (c.11864G>A), SLC26A4 (c.1001G>T) и c.107A>C (p.His36Pro), CLIC5 (c.1121G>A). Молекулярно-генетический диагноз установлен для 30.8% больных.
DOI: 10.31857/S0016675822050101
ПОЛИМОРФНЫЕ ВАРИАНТЫ ГЕНА НЕЙТРОФИЛЬНОГО ЦИТОЗОЛЬНОГО ФАКТОРА 2: АССОЦИАЦИИ С ПРЕДРАСПОЛОЖЕННОСТЬЮ К САХАРНОМУ ДИАБЕТУ 2-го ТИПА И КАРДИОВАСКУЛЯРНОЙ АВТОНОМНОЙ НЕЙРОПАТИИ
Курский государственный медицинский университет, Курск, 305041 Россия; e-mail: azzzzar@yandex.ru
В исследование было включено 3206 неродственных индивидов славянского происхождения (1579 пациентов с СД2, в том числе 535 человек с кардиоваскулярной автономной нейропатией, и 1627 здоровых добровольцев). Генотипирование SNPs выполнено на геномном времяпролетном массспектрометре MassARRAY Analyzer 4. Статистическую обработку полученных данных выполняли с помощью программы SNPStats. Установлена ассоциация генотипа rs17849502-G/TNCF2 с повышенным риском развития СД2 (OR = 1.42, 95% CI = 1.08–1.87, P = 0.043). При стратифицированном по индексу массы тела (ИМТ) анализе частот генотипов NCF2 обнаружено, что генотип rs17849502-G/T значимо чаще встречался только у пациентов с избыточной массой тела и ожирением (OR = 1.34, 95% CI = 1.01–1.77, P = 0.012). Кроме того, выявлены ассоциации генотипов rs789180-А/Т (OR = 1.46, 95% CI = 1.11–1.92, P = 0.015) и rs10911363-G/T (OR = 0.77, 95% CI = 0.61–0.97, P = 0.046) с кардиоваскулярной автономной нейропатией при СД2, не зависящие от пола, возраста и ИМТ пациентов. Анализ влияния полиморфизма NCF2 на биохимические показатели плазмы крови показал, что носители гаплотипа H5rs796860A-rs789180T-rs17849502G-rs2274064C-rs10911363G-rs147415774C-rs2274065A-rs3754515C имели на 4.81% более высокое содержание гликированного гемоглобина (95% CI = 2.63–6.98, P < 0.0001) по сравнению с носителями референсного гаплотипа H1 rs796860A-rs789180А-rs17849502G-rs2274064Т-rs10911363G-rs147415774C-rs2274065A-rs3754515C. Таким образом, нами впервые выявлены ассоциации rs17849502 гена NCF2 c развитием СД2, а также ассоциации rs789180 и rs10911363 с кардиоваскулярной автономной нейропатией. Полученные данные свидетельствуют о значимом вкладе полиморфизма гена NCF2 в патогенез СД2 и создают научный задел для дальнейших исследований по изучению генетико-биохимических нарушений системы редокс-гомеостаза при сахарном диабете 2-го типа.
DOI: 10.31857/S0016675822050034
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 5 – 2022 г.
Using of Molecular Markers in Prediction of Wheat (Triticum aestivum L.) Hybrid Grain Yield Based on Artificial Intelligence Methods and Multivariate Statistics
1 Department of Plant Production, Collage of Agriculture Science and Natural Resources, Gonbad Kavous University, Gonbad, Golestan, Iran
2 Crop and Horticultural Science Research Department, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Gorgan, Iran
Correspondence to H. Sabouri
The present study used multivariate statistics and two artificial intelligence systems of neural networks (multilayer perceptron (MLP) and Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) to predict hybrid performance of wheat. Eight cultivars, namely Kouhdasht, Mehregan, Karim, line 17, N-80-19, Atrak, N-92-9, and Ehsan were crossed. Agronomical, phenological and morphological attributes including, days to emergency, days to flowering, days to maturity, flag leaf length, flag leaf weight, flag leaf width, length of grain filling period, number of spikes, number of grains per spike, spike weight per plant, grain yield, plant height, awn length, peduncle length, spike length, stem diameter, stem weight, total spike weight, and grain weight per spike were recorded. Polymorphic Informative Content for markers ranged from 0.791 for the BARC173 to 0.194 for the XBARC171. Regression analysis showed that twenty-nine SSR informative alleles were related to traits. Then, SSR informative alleles were used as input of artificial intelligence methods. Five algorithms were used for network training to predict grain yield. Based on the analysis of MLP, the validation accuracy prediction varied from 0.96 for the phenotypic data to 0.99 for the combined data. The ANFIS with five inputs and the least mean square error and an accuracy of more than 98% was the best system to estimate hybrid yield using phenotypic data. Yield of hybrids evaluated by the neural-genetic model to predict hybrid yield of wheat by the phenotypic and genetic characteristics of parents, and it was recommended as a suitable and reliable model to predict the best hybrids.
DOI: 10.1134/S102279542205009X