КЛЕТОЧНЫЕ И ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ТРЕНИРОВАННОГО ИММУНИТЕТА И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ВАКЦИН В ПРЕДДВЕРИИ УЧАЩАЮЩИХСЯ ПАНДЕМИЙ

И.В. Алексеенко^1,2, Р.Г. Василов¹, Л.Г. Кондратьева^1,2,*, С.В. Костров¹, И.П. Чернов², Е.Д. Свердлов^1,**

¹ Национальный исследовательский центр Курчатовский институт, Москва, 123182 Россия; e-mail: * liakondratyeva@yandex.ru, ** edsverd@gmail.com
² Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова Российской академии наук, Москва, 117997 Россия

 

Неизбежность вспышек пандемических болезней вызывает острую необходимость чрезвычайных мер, направленных на создание эффективных технологий снижения их вреда для человеческой популяции в промежуток времени от появления эпидемии до разработки соответствующих вакцин и организации их производства. В данном обзоре мы обсуждаем возможность создания универсальных вакцин, которые, используя неспецифический антипатогенный потенциал врожденного иммунитета, позволяли бы при появлении неидентифицированного патогена вакцинировать популяцию, в которой произошла вспышка болезни, и снижать ее остроту до появления специфических к данному патогену вакцин. В целом имеются убедительные доказательства того, что живые бактериальные или вирусные вакцины, например, от туберкулеза (БЦЖ), кори и полиомиелита, оказывают гетерологичное защитное воздействие против неродственных патогенов. Это связано со способностью врожденной иммунной системы хранить память о прошлых инфекциях и использовать ее для выработки иммунной защиты против новых. Этот эффект получил название “обученного” или “тренированного” иммунитета. Использование тренированного иммунитета также может представлять собой важный новый подход к улучшению существующих вакцин или к разработке новых вакцин, которые сочетают в себе индукцию классической адаптивной иммунной памяти и врожденной иммунной памяти. Такие подходы могут быть усилены с помощью генетических технологий и могут оказаться чрезвычайно полезными в борьбе с будущими пандемиями.

DOI: 10.31857/S0016675823090023
EDN: WROKEZ

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Alekseenko, I.V., Vasilov, R.G., Kondratyeva, L.G. et al.
The Cellular and Epigenetic Aspects of Trained Immunity and Prospects for Creation of Universal Vaccines on the Eve of More Frequent Pandemics.
DOI: 10.1134/S1022795423090028

 

 

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧЕСКИХ РЯДОВ Н.И. ВАВИЛОВА И ВОЗМОЖНАЯ ЕГО СУДЬБА

А.Ю. Розанов

Палеонтологический институт им. А.А. Борисяка Российской академии наук, Москва, 117647 Россия; e-mail: aroza@paleo.ru

 

На мировом материале по одной из древнейших групп беспозвоночных – археоциат, показана применимость Закона гомологических рядов Н.И. Вавилова для построения системы этой группы. Доказывается, что закономерности эволюционной морфологии являются частными случаями закона гомологических рядов. Анализ особенностей развития нашей галактики до образования Земли ставит вопрос о том, что закон гомологических рядов является финальной частью более общего закона автокомбинаторики.

DOI: 10.31857/S0016675823090102
EDN: WUXPWG

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Rozanov, A.Y.
The Law of Homological Series of N.I. Vavilov and Its Possible Fate.
DOI: 10.1134/S1022795423090107

 

 

ИЗМЕНЧИВОСТЬ В-ХРОМОСОМ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ ОБИТАНИЯ

Ю.М. Борисов^1,*, Т.С. Седельникова^2,**

¹ Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, 119071 Россия; e-mail: boriss-spb@yandex.ru
² Институт леса им. В.Н. Сукачева – обособленное подразделение Федерального исследовательского центра “Красноярский научный центр” Сибирского отделения Российской академии наук, Красноярск, 660036 Россия; e-mail: tss@ksc.krasn.ru

 

Приведен обзор данных о В-хромосомах в популяциях различных систематических групп растений и животных из экстремальных мест их обитания – границ ареала и его участков, подвергающихся воздействию неблагоприятных факторов среды. Анализ показал достаточно сходную картину распределения В-хромосом в экстремальных условиях обитания видов: прослеживается тенденция повышения полиморфизма и увеличения числа и встречаемости В-хромосом, что сопровождается изменениями кариотипа, геномными и хромосомными нарушениями у их носителей. В-хромосомы часто выявляются у видов, имеющих широкие ареалы. Обсуждается возможная адаптивная роль В-хромосом в жизнедеятельности организма и эволюции геномов.

DOI: 10.31857/S0016675823080040
EDN: XSQVRV

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Borisov, Y.M., Sedel'nikova, T.S.
B Chromosome Variability in Plants and Animals under Extreme Environments.
DOI: 10.1134/S1022795423080045

 

 

ЭЛИМИНАЦИЯ ХРОМОСОМ КАК МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ДИПЛОИДНЫХ РАСТЕНИЙ В ДИПЛОИДНО-ТЕТРАПЛОИДНЫХ СКРЕЩИВАНИЯХ У КУКУРУЗЫ (Zea mays L.)

Л.А. Эльконин*, Л.И. Мавлютова, А.Ю. Колесова, В.М. Панин, М.И. Цветова

Федеральный аграрный научный центр Юго-Востока, Саратов, 410010 Россия; e-mail: lelkonin@gmail.com

 

Одним из основных компонентов апомиктичного размножения растений является формирование нередуцированных зародышевых мешков (ЗМ). Эффективным инструментом для выявления способности к формированию таких ЗМ могут служить гетероплоидные скрещивания, в которых материнские диплоидные растения опыляют пыльцой тетраплоидов. У кукурузы в скрещиваниях 2n(♀) × 4n(♂) формируются как правило щуплые зерновки с триплоидным зародышем, у которых развитие эндосперма нарушено ввиду отклонения баланса материнского (м) и отцовского (о) геномов от соотношения 2м : 1о. В наших экспериментах у нескольких диплоидных линий кукурузы при опылении их пыльцой тетраплоидов наблюдалось формирование крупных выполненных зерновок, из которых развивались диплоидные растения матроклинного типа, причем материнский фенотип растений, а также гибридный фенотип эндосперма были подтверждены экспрессией генетических маркеров. Было высказано предположение, что выполненные зерновки в 2n × 4n скрещиваниях возникают на основе нередуцированных ЗМ и псевдогамного апомиксиса, поскольку слияние двух диплоидных полярных ядер с диплоидным спермием обеспечивает соотношение материнского и отцовского геномов в эндосперме 2м : 1о. С целью уточнения генетической природы диплоидных растений, фенотипически сходных с материнскими линиями, которые развивались из выполненных зерновок в скрещиваниях 2n × 4n, нами было проведено их генотипирование по всем десяти хромосомам генома кукурузы с помощью полиморфных кодоминантных SSR- и Indel-маркеров, дифференцирующих отцовскую линию-опылитель от материнских линий. В качестве материнских форм использовали линию ГПЛ АТ, обладающую способностью к гаплоидному партеногенезу, растения из поколения F₂ гибрида между линией В47, способной к формированию нередуцированных ЗМ, и линией ГПЛ АТ. Кроме того, в скрещивания была включена линия Коричневый Маркер (КМ), несущая маркерный ген B коричневой окраски стебля, а также линия ЮВ11. В качестве отцовской формы использовали тетраплоидную кукурузу Черная Тетра (ЧТ), несущую маркерный ген A1 черной окраски зерновок. Установлено, что у всех исследованных растений при использовании маркеров пяти хромосом – 1-й (iDp525), 2-й (iDP4004), 3-й (JY_3:457), 4-й (UflDP4_31.55), 9-й (INDEL_139329242) – наблюдалась амплификация только материнских аллелей. Однако у каждого из изученных растений при использовании маркеров других хромосом были отмечены случаи амплификации аллелей, свойственных отцовской линии. Высказывается гипотеза о формировании диплоидных растений в 2n × 4n скрещиваниях у кукурузы на основе оплодотворения нередуцированных ЗМ и последующей элиминации хромосом преимущественно отцовской линии.

DOI: 10.31857/S0016675823090035
EDN: WRWCWX

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Elkonin, L.A., Mavlyutova, L.I., Kolesova, A.Y. et al.
Elimination of Chromosomes as a Mechanism for the Formation of Diploid Plants in Diploid–Tetraploid Crosses in Maize (Zea mays L.).
DOI: 10.1134/S102279542309003X

 

 

ВЗАИМОСВЯЗЬ СОДЕРЖАНИЯ АНТОЦИАНОВ С УРОВНЕМ ЭКСПРЕССИИ РЕГУЛЯТОРНЫХ И СТРУКТУРНЫХ ГЕНОВ ПУТИ БИОСИНТЕЗА АНТОЦИАНОВ У ВИДОВ ПЕРЦА Capsicum L.

М.А. Филюшин*, А.В. Щенникова, Е.З. Кочиева

Федеральный исследовательский центр “Фундаментальные основы биотехнологии” Российской академии наук, Москва, 119071 Россия; e-mail: michel7753@mail.ru

 

В данной работе охарактеризованы содержание антоцианов и профиль экспрессии регуляторных (CaMYB113, CaMYB1 и CaMYB1-like) и структурных (CaCHS, CaCHI, CaF3H, CaDFR, CaANS, CaUFGT1 и CaGSTF12) генов пути биосинтеза антоцианов в листьях, лепестках цветка и кожице незрелого плода сортов перца Capsicum frutescens L. (Самоцвет, Рождественский букет и Эврика), различающихся паттерном антоциан-опосредованной пигментации надземных органов. Выявлена положительная корреляция уровня транскриптов CaCHS, CaF3H, CaDFR, CaANS и CaCSTF12 с количеством антоцианов в листьях данных сортов. Показано, что из трех регуляторных генов экспрессируется только CaMYB113. На примере десяти сортов трех видов перца Capsicum подтверждено присутствие 5'-UTR в мРНК CaMYB113. В геноме сортов Рождественский букет и Самоцвет с фиолетовой окраской анализируемых органов выявлен второй вариант аллеля гена CaMYB113 с инсерцией ретротранспозона LINE-1 в интроне I.

DOI: 10.31857/S0016675823090047
EDN: WUBUUN

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Filyushin, M.A., Shchennikova, A.V. & Kochieva, E.Z.
The Relationship between the Anthocyanin Content with the Expression Level of the Anthocyanin Biosynthesis Pathway Regulatory and Structural Genes in Pepper Capsicum L. Species.
DOI: 10.1134/S1022795423090041

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА РУССКОЙ ВЕРХОВОЙ ПОРОДЫ ЛОШАДЕЙ

Э.А. Николаева^1,*, В.Н. Воронкова¹, М.А. Политова², Е.В. Рябова³, В.А. Демин³, Ю.А. Столповский¹

¹ Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: nickolaevaelina@gmail.com
² Всесоюзный научно-исследовательский институт племенного дела, Московская область, пос. Лесные Поляны, 141212 Россия
³ Российский аграрный университет им. К.А. Тимирязева (МСХА), Москва, 127434 Россия

 

С помощью 17 микросателлитных локусов, рекомендованных ISAG, исследовано 166 лошадей русской верховой породы. Для сравнительного анализа генетического разнообразия и современной кластеризации были использованы данные микросателлитного полиморфизма 34 европейских пород – 7874 особи (Mendeley database). По уровню аллельного богатства русская верховая имеет высокие значения – 5.4 аллеля на микросателлитный локус. Всего в породе обнаружено 122 аллеля, в том числе приват-аллель 14 в локусе HTG7. Выявлена популяционно-генетическая структура для русской верховой, арабской, ахалтекинской, немецкой верховой и чистокровной верховой. Кластеризация пород лошадей на круговой дендрограмме, полученной методом UPGMA, выявила шесть основных кластеров. При анализе методом PCA русская верховая образует единую группу с немецкими верховыми и чистокровными английскими лошадьми. При использовании программы STRUCTURE (K = 3) породы разделились на три популяционные структуры: 1) арабская; 2) русская верховая, ахалтекинская, чистокровная верховая; 3) немецкая полукровная. Анализ дифференциации между породами (F_st) показал наибольшие различия между всеми породами и ахалтекинской породой лошадей, наименьшее отличие (F_st = 0.22) – между русской верховой и немецкой верховой. Различия по каждой паре пород были достоверны (p-value < 0.001).

DOI: 10.31857/S0016675823090096
EDN: WUWYIE

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Nikolaeva, E.A., Voronkova, V.N., Politova, M.A. et al.
The Genetic Structure of the Russian Horse Breed.
DOI: 10.1134/S1022795423090090

 

 

РЕПЛИКАТИВНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ АССОЦИАЦИИ GWAS-ЗНАЧИМЫХ ПОЛИМОРФНЫХ ЛОКУСОВ ГЕНОВ TUFM, SH2B1, ZNF638, NEGR1, ATP2A1, EXOC4, CSE1L С КОГНИТИВНЫМИ СПОСОБНОСТЯМИ

А.В. Казанцева^1,*, Ю.Д. Давыдова¹, Р.Ф. Еникеева¹, З.Р. Тахирова², Р.Н. Мустафин³, М.М. Лобаскова⁴, С.Б. Малых^4,5, Э.К. Хуснутдинова^1,2,5

¹ Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: Kazantsa@mail.ru
² Уфимский университет науки и технологий, лаборатория нейрокогнитивной геномики, кафедра генетики и фундаментальной медицины, Уфа, 450076 Россия
³ Башкирский государственный медицинский университет, кафедра медицинской генетики и фундаментальной медицины, Уфа, 450008 Россия
⁴ Психологический институт Российской академии образования, Москва, 125009 Россия
⁵ Московский государственный университет им. M.В. Ломоносова, Москва, 119991 Россия

 

К настоящему времени проведено большое количество полногеномных анализов ассоциаций (GWAS) разных аспектов когнитивного функционирования (включая интеллект, уровень образования, исполнительные функции) в европейских популяциях. Актуальным представляется репликативный анализ вовлеченности GWAS-локусов, ранее ассоциированных с фактором общего интеллекта, в формирование пространственного (3D) мышления у индивидов из России. С целью репликации ассоциации наиболее значимых GWAS-локусов с развитием пространственного мышления в российской когорте (N = 1011, 18–25 лет) был сформирован набор семи “топовых” SNP (p < 10^–13): rs7187776 в гене TUFM, rs7198606 в гене SH2B1, rs2287326 в гене ZNF638, rs12128707 в гене NEGR1, rs8055138 в гене ATP2A1, rs1362739 в гене EXOC4, rs6063353 в гене CSE1L. Обнаружены статистически значимые различия (р < 0.05) в распределении частот генотипов по локусам rs8055138 в гене ATP2A1, rs12128707 в гене NEGR1 и rs2287326 в гене ZNF638 между индивидами русской, татарской и удмуртской этнической принадлежности. В результате анализа генотип-средовых взаимодействий был выявлен этноспецифический характер ассоциаций: у русских возраст матери на момент рождения ребенка (β_ST = 0.84; p = 0.005), а у татар воспитание на одном или двух родных языках (β_ST = 0.44; р = 0.020) модулировали ассоциацию локуса rs2287326 в гене ZNF638 с показателем 3D-мышления. Кроме того, “воспитание в сельской/городской местности” модулирует ассоциацию локуса rs7187776 в гене TUFM с 3D-показателем (β_ST = 0.41; р = 0.009). Полученные данные указывают на вовлеченность генов ZNF638 и TUFM, участвующих в процессах адипогенеза, в формировании когнитивных способностей, что укладывается в представления о связи когнитивных и метаболических нарушений. Тем не менее этноспецифический характер продемонстрированных ассоциаций и различия в частотах генотипов проанализированных GWAS-локусов указывают на характерный для российской выборки паттерн ассоциированных генетических вариантов и на сложность в репликации результатов, полученных на обобщенных выборках европейского происхождения.

DOI: 10.31857/S0016675823090060
EDN: WULFPS

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Kazantseva, A.V., Davydova, Y.D., Enikeeva, R.F. et al.
A Replication Study of GWAS-Associated Variants in the TUFM, SH2B1, ZNF638, NEGR1, ATP2A1, EXOC4, and CSE1L Genes and Cognitive Abilities.
DOI: 10.1134/S1022795423090065

 

 

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИСТОРИЯ РУССКИХ СТАРОЖИЛОВ АРКТИЧЕСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ЯКУТИИ ИЗ с. РУССКОЕ УСТЬЕ ПО ДАННЫМ Y-ХРОМОСОМЫ И ШИРОКОГЕНОМНОГО АНАЛИЗА

А.В. Соловьев¹, Т.В. Борисова¹, Г.П. Романов¹, Ф.М. Терютин^1,2, В.Г. Пшенникова^1,2, С.Е. Никитина³, А.Н. Алексеев^1,3, Н.А. Барашков^1,2, С.А. Федорова^1,2,*

¹ Северо-Восточный федеральный университет им. М.К. Аммосова, Якутск, 677013 Россия
² Якутский научный центр комплексных медицинских проблем, Якутск, 677018 Россия; e-mail: sardaanafedorova@mail.ru
³ Институт гуманитарных исследований и проблем малочисленных народов Севера Сибирского отделения Российской академии наук, Якутск, 677027 Россия

 

Существуют различные гипотезы относительно происхождения и времени появления русских поселений на Северо-Востоке Арктики. С целью изучения истории формирования северного старожильческого населения Якутии нами проведен анализ линий Y-хромосомы у представителей трех групп жителей с. Русское Устье, расположенного в дельте р. Индигирки (“поморы”, “казаки” и “зашиверцы”), сопоставимых с основными миграционными волнами заселения русскими арктического побережья Восточной Сибири. Впервые описаны характерные особенности генетической структуры популяции русскоустьинцев по данным широкогеномного анализа 740 тыс. SNP. Результаты исследования в большей степени свидетельствуют в пользу “поморской” гипотезы происхождения русскоустьинцев.

DOI: 10.31857/S0016675823090114
EDN: WUXZDA

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Solovyev, A.V., Borisova, T.V., Romanov, G.P. et al.
Genetic History of Russian Old-Settlers of the Arctic Coast of Yakutia from the Settlement of Russkoe Ust'ye Inferred from Y Chromosome Data and Genome-Wide Analysis.
DOI: 10.1134/S1022795423090119

 

 

ГЕНЕТИКО-ДЕМОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ВОСПРОИЗВОДСТВА И ИНДЕКСОВ КРОУ В ЭТНИЧЕСКИХ ГРУППАХ МОСКВЫ И САНКТ-ПЕТЕРБУРГА (ПО МАТЕРИАЛАМ ВСЕРОССИЙСКОЙ ПЕРЕПИСИ НАСЕЛЕНИЯ 2010 г.)

А.С. Грачева*, И.Г. Удина, О.Л. Курбатова

Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: palesa@yandex.ru

 

На основе анализа материалов Всероссийской переписи населения 2010 г. и демографической статистики Росстата рассчитаны генетико-демографические параметры временной и межэтнической изменчивости параметров естественного воспроизводства и параметров отбора (индексы Кроу) для наиболее многочисленных этнических групп Москвы и Санкт-Петербурга. Показано снижение компоненты отбора, обусловленной дифференциальной дорепродуктивной смертностью, до минимально возможных значений (индекс I_m < 0.01). В обоих мегаполисах выявлены межэтнические различия по параметрам естественного воспроизводства и компоненте отбора, обусловленной дифференциальной плодовитостью, при этом уровень рождаемости в столицах для всех этнических групп, кроме узбеков в Санкт-Петербурге, ниже, чем требуется даже для простого воспроизводства населения, а значит, и стабильного воспроизводства генофонда. Это свидетельствует о неблагоприятном характере генетико-демографических процессов у всех представленных национальностей мегаполисов. Индекс I_f варьирует в диапазоне от 0.2 до 0.5. Временнáя динамика среднего числа потомков и его дисперсии, а также индекса I_f, прослеженная по данным о возрастных когортах женщин 1940–1960-х гг. рождения, выражена слабо – тенденция к ослаблению отбора прослеживается не для всех изученных этнических групп. Показано, что интенсивность межгруппового отбора, обусловленного межэтническими различиями в рождаемости, в населении Петербурга возрастает от старших возрастных когорт к младшим, а в населении Москвы существенно не меняется, при этом временнáя динамика этого показателя, рассчитанная по материалам Всероссийской переписи населения 2002 г. для когорт 1930–1950 гг. рождения, имеет противоположную направленность. Обсуждаются генетико-демографические следствия выявленных тенденций.

DOI: 10.31857/S0016675823090059
EDN: WUIQEY

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Gracheva, A.S., Udina, I.G. & Kurbatova, O.L.
A Genetic-Demographic Analysis of Natural Reproduction Parameters and Crow's Indices for Ethnic Groups of Moscow and St. Petersburg (Based on the 2010 All-Russia's Population Census).
DOI: 10.1134/S1022795423090053

 

 

АНАЛИЗ МУТАЦИЙ ГЕНОВ АВТОНОМНОГО ЭМБРИО- И ЭНДОСПЕРМОГЕНЕЗА КУКУРУЗЫ

Е.М. Моисеева, В.В. Фадеев, Ю.В. Красова, М.И. Чумаков*

Институт биохимии и физиологии растений и микроорганизмов, Федеральный исследовательский центр “Саратовский научный центр Российской академии наук”, Саратов, 410049 Россия; e-mail: chumakov_m@ibppm.ru

 

Проведена сравнительная оценка мутаций генов гиногенеза и партеногенеза у различных линий кукурузы саратовской селекции. В частности секвенированы гены, контролирующие гиногенез (Zm_Pla1, Zm_CenH3, Zm_Dmp7) и взаимодействие мембран гамет (Zm_Gex2, Zm_Gcs1) у гаплоиндуцирующих (ЗМС-8, ЗМС-П) линий, и гены, предположительно связанные с автономным развитием эндосперма (Zm_Chr106, Zm_Hdt104 и Zm_Fie1) у партеногенетических (АТ-1, АТ-3, АТ-4) и обычных (КМ, ГПЛ-1) линий кукурузы саратовской селекции. С помощью методов биоинформатики проведено сравнение и выявлены изменения в нуклеотидных последовательностях исследованных генов у разных линий кукурузы. На основании данных секвенирования сделан вывод о возможности использования генов Zm_Pla1, Zm_Gex2 и Zm_Fie1 для генотипирования линий и гибридов кукурузы.

DOI: 10.31857/S0016675823090084
EDN: WURIET

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Moiseeva, E.M., Fadeev, V.V., Krasova, Y.V. et al.
Analysis of Mutations of the Maize Genes of Autonomous Embryo- and Endospermogenesis.
DOI: 10.1134/S1022795423090089

 

 

ВЛИЯНИЕ ДЕЛЕЦИИ В НЕКАТАЛИТИЧЕСКОМ ДОМЕНЕ GdpP НА ФЕНОТИП Staphylococcus aureus ПОСРЕДСТВОМ НАПРАВЛЕННОГО ГЕНОМНОГО РЕДАКТИРОВАНИЯ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ CRISPR/Cas9

Ю.В. Сопова^1,2,*, М.Е. Велижанина^1,3, Д.А. Кандина^1,4, В.В. Гостев^5,6, П.С. Чулкова⁵, О.С. Сулян⁵, С.В. Сидоренко^5,6

¹ Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, 199034 Россия; e-mail: y.sopova@spbu.ru
² Санкт-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н.И. Вавилова, Санкт-Петербург, 198504 Россия
³ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии, Санкт-Петербург, 196608 Россия
⁴ Государственное автономное образовательное учреждение высшего образования “Ленинградский государственный университет им. А.С. Пушкина”, Санкт-Петербург, 196605 Россия
⁵ Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства, Санкт-Петербург, 197022 Россия
⁶ Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург, 191015 Россия

 

Высокие внутриклеточные концентрации молекул циклического ди-аденозинмонофосфата (c-di-AMP) влияют на формирование устойчивости к антибиотикам, действующих на клеточную стенку у Staphylococcus aureus. Накопление молекул c-di-AMP происходит вследствие мутаций в домене DHH/DHHA1 белка GdpP. Роль мутаций в других доменах GdpP до конца не изучена. В этой связи целью настоящей работы стало получение направленной делеции в геноме без сдвига рамки считывания в линкерном участке между доменами GGDEF и DHH/DHHA1 белка GdpP. Для редактирования генома использовали штамм S. aureus RN4220 с отсутствующей системой рестрикции-модификации. Использовали двух векторную систему с термочувствительными ориджинами репликации, плазмиды: pCN-EF2132tet с геном рекомбиназы EF2132 Enterococcus faecalis и pCAS9counter с геном РНК-направляемой нуклеазы Cas9 Streptococcus pyogenes. Штамм S. aureus RN4220 трансформировали вектором pCN-EF2132tet для получения рекомбинирующих компетентных клеток, а затем вводили донорный олигонуклеотид одновременно с вектором контрселекции. После двух трансформаций был получен штамм с целевой делецией (90 пн), которая соответствовала 308–337 аминокислотному участку в белке GdpP. У мутантного штамма не было выявлено фенотипических изменений: ЛАГ-фаза роста, общая скорость роста, время деления клеток, морфология колоний не отличались от исходного штамма. Также сохранялась чувствительность к антибиотикам, действующим на клеточную стенку. Таким образом, мутации в GdpP в линкерном участке между GGDEF и DHH/DHHA1 не влияют на чувствительность к антибиотикам у S. aureus.

DOI: 10.31857/S0016675823090126
EDN: WUYBXG

Translated version (Russ J Genet. Volume 59, issue 9, 2023):
Sopova, Y.V., Velizhanina, M.E., Kandina, D.A. et al.
The Influence of a Deletion in the Noncatalytic Domain of GdpP Mediated by Genome Editing with CRISPR/Cas9 on the Phenotype of Staphylococcus aureus.
DOI: 10.1134/S1022795423090120