Аннотации статей. Том 61, 2025 г., № 12
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ГЕНЫ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ, – ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ К ФИТОПАТОГЕНАМ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991 Россия; e-mail: odintsova2005@rambler.ru
Болезни растений существенно снижают урожаи сельскохозяйственных культур и ухудшают качество сельскохозяйственной продукции. Обзор посвящен проблеме повышения устойчивости растений к патогенам путем создания трансгенных растений, экспрессирующих гены антимикробных пептидов (АМП), как одной из стратегий борьбы с болезнями растений. Кратко изложены основные экономически значимые болезни растений, вызываемые патогенными грибами и бактериями, и описаны методы борьбы с ними. Подчеркивается необходимость разработки новых экологически безопасных средств защиты растений из защитного арсенала самих растений, которые могли бы быть включены в систему интегрированной защиты вместе с традиционно используемыми химическими пестицидами. Такими новыми биопестицидами могут стать антимикробные пептиды растений. Изложены основные свойства АМП, которые делают их перспективными молекулами для повышения устойчивости сельскохозяйственных культур к фитопатогенам, и приводятся многочисленные примеры полученных в лабораторных условиях трансгенных растений, в которых экспрессируются гены АМП. Таким образом, описанная стратегия в перспективе сможет стать важной составляющей комплексной защиты растений от фитопатогенов.
DOI: 10.7868/S3034510325120018
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Odintsova, T.I., Shiyan, A.N., Slezina, M.P.
The Use of Transgenic Plants Expressing Antimicrobial Peptide Genes as a Promising Strategy to Improve Plant Resistance to Phytopathogens
DOI: 10.1134/S102279542570111X
СОВРЕМЕННЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДИЗАЙНА ПРАЙМЕРОВ ДЛЯ НЕКОДИРУЮЩИХ РНК
1 Южно-Уральский федеральный научно-клинический центр медицинской биофизики ФМБА
России, Челябинск, 454141 Россия; e-mail: yanishevskaya@urcrm.ru
2 Челябинский государственный университет, Челябинск, 454001 Россия
МикроРНК (миРНК) представляют собой класс некодирующих РНК, играющих ключевую роль в посттранскрипционной регуляции экспрессии генов, участвующих в контроле фундаментальных клеточных процессов. Их высокая диагностическая и прогностическая значимость при различных заболеваниях человека обусловила потребность в высокоспецифичном дизайне прай-меров для количественной оценки экспрессии множества миРНК. Проектирование праймеров для количественного анализа экспрессии миРНК представляет собой методологически сложную задачу в связи с короткой длиной матрицы и высокой гомологией между членами семейств. Стандартные инструменты, изначально ориентированные на более длинные мишени, часто оказываются недостаточно эффективными при работе с короткими последовательностями зрелых миРНК. По этой причине были созданы специализированные платформы, адаптированные под уникальные структурные и функциональные особенности миРНК, обеспечивающие точный и воспроизводимый дизайн праймеров. В обзоре рассматриваются современные автоматизированные программные инструменты, специально разработанные для проектирования праймеров к коротким некодирующим РНК, с акцентом на их функциональные характеристики и пригодность для конструирования праймеров к наиболее распространенному методу количественного анализа экспрессии миРНК – Stem-loop ОТ-ПЦР.
DOI: 10.7868/S3034510325120026
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Yanishevskaya, M.A., Blinova, E.A.
Present-Day Computer-Aided Primer Designing Tools for Noncoding RNA
DOI: 10.1134/S1022795425701121
ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ДИАГНОСТИКЕ И ТЕРАПИИ COVID-19: ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ ДЛЯ ТЕРАПИИ МЕТОДОМ РНК-ИНТЕРФЕРЕНЦИИ
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119333 Россия; e-mail: olesya.belopolskaya@vigg.ru
Рассматривается роль эпигенетических механизмов, в частности метилирования ДНК, в процессах взаимодействия вируса SARS-CoV-2 с организмом человека и в патогенезе COVID-19. Дается обзор экспериментальных исследований потенциального применения микроРНК для регуляции экспрессии генов, вовлеченных во взаимодействие вируса с организмом хозяина. Рассматривается потенциальная возможность новой стратегии в диагностике и терапии COVID-19 и других вирусных инфекций с использованием РНК-интерференции.
DOI: 10.7868/S3034510325120038
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Belopolskaya, O.B., Borinskaya, S.A., Rimskaya, A.A. et al.
Epigenetic Approaches to Diagnosis and Therapy of COVID-19: Features of Differential DNA Methylation Profile as Potential Targets for Therapy by the Method of RNA Interference
DOI: 10.1134/S1022795425701133
ВЛИЯНИЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ШАПЕРОНА GrpE И КО-ШАПЕРОНА IbpA В КЛЕТКАХ Esсherichia coli
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991
Россия; e-mail: s.v.smirnova.genet@gmail.com
2 Московский физико-технический институт, Московская область, Долгопрудный, 117303 Россия
Для изучения влияния фармакологических средств на экспрессию генов шаперона DnaK и ко-шаперона IbpA были использованы два биосенсора Esсherichia coli MG1655 pGrpE-lux и MG1655 pIbpA-lux. В качестве репортера экспрессии этих генов служит оперон luxCDABE бактерии P. luminescens, вставленный под промоторы генов grpE и ibpA соответственно. Индукция экспрессии генов grpE и ibpA указывает на способность тестируемых соединений влиять на фолдинг и рефолдинг белков. 10 из 12 тестированных соединений являются известными фармакологическими средствами. Фторхинолиновые ингибиторы топоизомераз – антибиотики ципрофлоксацин и налидиксовая кислота, цитостатики 5-фторурацил и митомицин С, а также антибактериальное средство диоксидин вызывали ответ у обоих биосенсоров, что указывает на способность этих веществ влиять на структуру как de novo синтезированных белков, так и функционирующих в клетке белков. Рифампицин индуцировал ответ только у биосенсора pGrpE-lux, тогда как цисплатин и 5-бром-2-дезоксиуридин только у биосенсора pIbpA-lux. Цитостатик актиномицин Д проявил высокую токсичность для бактерий, что не позволило зарегистрировать его активность в отношении шаперонов. 6-Тиогуанин не вызывал ответа у обоих биосенсоров. Все эти соединения обладают мутагенной/генотоксической активностью. Стандартные генотоксиканты/мутагены 4-НХО и NaN3 индуцировали ответ у обоих биосенсоров. Обсуждаются возможности дальнейшего применения биосенсоров pGrpE-lux и pIbpA-lux для скрининга потенциальных ингибиторов шаперонов.
DOI: 10.7868/S3034510325120045
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Smirnova, S.V., Kurkieva, A.G., Manukhov, I.V. et al.
The Effect of Pharmacological Agents on the Expression of the Genes of the Chaperone GrpE and Co-Chaperone IbpA in Escherichia coli Cells
DOI: 10.1134/S1022795425701145
ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ АМПЛИФИКАЦИИ ПОЛНОГО МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМА СИБИРСКОГО ОСЕТРА (Acipenser baerii)
1 Федеральный исследовательский центр животноводства – ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста,
Московская область, пос. Дубровицы, 142132 Россия; e-mail: belousa663@gmail.com
2 Всероссийский научно-исследовательский институт интегрального рыбоводства – филиал Федерального
исследовательского центра животноводства – ВИЖ им. академика Л.К. Эрнста, Московская область, пос. им. Воровского,
142460 Россия
Разработана ПЦР-система для амплификации полного митохондриального генома сибирского осетра (Acipenser baerii), позволяющая получить шесть перекрывающихся ампликонов для выполнения секвенирования методом NGS. Проведено секвенирование ДНК 24-х представителей аквакультурного сибирского осетра ленского происхождения. Подтверждены данные о крайне низком разнообразии мтДНК у ленского осетра, разводимого в условиях аквакультуры. У всех секвенированных образцов обнаружены участки гетероплазмии.
DOI: 10.7868/S3034510325120054
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Bardukov, N.V., Pisarenko, N.B., Nikipelova, A.K. et al.
Test System for Amplification of the Complete Mitochondrial Genome of Siberian Sturgeon (Acipenser baerii)
DOI: 10.1134/S1022795425701182
АНАЛИЗ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ГАПЛОГРУПП мтДНК У ЛОШАДЕЙ АБОРИГЕННЫХ ПОРОД РОССИИ
Всероссийский научно-исследовательский институт коневодства, Рязанская область, п. Дивово, 391105 Россия; e-mail: nbloh16@yandex.ru
В статье представлены результаты изучения гипервариабельной последовательности D-петли мтДНК 205 лошадей десяти аборигенных пород, включая бурятскую, вятскую, забайкальскую, мезенскую, печорскую, приобскую, тавдинскую, тувинскую, хакасскую и якутскую. У лошадей изученных популяций был выявлен широкий спектр гаплотипов и гаплогрупп мтДНК (Hd = 95.61), включая оригинальные митотипы и новые митогруппы, не описанные ранее у других пород лошадей. Помимо 17-ти стандартных групп мтДНК (A–R), были выявлены дополнительные филогенетические кластеры, у лошадей бурятской (T, Y, Z), вятской (U и Y), мезенской (U), приобской (U, W) и хакасской (Y) пород. Полученные результаты демонстрируют определенную общность и оригинальность матрилинейной структуры аборигенных пород лошадей Северо-Восточной Евразии.
DOI: 10.7868/S3034510325120068
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Blohina, N.V., Khrabrova, L.A., Sorokin, S.I.
Analysis of the MtDNA Haplogroup Variability in Horses of Native Russian Breeds
DOI: 10.1134/S1022795425701194
ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КРАСАВКИ Anthropoides virgo L. В ПРОСТРАНСТВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
1 Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова Российской академии наук, Москва, 119991
Россия; e-mail: mudrik@vigg.ru
2 Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук, Москва, 119071
Россия
3 Окский государственный природный биосферный заповедник, Рязанская обл., Брыкин Бор, 391072 Россия
4 Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов Сибирского отделения Российской академии
наук, Кызыл, 667007 Россия
5 Национальный парк “Тункинский”, Республика Бурятия, Кырен, 671010 Россия
6 Бурятский государственный университет им. Доржи Банзарова, Улан-Удэ, 670000 Россия
7 Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук, Улан-Удэ,
670000 Россия
8 Государственный природный заповедник “Хакасский”, Абакан, 655017 Россия
9 Институт природных ресурсов, экологии и криологии Сибирского отделения Российской академии наук,
Чита, 672014 Россия
10 Государственный природный биосферный заповедник “Даурский”, Забайкальский край, Нижний Цасучей,
674495 Россия
В статье представлены результаты анализа популяционно-генетической структуры по микросателлитным локусам и моделирования экологических ниш широкоареального вида журавлей – красавки (Anthropoides virgo L.). Показано, что в структуре генофонда красавки различаются три группы, приуроченные к разным местам зимовки этого вида: азово-черноморско-чадская, прикаспийско-суданская и азиатско-индийская, объединяющая зауральско-, южносибирско-, байкальско- и забайкальско-индийскую субпопуляции. Красавки из зауральско-индийской субпопуляции занимают промежуточное положение между европейскими и тремя остальными азиатскими субпопуляциями. Анализ экологической дифференциации красавки по температуре, количеству осадков и высоте над уровнем моря в местах гнездования выявил структуру, в целом соответствующую таковой по микросателлитным локусам, а также ранее полученным данным по цитохрому b митохондриальной ДНК. Представленные результаты могут указывать на вероятную роль климатических факторов в формировании внутривидовой генетической структуры красавки вследствие ограничения потока генов, возникающего в определенных экологических условиях.
DOI: 10.7868/S3034510325120071
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Mudrik, E.A., Kazimirov, P.A., Ilyashenko, E.I. et al.
Population Genetic Structure of the Demoiselle Crane Anthropoides virgo L. in the Space of Ecological Factors
DOI: 10.1134/S1022795425701200
КОЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОВ ТЕРМОРЕЦЕПТОРОВ СЕМЕЙСТВА TRP В 15 ПОПУЛЯЦИЯХ АЛТАЕ-САЯНСКОГО РЕГИОНА, ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА
1 Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского
отделения Российской академии наук, Новосибирск, 630090 Россия; e-mail: marina@bionet.nsc.ru
2 Новосибирский государственный медицинский университет, Новосибирск, 630091 Россия
Проведен анализ гена терморецептора TRPV3 (rs322937) в 15 популяционных выборках (1407 человек), относящихся к различным языковым группам и проживающих в регионах Алтае-Саянского нагорья, Западной Сибири, Дальнего Востока и Канады. Самая высокая частота редкого аллеля выявлена у якутов (42.9%), а низкая – у эскимосов (10.7%) и эвенков (10.8%). Отклонение от равновесия Харди–Вайнберга выявлено в популяции сибирских татар. Наибольшие межпопуляционные различия выявлены между якутами и эвенками, а наименьшие – между казахами, теленгитами и хакасами, теленгитами и татарами, хакасами и нанайцами, тувинцами и северными алтайцами. Проведена трансассоциация полиморфных локусов генов TRPV1, TRPA1, TRPM8 и TRPV3 с помощью метода регрессионного анализа. Из шести пар генов в трех была выявлена положительная корреляция: TRPA1/TRPV3, TRPV3/TRPV1 и TRPV1/TRPM8. Изученный нами ген TRPV3 положительно скоррелирован с TRPV1 и TRPA1 и отрицательно с TRPM8. Полученные результаты могут свидетельствовать о различном селективном давлении в разных географических областях, определяемых климатическими факторами.
DOI: 10.7868/S3034510325120081
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Gubina, M.A., Babenko, V.N., Gubina, A.Y.
Coevolution of Thermoreceptor Genes of the TRP Family in 15 Populations of the Altai-Sayan Region, Western Siberia, and the Far East
DOI: 10.1134/S1022795425701236
РОЛЬ микроРНК-34a В ПРЕДСКАЗАНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИММУНОТЕРАПИИ ПРИ СВЕТЛОКЛЕТОЧНОЙ ПОЧЕЧНО-КЛЕТОЧНОЙ КАРЦИНОМЕ
1 Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского
федерального исследовательского центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия; e-mail: * dilara.asadullina@yandex.ru,
** gilyasova_irina@mail.ru
2 Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, 450008 Россия
3 Республиканский клинический онкологический диспансер, Уфа, 450054 Россия
4 Уфимский университет науки и технологий, Уфа, 450008 Россия
Светлоклеточная почечно-клеточная карцинома (скПКК) – агрессивная опухоль с неблагоприятным прогнозом. Несмотря на успешное применение ингибиторов иммунных контрольных точек (ИКТИ) в лечении онкологических заболеваний, отсутствие надежных предикторов ответа и токсичности приводит к преждевременному прекращению терапии у части пациентов вследствие прогрессирования заболевания или развития нежелательных явлений. Исследование экзосомальных микроРНК выявило, что miR-34a может служить маркером ответа на терапию: ее уровень повышался у пациентов с положительным ответом на ИКТИ (0.47 ± 0.16 против 0.08 ± 0.16 до лечения, p = 0.02), тогда как у неответивших изменений не наблюдалось. Семейство miR-200 не показало значимых различий. Хотя данные требуют подтверждения на большей выборке, miR-34a перспективна для создания прогностической панели маркеров при иммунотерапии скПКК.
DOI: 10.7868/S3034510325120097
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Asadullina, D.D., Izmailov, A.A., Popova, E.V. et al.
The Role of miR-34a in Predicting the Efficacy of Immunotherapy in Clear Cell Renal Cell Carcinoma
DOI: 10.1134/S1022795425701248
ХИЧХАЙКИНГ КАК КОСВЕННЫЙ ОТБОР. I. ДИАЛЛЕЛЬНЫЕ ЛОКУСЫ
Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление» Российской академии наук, Москва 119991 Россия; e-mail: pass40@mail.ru
Рассматривается влияние отбора по одному локусу на другой, нейтральный. Анализируются модели гаплоидной и диплоидной популяций с неперекрывающимися поколениями. Модель гаплоидной популяции формулируется в виде системы разностных уравнений, связывающих значения концентрации благоприятного аллеля, концентрации аллеля нейтрального локуса и коэффициента неравновесности по сцеплению рассматриваемых диаллельных локусов в смежных поколениях. Рассмотрены равновесия, изучены качественные свойства динамики генетического состояния популяции. При направленном отборе благоприятный аллель монотонно вытесняет альтернативный. Концентрация нейтрального аллеля может как монотонно расти, так и монотонно уменьшаться. Ее предельное накопленное изменение практически незначительно, а сходимость к пределу существенно быстрее, чем для благоприятного аллеля. Эти результаты иллюстрируются графиками. Затем рассматриваемая модель аппроксимируется системой обыкновенных дифференциальных уравнений, и ее анализ подтверждает выводы дискретной модели как в качественном, так и в количественном отношении. Неравновесность по сцеплению может сначала увеличиваться, а потом убывать до нуля, если коэффициент отбора больше коэффициента рекомбинации. В противном случае сходимость к нулю монотонна, причем в любом случае знак неравновесности не изменяется. Дано обобщение модели гаплоидной популяции, допускающее влияние на жизнеспособность парных случайных взаимодействий гаплотипов. Оно приводит к уравнениям, соответствующим отбору по жизнеспособности в диплоидной популяции, где появление полиморфного устойчивого равновесия разбивает интервал допустимых состояний (0, 1) на две положительно инвариантные части, на каждой из которых динамика концентрации аллеля под давлением отбора монотонна. Это позволяет редуцировать соответствующие задачи анализа диплоидной популяции к уже изученным в гаплоидном случае.
DOI: 10.7868/S3034510325120106
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Passekov, V.P.
Hitchhiking as Indirect Selection: I. Diallelic Loci
DOI: 10.1134/S1022795425701261
НОВЫЕ ГЕНОТИПЫ ГРЕЧИХИ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ in vitro
Федеральный научный центр агробиотехнологий Дальнего Востока им. А.К. Чайки; e-mail: borovayasveta@mail.ru
С помощью ISSR-маркеров (М1, М2, М7 и М11) показаны генетические отличия регенерантных форм гречихи посевной, полученных in vitro с помощью ионов меди (47 мг/л) и цинка (253–299 мг/л), от исходной формы. По сравнению с сортом-стандартом выделенные образцы обладают повышенными показателями элементов продуктивности, в том числе максимальной продуктивностью одного растения, варьируя от 5.17 до 5.71 г.
DOI: 10.7868/S3034510325120115
Translated version (Russ J Genet. Volume 61, issue 12, 2025):
Borovaya, S.A., Klykov, A.G., Boginskaya, N.G.
New Buckwheat Genotypes Obtained Using Heavy Metlas in vitro
DOI: 10.1134/S1022795425701273
Статьи, опубликованные только в Russian J. of Genetics, № 12 – 2025 г.
Role of glob1 in Regulating Structural and Functional Aspects of Malpighian Tubules in Drosophila
1 Department of Zoology, Sanatan Dharm College Muzaffarnagar, 251001, Uttar Pradesh, India
2 Department of Chemistry, Sanatan Dharm College Muzaffarnagar, 251001, Uttar Pradesh, India
3 Department of Biochemistry, Daulat Ram College, University of Delhi-Delhi, 110007, Delhi, India
Correspondence to P. Sharma
The main physiological function of the excretory system of an animal is associated with removing various toxic and other harmful substances. Any excretory system is involved in the removal of waste products of metabolism, to maintain a constant chemical composition of the body fluids even when the external environment changes. Kidneys in vertebrates and Malpighian tubules (MTs) in Drosophila are the main excretory organs that are intricate in the process of excretion. The kidney serves as an excellent model to investigate the cellular and molecular mechanisms underlying organogenesis. MTs are functionally equivalent to vertebrate kidney’s renal tubule. The main function of MT is to regulate the secretion of fluids and are characterized by two types of cells Principal Cells and Stellate Cells. Principal cells are mainly associated with the movement of potassium ions whereas stellate cells regulate the secretion and movement of Chloride ions. Drosophila melanogaster consists of three globin genes (glob1, glob2, glob3) which are mainly associated with oxygen binding function. Apart from the main function, the present study is focused on exploring the role of the glob1 gene in the development and function of Malpighian tubules in Drosophila. The main findings of the study show the abnormal cellular and physiological architecture of the Malpighian tubule after loss of glob1 gene expression in the principal cells and stellate cells of MTs. Other findings include the defects in embryonic development as larval lethality and apoptosis are also prominent. It is interesting to see that the downregulation of the glob1 gene in MTs also affects the locomotory functions in Drosophila.
DOI: 10.1134/S1022795425701157
К статье на сайте SpringerLink
Comparative Analysis of Codon Usage Patterns in Chloroplast Genomes of Plectranthus barbatus and Allied Species
1 Department of Botany, Bioinformatics and Climate Change Impacts Management, Gujarat University, 380009, Ahmedabad, Gujarat, India
2 Vimal Research Society for Agro-Biotech and Cosmic Powers, 360311, Patidad, Gondal, Rajkot, Gujarat, India
3 Department of Bio-Science, Saurashtra University, 360005, Rajkot, Gujarat, India
Correspondence to V. S. Thaker
Codon usage bias (CUB) is a unique characteristic of genomes which refers to non-random usage of selected synonymous codons in the genes. Lamiaceae, the largest family of order lamiales, is significant to humans as its herbaceous plants are useful for flavor, fragrance and, most importantly, medicinal properties. In the present study, the codon usage patterns and variation sources of the chloroplast genomes of Plectranthus barbatus and allied species were systematically analyzed. Our results showed that the chloroplast genomes of five Plectranthus plants end with A/T(U) bases, and a total of 24 optimal codons were detected among them. Effective Number of codons vs. GC content of third codon positions (ENC-GC3s analysis), Parity Rule 2 (PR2) analysis, and neutrality plot analysis showed that the codon bias of the Plectranthus plants was influenced by many factors, natural selection being the key influencing factor. Collectively, this study aims to highlight the shortage of chloroplast sequencing data of genus Plectranthus; and a consistent pattern of CUB in the plastomes of five Plectranthus plants, influenced by a combination of natural selection, mutation pressure and possibly other unidentified factors. Significant correlation was found between nucleotide composition parameters, gene expression as well as protein properties with synonymous codon usage order (SCUO) of cp genes which supported the finding that expression of cp genes was associated with the degree of CUB. The results may also shed light on the way to improve the expression efficiency of transgenes in Plectranthus plants based on codon optimization.
DOI: 10.1134/S1022795425701169
К статье на сайте SpringerLink
Primer Design for trnL-trnF IGS Sequences of the Quercus L. Species
Department of Molecular Biology and Genetics, Faculty of Engineering and Natural Sciences, Uşak University, 64200, Uşak, Türkiye
Correspondence to A. Yılmaz
The genus Quercus L., which has taxonomically problematic species, is distributed in wide geographical regions and represents the important part of forest ecosystems. Distribution in wide geographical areas is the one of the most important reasonsto increase the variations in the species, because of different climatic and geographical conditions. Furthermore, the presence of hybridization, self-incompatibility system and weak reproductive barriers between species are other important reasons to make problematic the genus. The studies based on DNA barcoding have been frequently used to determine and solve such problems. The trnL-trnF IGS sequences belonging to cpDNA is one of the most used regions to evaluate the phylogenetic relationships of the species, in addition to species identification and separation. However, it is observed that the primers used to provide trnL-trnF IGS region are universal. In other words, primer pairs devoloped for trnL-trnF IGS sequences have not been specifically designed by examination of sequences belonging to Quercus species. In this study, eight primer pair were developed from the target DNA sequencesof all Quercus species and their sequence compatibilities were tested in different species of the genus. Furthermore, in addition to length, melting temperature and GC content in primer design for trnL-trnF IGS sequences, the secondary structures tendencies of the primers such as homodimer, heterodimer and hairpin were examined in detailed. Although there are large nucleotide regions containing trnL-trnF IGS sequences for many Quercus species in the NCBI database, it was observed that the start and end regions of these sequences were not determined and were have been shared as a whole. In this study, the initial and final sequences of the trnL-trnF IGS region for Quercus species were determined and in this context, the study has also high importantance in terms of determining how many nucleotides are synthesized from the genes aroundthe relevant region in PCR amplification.
DOI: 10.1134/S1022795425701170
К статье на сайте SpringerLink
Phylogenetic Analysis of Seven Species of Pigeons and Doves (Aves: Columbiformes) Based on Mitochondrial Cytochrome Oxidase Subunit I Sequences
Department of Zoology, Faculty of Science, Damietta University, New Damietta, Damietta, Egypt
Correspondence to L. E. M. Deef
This is the first study of analysing and identifying the phylogenetic relationship between migratory, resident doves and pigeon in Egypt using a molecular marker. Doves and Pigeons are the members of living family Columbidae (order: Columbiformes) having a wide range of taxonomic diversity and geographic distribution. Seven species of family Columbidae were collected via random sampling from different districts of Egypt to carry out this study. Mitochondrial cytochrome oxidase subunit I (COI) sequences were used as an effective marker in this study. Phylogenetic relationships among genera of Columbidae (pigeons and doves family) have not been fully resolved because of scarce sampling of taxa and limited availability of sequence data. So, in this study, we have evaluated the efficiency of COI barcodes for species identification and phylogenetic analysis of various doves and pigeons. DNA of Columbidae species were extracted, amplified using polymerase chain reaction (PCR) and then sequenced. The results obtained from information based on COI sequences revealed that in the topological structures of the tree there are two separate genetic branches, one branch for Columba livia livia; Columba livia domestica; Streptopelia decaocto; Streptopelia roseogrisea; Streptopelia senegalensis and Streptopelia turtur and other branches for Streptopelia risoria with strong bootstrap support (99%). At the same time, Streptopelia risoria is in a separate group, with a node connected to the other studied birds and having the farthest genetic distance with the other bird species. It was concluded that, the mitochondrial gene COI can aid in the differentiation of studied species and finding genetic relationships between them.
DOI: 10.1134/S1022795425701212
К статье на сайте SpringerLink
Characteristics of the Complete Mitochondrial Genome of Yunleon longicorpus (Neuroptera, Myrmeleontidae) and Implications for Its Phylogeny within Myrmeleontidae
1 Institute of Eastern-Himalaya Biodiversity Research, Dali University, 671003, Dali, Yunnan, China
2 Collaborative Innovation Center for Biodiversity and Conservation in the Three Parallel Rivers Region of China, 671003, Dali, Yunnan, China
3 The Provincial Innovation Team of Biodiversity Conservation and Utility of the Three Parallel Rivers Region from Dali University, 671003, Dali, Yunnan, China
Correspondence to Y. Mu
The genus Yunleon comprises only two recorded species in China. The NCBI database currently lacks mitochondrial genome sequences for species of the genus Yunleon, which makes difficult to understand the phylogeny and evolution of this group. In this study, we used Illumina NovaSeq technology to sequence and characterize the mitochondrial genome of Yunleon longicorpus. Subsequently, the mitochondrial genome sequence of Y. longicorpus was used to explore its phylogenetic relationships at the tribe level. The results showed, the entire length of mitochondrial genome of Y. longicorpus contained 16 810 bp with 37 typical genes. Notably, the mitochondrial genomes of Y. longicorpus exhibited a rearrangement pattern, i.e., tRNACys-tRNATrp-tRNATyr. Among the 22 tRNAs, most of them displayed the typical cloverleaf secondary structure, expect for trnS1, which lacked the dihydrouridine (DHU) arm. Interestingly, the phylogenetic analysis of the family Myrmeleontidae revealed a different relationship between the genus Yunleon and Epacanthaclisis compared with previous studies. And, genus Yunleon was closely clustered into the tribe Megistopini, while genus Epacanthaclisis was clustered into the tribe Acanthoplectrini. The results supported that the genus Yunleon belongs to the tribe Megistopini and the genus Epacanthaclisis might belong to the tribe Acanthoplectrini rather than Dendroleontini. Our study provides some basic data and insight into the further research for this group.
DOI: 10.1134/S1022795425701224
К статье на сайте SpringerLink
A Combined Impact of Neurotransmitter System Genes and Social/Lifestyle Factors on Aggressive Behavior
1 Institute of Biochemistry and Genetics—Subdivision of the Ufa Federal Research Centre of the Russian Academy of Sciences, 450054, Ufa, Russia
2 Department of Medical Genetics and Fundamental Medicine, Bashkir State Medical University, 450008, Ufa, Russia
3 Russian Academy of Education, 119121, Moscow, Russia
4 Psychological Institute of Russian Academy of Education, 125009, Moscow, Russia
5 Moscow State University, 119991, Moscow, Russia
Correspondence to A. V. Kazantseva
The development of human aggressive behavior is attributed to a combined effect of social/environmental factors and multiple genes of small effect. Molecular mechanisms have emphasized alterations in serotonin, dopamine, and norepinephrine signaling could contribute to various behavioral traits, including aggression. Therefore, the present study aimed to examine a contribution of multiple genetic variants belonging to neurotransmitter system genes together with social/lifestyle factors in individual differences in aggression level in the cohort of young adults from Russia. In addition, we sought to determine the common and specific patterns of genetic associations between different aggression subscales, i.e., physical and verbal aggression, anger, and hostility. The study examined mentally healthy young adults from Russia aged 18–25 years (N = 1307, 80% women), who underwent psychological testing using the Buss-Perry Aggression Questionnaire (BPAQ) and the Parental-Bonding Inventory (PBI). Genotyping was performed on 32 SNPs located in the HTR1B, HTR2A, HTR3A, HTR3B, TH, TPH1, TPH2, DDC, DRD1, DRD2, SLC6A2, SLC6A3, ADRB2, and COMT genes. Statistical analysis enabled to determine common and specific patterns of genetic associations of the HTR1B rs13212041, HTR2A rs7997012, HTR3A rs11604247 and rs1176722, TPH2 rs1843809, DRD2 rs12364283, DDC rs921451, SLC6A2 rs2242446 and rs3785143, and COMT rs4646316 with individual variance in the total aggression and its subscales. The most significant regression models, which included SNPs and social predictors, enabled to explain up to 12.1% of differences in the total aggression score (p = 1.3 × 10–10), 11.3% in anger (p = 2.2 × 10–16), 9.7% in verbal aggression (p = 8.0 × 10–10), and 4.1% in hostility (p = 1.2 × 10–8). The data obtained evidence a relation of allelic variants linked to upregulation of the HTR3A and SLC6A2 genes and downregulation of the HTR1B, HTR2A, TPH2, DRD2, and COMT genes to higher aggression levels.
DOI: 10.1134/S102279542570125X
К статье на сайте SpringerLink
Age-Related Methylation Changes of the KLOTHO Gene in the Cyprus Population
1 Department of Molecular Biology and Genetics, Faculty of Arts and Sciences, Near East University, Nicosia, Northern Cyprus
2 Faculty of Medicine, European University of Lefke, 99010, Lefke, Turkey
Correspondence to R. Kalkan
Aging is an inevitable and complex process associated with organ physiological dysfunction and decreased life quality. KLOTHO (KL) is identified as an anti-ageing gene, which plays an important role in developing many age-related diseases. The objective was to analyze the methylation status of the KL gene in 152 subjects by using methylation-sensitive high-resolution melting (MS-HRM). To assess age-related variations in the methylation status of the KL gene, subjects were categorized into two groups: ≤39 and ≥40 years old. A significant association between KL methylation status and age was identified (P = 0.0009). However, this study did not determine an association between KL methylation status and Body Mass Index (BMI) (P > 0.05). We demonstrated that α-KL methylation is increased with age in patients with ≥40 years.
DOI: 10.1134/S1022795425701285
К статье на сайте SpringerLink
Complete Mitochondrial Genome of Turdus mandarinus (Passeriformes: Turdidae)
1 Beijing Capital International Airport Company Limited, 100021, Beijing, China
2 Institute of Eco-Environmental Research, Guangxi Academy of Sciences, 530007, Nanning, Guangxi, China
3 Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation, 530004, Nanning, Guangxi, China
Correspondence to Yongjie Huang
Turdus mandarinus is a medium passerine bird with wide distribution in Asia, Africa and Europe. The complete mitogenome of this species was sequenced using an IlluminaNovaseq platform. It is 16,727 bp in length and consists of 13 protein-coding genes (PCGs), 22 tRNA genes, two rRNA genes (12S rRNA and 16S rRNA) and a control region (CR). The overall nucleotide composition of the mitogenome is A (29.35%), T (23.35%), G (14.83%), and C (32.47%). We reconstructed a phylogenetic tree based on the mitogenome sequences of 16 species from family Turdidae, as well as one outgroup. Phylogenetic analysis indicated that T. mandarinus is well clustered with T. merula. The new mitogenome data would provide useful information for evolutionary research on T. mandarinus and the family Turdidae.
DOI: 10.1134/S1022795425701297
К статье на сайте SpringerLink