ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРАНСГЕННЫХ РАСТЕНИЙ, ЭКСПРЕССИРУЮЩИХ ГЕНЫ АНТИМИКРОБНЫХ ПЕПТИДОВ, – ПЕРСПЕКТИВНЫЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТЕНИЙ К ФИТОПАТОГЕНАМ

Т. И. Одинцова*, А. Н. Шиян, М. П. Слезина

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

 

 

СОВРЕМЕННЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ ДИЗАЙНА ПРАЙМЕРОВ ДЛЯ НЕКОДИРУЮЩИХ РНК

М. А. Янишевская^1,2,*, Е. А. Блинова^1,2

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

 

 

ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ДИАГНОСТИКЕ И ТЕРАПИИ COVID-19: ОСОБЕННОСТИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ПРОФИЛЯ МЕТИЛИРОВАНИЯ ДНК КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ МИШЕНЕЙ ДЛЯ ТЕРАПИИ МЕТОДОМ РНК-ИНТЕРФЕРЕНЦИИ

О. Б. Белопольская*, С. А. Боринская, А. А. Римская, Н. В. Маркина, Н. К. Янковский

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

 

 

ВЛИЯНИЕ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ НА ЭКСПРЕССИЮ ГЕНОВ ШАПЕРОНА GrpE И КО-ШАПЕРОНА IbpA В КЛЕТКАХ Esсherichia coli

С. В. Смирнова^1,*, А. Г. Куркиева¹, И. В. Манухов², В. В. Фомин², С. К. Абилев¹

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

 

 

ТЕСТ-СИСТЕМА ДЛЯ АМПЛИФИКАЦИИ ПОЛНОГО МИТОХОНДРИАЛЬНОГО ГЕНОМА СИБИРСКОГО ОСЕТРА (Acipenser baerii)

Н. В. Бардуков¹, Н. Б. Писаренко¹, А. К. Никипелова¹, В. И. Никипелов¹, А. Н. Родионов¹, А. В. Доцев¹, М. Е. Ромазева¹, А. А. Белоус^1,2,*, П. И. Отраднов¹, Н. А. Зиновьева¹

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

 

 

АНАЛИЗ ВАРИАБЕЛЬНОСТИ ГАПЛОГРУПП мтДНК У ЛОШАДЕЙ АБОРИГЕННЫХ ПОРОД РОССИИ

Н. В. Блохина*, Л. А. Храброва, С. И. Сорокин

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

 

 

ПОПУЛЯЦИОННО-ГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА КРАСАВКИ Anthropoides virgo L. В ПРОСТРАНСТВЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Е. А. Мудрик^1,*, П. А. Казимиров¹, Е. И. Ильяшенко², К. Д. Кондракова², К. А. Постельных³, Т. П. Арчимаева⁴, Л. Д. Базаров⁵, Ц. З. Доржиев^6,7, А. Н. Куксин⁴, В. В. Шуркина⁸, О. А. Горошко^9,10, А. В. Шатохина¹, Д. В. Политов¹

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

 

 

КОЭВОЛЮЦИЯ ГЕНОВ ТЕРМОРЕЦЕПТОРОВ СЕМЕЙСТВА TRP В 15 ПОПУЛЯЦИЯХ АЛТАЕ-САЯНСКОГО РЕГИОНА, ЗАПАДНОЙ СИБИРИ И ДАЛЬНЕГО ВОСТОКА

М. А. Губина^1,*, В. Н. Бабенко¹, А. Ю. Губина²

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

 

 

РОЛЬ микроРНК-34a В ПРЕДСКАЗАНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИММУНОТЕРАПИИ ПРИ СВЕТЛОКЛЕТОЧНОЙ ПОЧЕЧНО-КЛЕТОЧНОЙ КАРЦИНОМЕ

Д. Д. Асадуллина^1,2,*, А. А. Измайлов³, Е. В. Попова³, Е. А. Иванова⁴, С. М. Измайлова², В. Н. Павлов², Э. К. Хуснутдинова¹, И. Р. Гилязова^1,2,**

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

 

 

ХИЧХАЙКИНГ КАК КОСВЕННЫЙ ОТБОР. I. ДИАЛЛЕЛЬНЫЕ ЛОКУСЫ

В. П. Пасеков*

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

 

 

НОВЫЕ ГЕНОТИПЫ ГРЕЧИХИ, ПОЛУЧЕННЫЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ in vitro

С. А. Боровая*, А. Г. Клыков, Н. Г. Богинская

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