Аннотации статей. Том 60, 2024 г., № 7
ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ И КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ГЕНЕТИКЕ И СЕЛЕКЦИИ ЖИВОТНЫХ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
2 Российский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. Тимирязева, Москва, 127434 Россия; e-mail: aleksandr_soloshenkov@mail.ru
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Научно-исследовательский Зоологический музей, Москва, 125009 Россия
В настоящей статье проведены обзор и анализ основных методов популяционной генетики и селекции животных, а также математических методов машинного обучения, используемых в животноводстве. На примере двух доместицированных видов – домашняя лошадь (Equus caballus) и северный олень (Rangife rtarandus) проведено обучение моделей библиотеки CatBoost. Для обучения модели на основе данных по одомашненным и диким северным оленям, европейским и российским породам лошадей использованы результаты, полученные с помощью микросателлитных панелей, соответственно локусов 16 и 17. Для определения успешности модели были рассчитаны стандартные показатели: Accuracy, Precision, Recall и F1, построены матрицы ошибок. Показаны новые возможности идентификации породной принадлежности животных.
DOI: 10.31857/S0016675824070017
EDN: BIMRAP
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Soloshenkov, A.D., Soloshenkova, E.A., Semina, M.T. et al.
Artificial Intelligence and Classical Methods in Animal Genetics and Breeding.
DOI: 10.1134/S1022795424700297
РОЛЬ РАЗЛИЧНЫХ СУБЪЕДИНИЦ РЕМОДЕЛИРУЮЩЕГО КОМПЛЕКСА INO80 В РЕПАРАЦИОННОЙ СБОРКЕ ХРОМАТИНА У ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae
1 Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального
исследовательского центра “Курчатовский институт”, Ленинградская область, Гатчина, 188300 Россия; e-mail: alekseeva_ea@pnpi.nrcki.ru
2 Курчатовский геномный центр – ПИЯФ, Ленинградская область, Гатчина, 188300 Россия
Репаративная сборка хроматина является важным шагом в поддержании стабильности генома. Правильную сборку хроматина обеспечивают шапероны гистонов, нарушение функции которых может привести к развитию различных форм рака и к ряду наследственных заболеваний у человека. Действие факторов ремоделирования завершает репарацию хроматина. Ремоделиру-ющий комплекс хроматина дрожжей INO80 играет важную роль в архитектуре хроматина. Мы использовали индуцированный мутагенез и ПЦР в реальном времени для изучения роли INO80 в репарационной сборке хроматина. У двойных мутантов ies5Δ hsm3Δ (hif1Δ) дефекты структуры нуклеосом, вызванные мутациями hsm3Δ и hif1Δ, приводят к гиперчувствительности клеток к УФ-облучению и исчезновению hsm3- и hif1-специфического мутагенеза. Двойные мутанты, несущие мутацию nhp10Δ и мутацию hsm3Δ или hif1Δ, были неотличимы от одиночного мутанта по летальному эффекту УФ-облучения, однако высокий УФ-индуцированный мутагенез, характерный для всех мутаций, исчезал. Таким образом, мы обнаружили, что мутации в генах, контролирующих субъединицы комплекса INO80, могут проявлять сильные взаимодействия с мутациями в генах гистоновых шаперонов. Была подтверждена гипотеза о том, что белок Him1 выполняет шаперонную функцию в процессе репаративной сборки хроматина.
DOI: 10.31857/S0016675824070023
EDN: BILQZP
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Evstyukhina, T.A., Alekseeva, E.A., Skobeleva, I.I. et al.
The Role of Various Subunits of the INO80 Remodeling Complex in Chromatin Repair Assembly in Yeast Saccharomyces cerevisiae.
DOI: 10.1134/S1022795424700303
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ПОПУЛЯЦИЙ ВОЛКА СЕВЕРНОЙ ЕВРАЗИИ: ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИСКЛЮЧЕНИЯ ИЗ АНАЛИЗА РОДСТВЕННЫХ ОСОБЕЙ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: * farenklaw@gmail.com, ** dmitri_p@inbox.ru
2 Всероссийский научно-исследовательский институт охраны окружающей среды, Москва, 117628 Россия
3 Алтайский государственный аграрный университет, Барнаул, 656049 Россия
4 Федеральный научно-исследовательский центр развития охотничьего хозяйства, Москва, 105118 Россия
5 Институт естественных наук Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова, Якутск, 677000 Россия
6 ТОО “Национальный центр биотехнологии”, Астана, 010000 Казахстан
По данным о полиморфизме 20 аутосомных микросателлитных локусов проведен анализ генетической структуры популяции и пространственной автокорреляции у волка, Canis lupus Linnaeus, 1758, Северной Евразии (территории Российской Федерации и Республики Казахстан). С помощью молекулярных маркеров выявлены скрытые генеалогические паттерны на различных дистанциях, наиболее сильно проявляющиеся на географических дистанциях до 150 км, но прослеживающиеся и на более широком пространственном масштабе (до 700–1600 км). Показано, что выявление и исключение родственных генотипов несущественно влияет на внутрипопуля-ционные оценки генетического разнообразия. Однако данная процедура рекомендуется для более адекватной оценки популяционно-генетической структуры, позволяя оптимизировать ряд статистических процедур. Полученные данные, таким образом, демонстрируют интегрирующий эффект натальной миграции, действующей против дифференцирующего влияния филопатрии. Кроме того, мы продемонстрировали, что исключение подобных особей из выборок после анализа родства может приводить к снижению генетических дистанций между выборками.
DOI: 10.31857/S0016675824070034
EDN: BIIKDR
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Kazimirov, P.A., Belokon, Y.S., Belokon, M.M. et al.
Genetic Structure of Wolf Populations in North Eurasia: The Effect of Exclusion of Closely Related Individuals from Analysis.
DOI: 10.1134/S1022795424700327
“ЭВОЛЮЦИЯ” МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМА ПЕНОЧКИ-ТАЛОВКИ (Phylloscopus borealis SENSU LATO) ПРОИСХОДИТ В ЕЕ ЯДЕРНОМ ГЕНОМЕ
1 Федеральный научный центр Биоразнообразия наземной биоты Восточной Азии Дальневосточного отделения Российской академии наук, Владивосток, 690022 Россия; e-mail: spiridonova@biosoil.ru
2 Научноисследовательский Зоологический музей Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, Москва, 125009 Россия
3 Институт биологических проблем криолитозоны Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, 677000 Россия
Проведено секвенирование частичного фрагмента генов ND5–cytb митохондриального генома (1553 пн) и его ядерных копий Phylloscopus borealis sensu lato (s. l.), принадлежащих к отдельным таксономическим группам из разных частей ареала. Показана идентичность большинства таксон-специфичных и уникальных митохондриальных замен у форм examinandus и xanthodryas с таковыми в ядерных копиях мтДНК borealis. Различия митохондриальных гаплотипов examinandus с ядерными копиями мтДНК borealis имели низкие значения (p = 0.02), а генетическая дивергенция собственно мтДНК borealis–examinandus, borealis–xanthodryas и examinandus–xanthodryas значительно превышала предыдущие значения (p = 0.035, 0.044 и 0.046 соответственно). Впервые в ядерном геноме одной особи borealis в западной части гнездового ареала (Республика Коми) обнаружена ядерная копия митохондриального гаплотипа самой восточной формы xanthodryas, а ядерные копии мтДНК xanthodryas из префектуры Тояма (Япония) оказались, в свою очередь, близки митохондриальным гаплотипам borealis из Кытлыма (Свердловская обл.) (p = 0.018). Таким образом, источником большинства замен в митохондриальных ДНК исследованных форм являются мутации, возникшие в ядерных копиях митохондриальных генов. Происхождение митохондриальных гаплотипов examinandus и xanthodryas из ядерных копий мтДНК borealis и близкое сходство их ядерных геномов дают основание рассматривать митогеномы этих форм в качестве вариантов гаплотипа одного вида Ph. borealis s. l. С большой долей вероятности можно утверждать, что время дивергенции гаплотипов анализируемых форм значительно меньше, чем 2.5–3 млн лет, как то предполагалось рядом авторов ранее, а “молекулярные часы”, не учитывающие рекомбинационные события между ядерным и митохондриальным геномами, в данном случае не могут быть использованы.
DOI: 10.31857/S0016675824070045 EDN: BIIXE
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Spiridonova, L.N., Valchuk, O.P., Red’kin, Y.A.
Mitochondrial Genome “Evolution” of Arctic Warbler (Phylloscopus borealis sensu lato) Occurs in Its Nuclear Genome.
DOI: 10.1134/S1022795424700339
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МАЛОГО СУСЛИКА SPERMOPHILUS PYGMAEUS PALLAS, 1779 (SCIURIDAE, RODENTIA) НА СЕВЕРНОМ КАВКАЗЕ
1 Институт экологии горных территорий им. А.К. Темботова Российской академии наук, Нальчик, 360051 Россия; e-mail: h.a.amshokova@mail.ru
2 Дагестанская противочумная станция, Махачкала, 367010 Россия
На основании анализа фрагмента гена цитохрома b (сytb) митохондриальной ДНК (мтДНК) исследовано генетическое разнообразие малого суслика Spermophilus pygmaeus Pallas, 1779 Центрального и Восточного Кавказа. С помощью филогенетического анализа выявлено существование двух кластеров А и В в пределах западной клады S. pygmaeus 2. Кластер А сформирован гаплотипами сусликов из Восточного Кавказа и правого берега р. Волги, а В – только гаплотипами центральнокавказских зверьков. Дистанция между кластерами А и В достигает 1.3%. Относительно обособленное положение на филогенетическом дереве популяции малого суслика Центрального Кавказа, отсутствие идентичных гаплотипов у центрально- и восточнокавказских животных, а также полученные дистанции указывают на генетическую гетерогенность вида на Северном Кавказе. Результаты молекулярного датирования показали, что эволюционный возраст гаплотипов мтДНК S. pygmaeus из исследованных районов Восточного Кавказа составил примерно 260 тыс. лет, а Центрального Кавказа – 163 тыс. лет. Отмечено снижение генетического разнообразия в центральнокавказских популяциях малого суслика по сравнению с популяциями из Восточного Кавказа, что в целом указывает на низкую жизнеспособность S. pygmaeus, обитающих в горах Центрального Кавказа.
DOI: 10.31857/S0016675824070056
EDN: BIIBUF
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Tembotova, F.A., Gudova, M.S., Amshokova, A.K. et al.
Genetic Diversity of the Little Ground Squirrel Spermophilus pygmaeus Pallas, 1779 (Sciuridae, Rodentia) in the Northern Caucasus.
DOI: 10.1134/S1022795424700340
ЭКСПРЕССИЯ ГЕНА β1-АДРЕНОРЕЦЕПТОРА У ПАЦИЕНТОВ С ФИБРИЛЛЯЦИЕЙ ПРЕДСЕРДИЙ ДО И ПОСЛЕ ХИРУРГИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ
Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634012 Россия; e-mail: popovalerie@yandex.ru
Фибрилляция предсердий (ФП) является одним из самых частых нарушений ритма сердца и приводит к сердечной недостаточности. Избыточная симпатическая активность усугубляет аритмогенные процессы на клеточном и тканевом уровнях. Гиперсимпатикотония приводит к десенситизации β1-адренорецепторов (β1-АР), развивается негативная регуляция вплоть до прекращения синтеза новых рецепторов. Процессы десенситизации могут косвенно отражаться в повышении или снижении экспрессии гена ADRB1, кодирующего β1-АР. Проведен анализ уровня относительной экспрессии гена β1-АР ADRB1 в лейкоцитах 52 пациентов с разными формами ФП в динамике: до лечения, через трое суток, 3 и 12 месяцев после аблации. До аблации экспрессия оказалась сниженной у пациентов с персистирующей ФП по сравнению с группами с другими формами ФП (р = 0.026). При исследовании динамики выявлено значимое снижение уровня экспрессии у пациентов с пароксизмальной ФП на точке трое суток по сравнению с уровнем до аблации (р = 0.003) с дальнейшим повышением значений до исходного уровня на точке 12 месяцев (р = 0.021) относительно точки “трое суток”. У пациентов с персистирующей ФП уровень экспрессии значимо повышался через три месяца после аблации (р = 0.046) по сравнению с уровнем до операции. Пациенты с длительно персистирующей ФП после аблации отличались тенденцией к снижению экспрессии.
DOI: 10.31857/S0016675824070067
EDN: BIERNQ
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Popova, V.O., Muslimova, E.F., Rebrova, T.Y. et al.
Expression of the β1-Adrenoreceptor Gene in Patients with Atrial Fibrillation before and after Surgical Treatment.
DOI: 10.1134/S1022795424700388
ПОЛИМОРФИЗМ ГЕНОВ АНТИОКСИДАНТОВ И ИЗБЫТОЧНЫЙ ВЕС У ДЕТЕЙ
1 Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, 344090 Россия; e-mail: lenmash@mail.ru
2 Медицинский центр “Наука”, Ростов-на-Дону, 344000 Россия
3 Ростовский государственный медицинский университет, Ростов-на-Дону, 344022 Россия
Одним из компонентов патологического процесса, приводящего к развитию ожирения, является окислительный стресс. Уровень образования свободно-радикальных продуктов контролируется антиоксидантной системой. Полиморфизм генов антиоксидантов влияет на уровень и/или активность кодируемых ферментов. Целью работы было исследовать ассоциацию однонуклеотидных замен в генах антиоксидантной системы с риском формирования избыточной массы тела у детей и подростков. Материалом для исследования послужили образцы ДНК 279 детей с избыточным весом и 131 ребенка из контрольной группы. Проводили генотипирование по rs6721961 (–617G>T) NFE2L2, rs4998557 (7958G>A) SOD1, rs4880 (47C>T Ala16Val) SOD2, rs1001179 (–262C>T) САТ, rs713041 (718C>T) GPX4, rs662 (Gln192Arg) PON1. Показано, что генотип –617GT по rs6721961 NFE2L2 среди детей с избыточной массой тела регистрируется статистически значимо реже. Повышенный риск формирования избыточной массы тела выявлен для гетерозигот –262CT по rs1001179 CAT и аллеля –262T. В результате анализа межгенных взаимодействий выявлен 6-тилокусный генотип, ассоциированный со снижением риска формирования избыточной массы тела.
DOI: 10.31857/S0016675824070078
EDN: BICGJI
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Shkurat, M.A., Mashkina, E.V., Milyutina, N.P. et al.
Polymorphism of Antioxidant Genes and Overweight in Children.
DOI: 10.1134/S102279542470039X
РЕКОНСТРУКЦИЯ МАТРИЦЫ ГЕНОТИПИЧЕСКИХ КОРРЕЛЯЦИЙ МЕЖДУ ВАРИАНТАМИ ВНУТРИ ГЕНА ДЛЯ СОВМЕСТНОГО АНАЛИЗА ИМПУТИРОВАННЫХ И СЕКВЕНИРОВАННЫХ ДАННЫХ
1 Федеральный исследовательский центр, Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской
академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; е-mail: gulsvi@mail.ru
2 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия
3 Новосибирский государственный университет, Новосибирск, 630090 Россия
При объединении импутированных и секвенированных данных в одном анализе ассоциаций на уровне генов возникает проблема реконструкции матриц генетических корреляций. Она связана с тем, что для гена известны корреляции между всеми импутированными генотипами вариантов и корреляции между всеми секвенированными, но неизвестны корреляции между генотипами вариантов, один из которых импутирован, а другой секвенирован. Для реконструкции этих корреляций мы предлагаем эффективный метод, основанный на максимизации детерминанта матрицы. Этот метод обладает рядом полезных свойств и имеет аналитическое решение для нашей задачи. Апробация предложенного метода была выполнена путем сравнения реконструированных и реальных корреляционных матриц, построенных на индивидуальных генотипах из Биобанка Великобритании. Сравнение результатов анализа ассоциаций на генном уровне, выполненного методами SKAT, BT и PCA на реконструированных и реальных матрицах с использованием смоделированных и вычисленных по реальным фенотипам суммарных статистик, показало высокое качество реконструкции и устойчивость метода к различным структурам гена.
DOI: 10.31857/S0016675824070089
EDN: BHMPLU
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Svishcheva, G.R., Kirichenko, A.V., Belonogova, N.M. et al.
Reconstruction of a Matrix of Genotypic Correlations between Variants within a Gene for Joint Analysis of Imputed and Sequenced Data.
DOI: 10.1134/S1022795424700418
РАЗНОНАПРАВЛЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ МЕТИЛИРОВАНИЯ CPG-САЙТОВ В 5' РЕГИОНЕ ГЕНА TBX20 В ВОСХОДЯЩЕЙ АОРТЕ ПРИ АТЕРОСКЛЕРОЗЕ И АНЕВРИЗМЕ
1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634050 Россия; e-mail: yuliya.koroleva@medgenetics.ru
2 Научно-исследовательский институт кардиологии, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук, Томск, 634012 Россия
Выявлено гипометилирование пяти CpG-сайтов в 5'-регионе гена TBX20 (локус 7p14.2) в тканях атеросклеротической бляшки аорты по сравнению с ее дилатированным участком у больных с аневризмой восходящей аорты. С привлечением внешних данных мы установили, что при диссекции аорты и атеросклерозе аорты уровень метилирования ДНК региона chr7:35253926-35262250 изменяется разнонаправленно. Полученные результаты свидетельствуют об изменении эпигенетической регуляции как при атеросклеротическом поражении аорты, так и при ее аневризме.
DOI: 10.31857/S0016675824070091
EDN: BHIOTN
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Koroleva, I.A., Goncharova, I.A., Zarubin, A.A. et al.
Methylation Levels in the 5' Region of the TBX20 Gene in the Ascending Aorta Change in Opposite Direction in Atherosclerosis and Aneurysm.
DOI: 10.1134/S102279542470042X
КАРИОТИП И МОЛЕКУЛЯРНО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ 24-ХРОМОСОМНОЙ ФОРМЫ СЕРОГО ХОМЯЧКА NOTHOCRICETULUS MIGRATORIUS ИЗ ТЯНЬ-ШАНЯ
Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова Российской академии наук, Москва, 119334 Россия; e-mail: rusmarmot@yandex.ru
Серый хомячок Nothocricetulus migratorius, являясь широкоареальным палеарктическим видом грызунов, обладает кариотипом со стабильным числом хромосом 2n = 22 на всей территории обитания. Нами найдены серые хомячки с диплоидным числом хромосом 2n = 24, локально распространенные на Кураминском хребте Тянь-Шаня. Впервые дано описание нового кариотипа и анализ G и NORs – дифференциально окрашенных хромосомных наборов. От 22-хромосомного кариотипа серых хомячков описываемый кариотип отличается морфологией Y-хромосомы и наличием дополнительной пары гетероморфных мелких хромосом. Молекулярно-генетический анализ выявил генетическую дивергенцию 24- и 22-хромосомных форм N. migratorius, различия между которыми по митохондриальным маркерам сопоставимы, а по ядерным превышают различия между Cricetulus barabensis (2n = 20) и C. psevdogriseus (2n = 24). Полученные нами данные позволяют обсуждать таксономический статус 24-хромосомной формы серых хомячков с Кура-минского хребта и рассматривать дифференциацию кариоморф N. migratorius как этап хромосомного видообразования.
DOI: 10.31857/S0016675824070102
EDN: BGWVSN
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Brandler, O.V., Blekhman, A.V.
Karyotype and Molecular Genetic Differentiation of a 24-Chromosomal Form of the Gray Hamster Nothocricetulus migratorius from the Tien Shan.
DOI: 10.1134/S1022795424700431
ПРОФИЛИ ЭКСПРЕССИИ ГЕНОВ, ВОВЛЕЧЕННЫХ В СИНТЕЗ ЛИГНАНОВ, В РАЗВИВАЮЩИХСЯ СЕМЕНАХ ЛЬНА
1 Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: mnv-4529264@yandex.ru
2 Федеральный научный центр лубяных культур, Торжок, 172002 Россия
Семена льна являются богатейшим растительным источником лигнанов, препятствующих развитию многих заболеваний. Среди лигнанов в семени культивируемого вида Linum usitatissimum преобладает диглюкозид секоизоларицирезинола (SDG). Нами выполнено секвенирование транскриптомов семян льна на пяти стадиях развития для восьми сортов/линий, различающихся по содержанию лигнанов, для трех вариантов условий выращивания и проведена оценка экспрессии генов PLR1 и UGT74S1, играющих ключевую роль в синтезе SDG. Выявлены коэкспрессия генов PLR1 и UGT74S1 и изменение уровня экспрессии этих генов в десятки и сотни раз в процессе развития семян, что подтверждает их роль в синтезе SDG льняного семени. Пониженная температура (16 °С) и избыточный полив приводили к сдвигу максимального уровня экспрессии обоих генов на более поздние сроки (14-й день после раскрытия цветка) по сравнению с условиями недостаточного полива и повышенной температуры (24 °С) и оптимальными условиями (20 °С) (7-й день после раскрытия цветка). При этом при повышенной температуре и недостаточном поливе уровень экспрессии генов PLR1 и UGT74S1 был ниже, чем при оптимальных условиях. Не выявлено ассоциации между содержанием лигнанов в семенах исследованных сортов/линий льна и уровнем экспрессии генов PLR1 и UGT74S1. Наши результаты дают важную информацию о вкладе генотипа и среды в экспрессию ключевых генов синтеза SDG, что в том числе необходимо для разработки оптимальных подходов для получения семян льна с высоким содержанием лигнанов.
DOI: 10.31857/S0016675824070113
EDN: BGNLFZ
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Pushkova, E.N., Dvorianinova, E.M., Povkhova, L.V. et al.
Expression Profiles of Genes Involved in Lignan Synthesis in Developing Flax Seeds.
DOI: 10.1134/S1022795424700443
СЕКВЕНИРОВАНИЕ И АННОТАЦИЯ ХЛОРОПЛАСТНОГО ГЕНОМА TRITICUM TIMONOVUM HESLOT ET FERRARY
Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Федерального государственного бюджетного научного учреждения Уфимского федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: kuluev@bk.ru
Впервые был секвенирован хлоропластный геном синтетической октаплоидной пшеницы Triticum timonovum Heslot et Ferrary (линия к-43065, Франция). Секвенирование пластома T. timonovum проводилось на секвенаторе Genolab M (GeneMind, Китай). Сборка кольца хлоропластного генома осуществлялась с помощью программы NOVOwrap. Размер хлоропластного генома T. timonovum составил 136158 пн. Длина области инвертированных повторов составила 21552 пн, области SSC – 12795 пн и области LSC – 80257 пн. Были сравнены хлоропластные геномы T. timonovum и различных линий T. timopheevii из GenBank. Хлоропластный геном T. timonovum линии к-43065 оказался наиболее близок к пластому T. timopheevii с номером доступа AB976560.1 и отличался от него лишь наличием одной вставки А в позиции 47891.
DOI: 10.31857/S0016675824070124
EDN: BGHYZA
Translated version (Russ J Genet. Volume 60, issue 7, 2024):
Kuluev, A.R., Matniyazov, R.T., Kuluev, B.R. et al.
Sequencing and Annotation of the Chloroplast Genome of Triticum timonovum Heslot et Ferrary.
DOI: 10.1134/S1022795424700455
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 7 – 2024 г.
Plastome Analysis of Medicinal Plant Tinospora cordifolia for Species Identification and Authentication
1 Plant Biotechnology and Genetic Engineering Laboratory, Department of Biosciences, Saurashtra University, 360005, Rajkot, Gujarat, India
2 Vimal Research Society for Agro-Biotech and Cosmic Power, 360003, Rajkot, Gujarat, India
Correspondence to V. S. Thaker
Tinospora cordifolia is an important medicinal plant in ayurvedic system and modern medicine in India and traditionally applied for the treatment of inflammation, allergies and various other ailments. There is no genomic information available for T. cordifolia. In the present study, first time reported complete cp genome of T. cordifolia using high throughput ion torrent genome machine with ion torrent server. The cp genome of T. cordifolia was 150945 bp in length with GC content of 38.7%, displays a quadripartite structure with two IR regions (IRa: 22375 bp and IRb: 22380 bp) that are separated by the LSC region (84899 bp) and the SSC region (21291 bp). There are 123 gene, including 85 protein-coding genes, 29 tRNA genes, seven rRNA genes and two pseudogenes (ycf1, rps16). Phylogenetic analysis based on whole cp genome revealed that T. cordifolia is as positioned near to the Menispermum dauricum within the Menispermaceae family. Total 27 SSRs were detected inthe plastomes which include di-, tri-, tetra- penta- and hexanucleotieds repeats. Further, compared with cp genome of other species of Menispermaceae it showed ten unique SSRs. Total twenty-five hypervariable regions loci were found in genome. These data could serve as DNA barcodes for species identification.
DOI: 10.1134/S1022795424700315
К статье на сайте SpringerLink
Molecular Characteristics and Expression Regulation of CABYR in the Testis of Pig
1 Department of Biological and Food Engineering, Lyuliang University, 033001, Lyuliang, Shanxi, China
2 College of Animal Science and Technology, Yunnan Agricultural University, 650201, Kunming, Yunnan, China
3 Yunnan Open University, 650101, Kunming, Yunnan, China
Correspondence to P. Wang or J. Huo
CABYR is a protein that regulates calcium-binding tyrosine phosphorylation located in sperm flagella, which increases significantly during sperm capacitation and is primarily involved in sperm capacitation and motility. This study aimed to analyze the expression regulation pattern, sequence characteristics and potential biological function of CABYR gene in Banna mini-pig inbred line (BMI). The testes of adult BMI boars were used for RNA-seq; the complete coding sequence of CABYR was cloned; the sequence, structural characteristics, interacting proteins, KEGG and GO of CABYR were analyzed; the ceRNA regulatory network of CABYR was built using RNA-seq data. The average expression level and TPM value of CABYR gene obtained by RNA-seq was 11 187.50 and 225.29, respectively. The full-length CDS of CABYR was 1149 bp (GenBank accession number: OK042309) encoding 382 amino acids (GenBank login number: UYO37316). The amino acid sequence alignment analysis of multiple species revealed that the similarity between BMI and other species exceeded 73%, indicating a relatively conserved sequence. The CABYR protein was found to contain the DD_CABYR_SP17 conserved domain, the results of species phylogenetic tree analysis met the clustering criteria. Other analyses, including protein-protein interaction (PPI) networks, KEGG, and GO, revealed that BMI CABYR interacts with 50 proteins involved in a variety of functions, such as sexual reproduction and reproductive processes. CABYR was involved in 7 GOs, including five cellular components, one molecular functions, and one biological processes, according to functional annotation. Six miRNAs were found to regulate the CABYR gene via targeted interactions. Additionally, 8, 6, and 1 lncRNAs were found to interact with ssc-miR-4331-3p, ssc-miR-744, and ssc-miR-491, respectively, in association with CABYR. This study examines the expression of CABYR in the testis of BMI, as well as its molecular structure characteristics and expression regulatory network. These findings provide a foundation for future research on the involvement of the CABYR gene in spermatogenesis processes in BMI pigs, particularly in relation to crucial biological processes such as sperm motility and fibrous sheath development.
DOI: 10.1134/S1022795424700352
К статье на сайте SpringerLink
Investigation of Expression Levels of Transcription Factor Genes in Native Sheep Breeds of Türkiye
1 Department of Genetics, Faculty of Veterinary Medicine, Erciyes University, 38039, Kayseri, Turkey
2 Department of Animal Science, Faculty of Veterinary Medicine, Erciyes University, 38039, Kayseri, Turkey
3 Department of Animal Science, Faculty of Agriculture, Erciyes University, 38039, Kayseri, Turkey
4 Department of Veterinary Microbiology and Pathology, Washington State University, 99164, Pullman, WA, USA
Correspondence to F. Daldaban
This study was aimed to investigate the expression levels of transcription factor (TF) genes (MYF6, MYOD1, MYF5, MYOG) and proteins associated with muscle growth in the longissimus dorsi (LD) and gluteal (GL) muscles in sheep. For this aim, two fat-tailed sheep breeds (Akkaraman (n = 10), Awassi (n = 10)) and two thin-tailed sheep breeds (Kivircik (n = 10) and Karayaka (n = 10)) from Türkiye’s native sheep breeds were examined. The expression level was analyzed for MYF6, MYOD1, MYF5, and MYOG genes and proteins that RNAs and proteins were isolated from fresh tissues. As a result of the statistical analysis, in the LD tissue, respectively, MYOG and MYF5 genes in the Karayaka sheep breed; MYOD1 gene in Akkaraman sheep breed; MYF5 gene in Awassi sheep breed were found to be significant (P < 0.05). In GL tissue, respectively, MYOG and MYF6 genes in Akkaraman sheep breed; MYOD1 gene in Karayaka sheep breed; MYF6 gene in Akkaraman and Awassi sheep breed were significant (P < 0.05). The MYOG (fold change 6.87) and MYOD1 (fold change 15.41) genes were upregulated in the GL muscle of the fat-tailed Akkaraman sheep breed. In addition, in the thin-tailed Karayaka sheep breed, down-regulation of MYOD1 (fold change –0.22) gene in LD muscle and up-regulation of MYOD1 (fold change 6.67) gene in GL muscle was found. As a result, it can be considered that MYOG and MYOD1 genes as potential candidate genes in molecular selection studies for Akkaraman sheep breed in terms of muscle development.
DOI: 10.1134/S1022795424700364
К статье на сайте SpringerLink
Maternal Genetic Diversity, Differentiation and Phylogeny of Wild Yak and Four Domestic Yak Breeds in Qinghai, China Inferred from Mitochondrial Cytb Variations
1 Academy of Animal Science and Veterinary Medicine, Qinghai University, 810016, Xining, China
2 Key Laboratory of Animal Genetics and Breeding on Tibetan Plateau, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, 810016, Xining, China
3 Plateau Livestock Genetic Resources Protection and Innovative Utilization Key Laboratory of Qinghai Province, 810016, Xining, China
4 College of Animal Science and Technology, Northwest Agriculture and Forestry University, 712100, Xianyang, China
Correspondence to Z. Ma
Yak (Bos grunniens) is a unique livestock animal originating from the Qinghai-Tibet Plateau in China. In the current study, we investigated the maternal genetic diversity, differentiation and phylogeny of wild yak population and four domestic yak breeds (Qinghai-Gaoyuan, Huanhu, Xueduo, and Yushu) in Qinghai, China by analyzing 166 mitochondrial cytochrome b (Cytb) gene sequence variations. The results showed that the five yak breeds/populations had high genetic diversity (Hd = 0.501 ± 0.088–0.770 ± 0.053) and each yak breed/population owned unique haplotypes. Estimates of FST values showed a moderate genetic differentiation between wild yak and Huanhu yak (FST = 0.0577) as well as that between Huanhu yak and Yushu yak breeds (FST = 0.0520), but a weak genetic differentiation was observed between the other yak breeds/populations (–0.0209 < FST < 0.0372). Additionally, the clustering analysis based on RST values showed that Xueduo yak and Huanhu yak were clustered into one group, and each of the other three yak breeds/populations was separated into one group, respectively. Overall, the clustering relationship between wild yak and Yushu yak was closer. Maternal phylogenetic analysis showed that wild yak and four domestic yak breeds/populations in Qinghai represented in three maternal lineages (Mt-I, Mt-II, and Mt-III), indicating three maternal origins in yak. Our study would provide valuable information for the conservation and utilization of wild yak and Qinghai domestic yak breeds.
DOI: 10.1134/S1022795424700376
К статье на сайте SpringerLink
The Methylation Level of a CpG Site in the Human Interleukin-1β Promoter Reflects Both Current and Past Inflammation
1 Faculty of Biology, Moscow State University, 119234, Moscow, Russia
2 National Medical Research Center for Hematology, 125167, Moscow, Russia
3 Bioinformatics Laboratory, Department of Computer Science, Higher School of Economics University, 109028, Moscow, Russia
Correspondence to A.K. Shaytan
Viral infections, including SARS-CoV-2, are accompanied by signs of systemic inflammation, which can cause long-term sequela for the patient. Time-stable changes in the organism may be caused by epigenetic shifts inherited in a series of cell divisions, in particular, by changes in the DNA methylation profile in cells of various organs and tissues in response to proinflammatory cytokines. IL1B is a key inflammatory factor, and it was shown that CpG methylation level in its promoter can change upon pro-inflammatory stimuli, and that it was associated with significant increase in IL1B expression. In particular, a specific CpG site in the promoter of the IL1B gene located 299 bp upstream from the transcription start site (CpG3) was previously shown to be an important player in these processes. In this study, we examined methylation/demethylation levels of this CpG3 in publicly available genome-wide methylation studies. A total of 15 dataset were analyzed that comprised data from stromal cells in normal and inflammation-associated states, immune cells of healthy young and aging donors, patients during COVID-19 and after recovery. The level of CpG3 demethylation was found to be higher in osteoarthritis samples of cartilage as compared to healthy donors in one dataset. In blood samples of patients with rheumatoid arthritis CpG3 demethylation was also found to be statistically higher than in healthy donors. In COVID-19 studies, blood samples obtained from patients with severe symptoms had higher CpG3 demethylation levels compared to samples obtained from patients with mild symptoms and controls. The level of CpG3 demethylation increased with age in healthy people as judged by whole blood samples. The same dependency was seen for in vitro cultures of mesenchymal cells obtained from healthy donors. Taken together we showed that demethylation level of a single CpG site in IL1B promoter increases in several cell types due to conditions associated with local and systemic inflammation, including SARS-CoV-2 infection, and in aging. These data suggest a possibility that a history of conditions associated with inflammation within an organism may be recorded, preserved, and encoded in its DNA methylation pattern. While the specificity of these “records of inflammation” is an open question, decoding the history of pathological events associated with inflammation that had been faced by the organism is an intriguing possibility.
DOI: 10.1134/S1022795424700406
К статье на сайте SpringerLink
The Complete Chloroplast Genome of Macrocystis sp. Isolate 501
1 College of Chemical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, 266042, Qingda, China
2 First Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources, 266061, Qingdao, China
3 Laboratory for Marine Drugs and Bioproducts of Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology, 266071, Qingdao, China
Correspondence to Y. Y. Zhang or J. L. Miao
Macrocystis sp. isolate 501 is a brown algae in the family Laminariaceae. Here, we sequenced, assembled, and annotated the complete chloroplast (cp) genome of Macrocystis sp. isolate 501. The cp genome of Macrocystis sp. isolate 501 is 130103 bp in length with a GC content of 30.86%. The assembled genome has a typical cyclic structure, containing a large single-copy (LSC) region of 76397 bp, a small single-copy (SSC) region of 42856 bp, and a pairof inverted repeatregions(IRs) of 10850 bp. The cp genome contains 140 unique genes, including 105 protein-codinggenes, six rRNA genes, and 29 tRNA genes. Phylogenetic analysis showed that Macrocystis sp. isolate 501 was closely related to Phaeophyceae. The chloroplast sequence of this species was aligned on NCBI, and the highest coverage was Macrocystis pyrifera (99.18%). Macrocystis pyrifera, also known as the giant brown algae, was first described by the French naturalist Nicolas Duclos in 1750. However, the first detailed description and name of the species was given by the French naturalist Adolphe-Francois Le Jolis in 1863, an article entitled “Étude des Algues littorales de la Manche.” We named the algae we get “Macrocystis sp. isolate 501,” which is the first time that this species has been mentioned. Herein we present the first report on Macrocystis sp. isolate 501 with published genomic information.
DOI: 10.1134/S1022795424700467
К статье на сайте SpringerLink