Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск
Вавиловский журнал генетики и селекции– рецензируемый научный журнал открытого доступа, не взимающий плату с авторов за публикацию статей.

Журнал издается с 1997 г. (до 2011 г. под названием «Информационный вестник
ВОГиС») - восемь выпусков в год.

Журнал принимает на русском и английском языках статьи, представляющие новые научные результаты или обзоры в областях генетики и селекции, а также в связанных с ними других разделах науки. Основные направления публикуемых работ: общая и молекулярная генетика, генетика и селекция растений, животных и микроорганизмов, генетика человека и медицинская генетика, палеогенетика, симбиогенетика и эволюционная генетика, популяционная генетика, генетика и клеточная биология процессов развития, системная биология и биоинформатика, синтетическая биология, геномика, транскриптомика и протеомика, генетические основы биотехнологий, генная и хромосомная инженерия. К публикации принимаются результаты оригинальных теоретических и экспериментальных исследований, выполненных на хорошем методическом уровне, обзорные статьи на актуальные темы, описания новых или модифицированных методик, а также краткие сообщения. Отдельные тематические выпуски посвящаются наиболее актуальным вопросам генетики и селекции, а также результатам междисциплинарных исследований, в которых современные методы и подходы генетики применяются для решения задач областях биотехнологии, биомедицины, фармакологии, биобезопасности и нанобиотехнологий.

Хотя журнал и является официальным изданием Вавиловского общества генетиков и селекционеров, членство авторов в обществе необязательно – журнал одинаково открыт для всех. Статьи, поступающие в журнал, проходят одностороннее анонимное («слепое») рецензирование с привлечением не менее двух рецензентов. Редакция оставляет за собой право отклонять без рецензии статьи, не соответствующие профилю журнала или оформленные с нарушением правил.

Предыдущий сайт журнала, на котором, кроме прочего, размещены архивы всех выпусков журнала, начиная с 1997-го (года образования журнала), размещен по адресу: http://www.bionet.nsc.ru/vogis/

Журнал включен:

Текущее Свидетельство ПИ № ФС77-45870 о перерегистрации СМИ выдано 20 июля 2011 года Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор). Первичное регистрационное свидетельство ПИ № 77-1277 выдано Комитетом РФ по печати 20
декабря 1999 года.

 

 

 

Текущий выпуск

Том 24, № 4 (2020)
Скачать выпуск PDF

АКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ГЕНЕТИКИ РАСТЕНИЙ

331-339 40
Аннотация
Арбускулярная микориза (AM) – это древний мутуалистический симбиоз, который образуют 8090 % видов наземных растений с облигатно биотрофными грибами, принадлежащими к филе Glomeromycota. Этот симбиоз является взаимовыгодным, поскольку грибы AM питаются продуктами фотосинтеза растений, в свою очередь повышая эффективность поглощения питательных веществ растением из окружающей среды. Горох (Pisum sativum L.), широко распространенная сельскохозяйственная культура и важный модельный объект генетики, способен образовывать тройные симбиотические системы, состоящие из растения, грибов AM и клубеньковых бактерий. По мере распространения транскриптомных и протеомных подходов в изучении мутуалистических симбиозов гороха, для повышения разрешающей способности и точности других методов возникла необходимость в референсном транскриптоме, т. е. в знании последовательностей генов, экспрессирующихся в различных экспериментальных условиях. Многочисленные транскриптомные сборки, сконструированные для гороха, не включали микоризованные корни, поэтому целью данного исследования было создание референсной транскриптомной сборки микоризованных корней. Было проведено глубокое РНК-секвенирование транскриптома микоризованных корней Pisum sativum сорта Frisson, инокулированных Rhizophagus irregularis BEG144, и для каждого из организмов получены независимые транскриптомные сборки (покрытие 177х для транскриптома гороха и 45x для транскриптома гриба). Качество сборки транскриптома гороха оценено путем сравнения с уже имеющимися сборками транскриптомов других тканей. Для дополнительной оценки качества сборки, у двух сортов гороха (Frisson и Finale) с помощью qPCR проведен анализ экспрессии генов, специфичных для микоризованных корней, последовательности которых были найдены в созданной сборке. Исследованные гены могут служить маркерами ранних стадий развития арбускулярной микоризы у генетически разнообразных сортов гороха.
340-347 28
Аннотация
Цвет оболочки зерен злаков – важный признак, характеризующий содержащиеся в ней пигменты и метаболиты. Оболочка зерна служит основным барьером между зерном и внешней средой, поэтому с ее характеристиками связан ряд важных биологических функций: поглощение влаги, жизнеспособность зерна, устойчивость к предуборочному прорастанию. Наличие пигментов в оболочке влияет на различные технологические свойства зерна. Цветовые характеристики, как и внешний вид оболочки зерна, – важный индикатор заболеваний растений. Цвет зерна давно используется в систематике пшеницы для описания ее ботанических разновидностей, и для некоторых систем это одна из основных характеристик. Генетический контроль формирования окраски зерен и других органов растений осуществляется генами, кодирующими ферменты, вовлеченные в биосинтез пигментов, и регуляторными генами. Для ряда пигментов эти гены исследованы достаточно хорошо, однако для некоторых пигментов, например меланина, обусловливающего черную окраску зерен у ячменя, молекулярные механизмы биосинтеза еще слабо изучены. При исследовании механизмов генетического контроля окраски зерен селекционеры и генетики постоянно сталкиваются с необходимостью оценки цветовых характеристик их оболочки. К техническим средствам решения этой задачи относятся спектрофотометры, спектрометры, гиперспектральные камеры. Однако эти камеры дорогостоящие, в особенности с высоким разрешением, как пространственным, так и спектральным. Альтернативой является использование цифровых фотокамер, позволяющих получать высококачественные изображения с высоким пространственным и цветовым разрешением. В связи с этим в последнее время в области фенотипирования растений интенсивно развиваются методы оценки цветовых и текстурных характеристик зерен злаков, основанные на анализе двумерных изображений, полученных цифровыми камерами. Данный мини-обзор посвящен основным задачам, связанным с анализом цветовых и текстурных характеристик зерен злаков, методам их описания на основе цифровых изображений.
348-355 20
Аннотация
Ячмень (Hordeum vulgare L.) – один из важнейших видов злаковых растений, используемых в качестве продовольственной и кормовой культуры, а также для пивоварения и производства спирта. В конце прошлого столетия к традиционным методам селекции прибавились методы, основанные на применении ДНКмаркеров. Молекулярные маркеры также активно вовлекаются в процессы молекулярно-генетического картирования и анализа QTL (quantitative trait loci). В 2012 г. было завершено секвенирование генома ячменя, что выявило целый спектр новых возможностей – от более эффективного поиска генов-кандидатов хозяйственно ценных признаков до геномной селекции. В обзоре обобщены результаты работ периода после секвенирования генома ячменя, открывшего новые направления генетики и селекции этой культуры с применением высокопроизводительных методов секвенирования и генотипирования. В рассматриваемый период ведутся интенсивные исследования по идентификации геномных локусов ячменя, ассоциированных с хозяйственно ценными признаками, появились и пополняются ресурсы для работы с геномными данными ячменя и для их депонирования. В последние годы для массового поиска ассоциаций между фенотипом и генотипом используется анализ GWAS (genome wide association studies), широкое применение которого на ячмене стало возможным с 2010 г. благодаря разработанным SNP-чипам, а также методам генотипирования, основанным на прямом NGS-секвенировании (next generation sequencing) выборочных фракций генома. К настоящему времени опубликовано более 80 работ, описывающих результаты GWAS-анализа на ячмене. Идентификация SNP, ассоциированных с хозяйственно ценными признаками, и их преобразование в удобные для скрининга селекционного материала CAPS или KASP-маркеры существенно расширяют возможности маркер-ориентированной селекции ячменя. Кроме того, имеющаяся информация о потенциальных генах-мишенях и качество полногеномной последовательности ячменя представляют достаточную базу для применения технологий геномного редактирования с целью создания исходного материала для селекции сортов с заданными свойствами.

СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

356-362 22
Аннотация
Полегание является одной из основных проблем снижения урожайности и качества зерна озимой и яровой пшеницы. Устойчивость этой культуры к полеганию в значительной степени зависит от факторов внешней среды, биологических и морфологических особенностей стебля и корневой системы. Селекция сортов на устойчивость к полеганию актуальна во многих странах мира, и в данном направлении получен ряд достижений. Высота растений – важный морфологический признак, связанный с устойчивостью к полеганию. Основным направлением для снижения риска возникновения полегания стало выведение сортов, несущих гены короткостебельности (Rht). Гены Rht-B1b, Rht-D1b, Rht8, Rht11 получили широкое распространение во всем мире среди сортов мягкой пшеницы благодаря значительному влиянию на хозяйственно ценные признаки, включая полегание. Немаловажным оказалось изучение анатомо-морфологических особенностей и химического состава тканей стебля, которые дополняют оценку устойчивости к полеганию и позволяют более полно характеризовать изучаемый сортовой материал. Особенно большую роль в прочности стебля многие исследователи отводят толщине стенок междоузлий и их анатомическому строению. Диаметр соломины, ее толстостенность и вес, большое количество сосудистых пучков и широкое кольцо механических тканей коррелируют с устойчивостью к полеганию. Важными структурными компонентами, обеспечивающими прочность стебля у пшеницы, являются содержание лигнина, кремния и целлюлозы. Большое значение в выявлении генетической основы взаимоотношений между анатомическими и морфофизиологическими признаками стебля и корневой системы и полеганием имеют молекулярно-генетический анализ и картирование генов и локусов количественных признаков. Генетические факторы, отражающие корреляции между полеганием и толщиной стенки стебля, числом проводящих пучков и другими параметрами, были картированы в хромосомах 1А, 1B, 2A, 2D, 3A, 4B, 4D, 5A, 5D, 6D и 7D. Установлено, что локусы с высоким фенотипическим эффектом в отношении толерантности к полеганию колокализуются с локусами, ответственными за высоту растения, диаметр и прочность стебля. Для повышения устойчивости к полеганию необходимы разработка комплекса агротехнических методов, снижающих влияние почвенноклиматических факторов, и создание толерантных к полеганию сортов.
363-375 18
Аннотация
Активная экспансия зарубежных сортов картофеля на территорию Российской Федерации привела к смене доминирующих видов патогенов этой культуры и появлению новых патотипов возбудителей вредоносных болезней. Целью работы была оценка устойчивости к возбудителям фитофтороза и глободероза современного сортимента картофеля и определение поражаемости возделываемых сортов картофеля грибными и оомицетными болезнями в различных агроклиматических зонах России. Проведена оценка устойчивости 41 сорта зарубежной селекции, разрешенного к использованию на территории РФ, к патотипу Ro1 Globodera rostochiensis и к изоляту VZR17 Phytophthora infestans, включающего гены вирулентности 1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11. Устойчивыми к золотистой картофельной нематоде оказались 38 сортов. У 96.6 % изученных нематодоустойчивых сортов выявлен маркер гена Н1 устойчивости к патотипу Ro1 G. rostochiensis, восприимчивые сорта этим маркером не обладали. Абсолютной устойчивостью к возбудителю фитофтороза отличались сорта Alouette и Sarpo Mira (балл 9); высоким уровнем устойчивости (баллы 6 и 7) характеризовались сорта Evolution, Red Fantasy и Ricarda. Сорта Baltic Rose, Damaris, Desiree, Gala, Labella, Laperla, Mia, Sanibel, Zekura, Queen Anne, Red Lady и 7 for 7 были отнесены к восприимчивым, хотя в характеристиках оригинаторов указана средняя устойчивость к фитофторозу. Фитопатологическая экспертиза проведена для 92 образцов 39 сортов семенного картофеля из четырех федеральных округов РФ: Приволжского, Северо-Западного, Центрального и Северо-Кавказского. Наибольшее распространение на всех сортах получили ризоктониоз, сухая фузариозная гниль и серебристая парша. Стопроцентное поражение клубней серебристой паршой отмечено в различных регионах на сортах элитных репродукций Red Scarlett, Evolution, Labella, Colombo, Gala, Невский. Широко распространен антракноз картофеля; сильнее всего были поражены клубни элитной и второй репродукции сорта Red Scarlett – от 50.0 до 71.4 % в Центральном федеральном округе.

ГЕНЕТИКА МИКРООРГАНИЗМОВ

376-382 24
Аннотация
Для точной видовой идентификации микроорганизмов сегодня все чаще применяют сочетание стандартных микробиологических методов культивирования и визуального наблюдения с методами молекулярной биологии и генетики, помогающими различать виды и штаммы микроорганизмов на уровне молекул ДНК или РНК. Целью данной работы было проведение идентификации микроорганизмов из Коллекции ИЦиГ СО РАН с помощью комплексного подхода, сочетающего использование широкого спектра фенотипических и генотипических признаков. Для 93 штаммов микроорганизмов Коллекции ИЦиГ СО РАН описаны ключевые молекулярно-генетические и фенотипические свойства. Рассмотрены морфологические, физиологические, молекулярно-генетические и масс-спектрометрические характеристики штаммов. Установлены особенности роста штаммов на разных средах, изучена морфология клеток. Штаммы протестированы на способность использовать различные субстраты. Обнаружено, что исследованные штаммы значительно различались по своим биохимическим признакам. Определены физиологические особенности штаммов коллекции: отношение к кислороду, тип питания, диапазон температур и рН, отношение к NaCl и др. Исследованные микроорганизмы объединены в отдельные группы на основании сходства их фенотипических характеристик, что может при дальнейшей доработке и расширении спектра таксонов и их метаболических карт послужить основой для создания «искусственной» классификации, которая может быть использована в качестве ключа для упрощенной и более быстрой идентификации и распознавания микроорганизмов в рамках как Коллекции ИЦиГ СО РАН, так и других коллекций.
383-390 79
Аннотация
Возбудитель описторхоза, печеночный сосальщик Opisthorchis felineus (Rivolta, 1884) – один из наиболее распространенных видов гельминтов человека и животных на территории России. Вместе с близкородственными видами печеночных трематод O. viverrini (Poirier, 1886) и Clonorchis sinensis (Loos, 1907), ареалы которых расположены в Юго-Восточной Азии и на Дальнем Востоке, О. felineus составляет триаду эпидемиологически значимых трематод семейства Opisthorchiidae. Половозрелые особи (мариты) O. felineus паразитируют в гепатобилиарной системе теплокровных и при длительной инвазии провоцируют развитие тяжелых осложнений, включая малигнизацию эпителия желчных протоков. Высокая медицинская значимость O. felineus привлекает внимание исследователей, работающих в различных областях биологии и медицины. Так, в последнее время активно проводятся исследования молекулярной биологии этого представителя паразитических плоских червей. В настоящем обзоре кратко суммированы результаты исследований геномики и протеомики O. felineus, являющиеся, на наш взгляд, существенным вкладом в решение вопросов структурно-функциональной организации геномов многоклеточных паразитов со сложным жизненным циклом и изучение молекулярных механизмов взаимодействия паразит–хозяин. Приведены сравнительные данные по количеству генов и размерам ядерных геномов ряда плоских червей, распределению длин интронов, а также анализу синтении геномов описторхид O. felineus, O. viverrini и C. sinensis. Отдельное внимание уделено обсуждению особой формы процессинга РНК, известной как транс-сплайсинг, широко представленной в геноме O. felineus. В статье приводятся анализ литературных данных по генам системы метаболизма ксенобиотиков, сравнению представленности генов этой системы между различными видами паразитических и свободноживущих плоских червей и обзор литературы по наличию и уровню экспрессии генов гранулинов – потенциальных промоторов неоплазии холангиоцитов. Данные по геномике и протеомике O. felineus пополняют базу знаний, обеспечивающую исследование проблем эволюции трематод, патогенеза печеночных гельминтозов и гельминт-ассоциированного канцерогенеза.

МЕДИЦИНСКАЯ ГЕНЕТИКА

391-398 20
Аннотация
Бронхиальная астма (БА) – широко распространенное тяжелое заболевание дыхательных путей, которое при недостаточно эффективном лечении приводит к значительному ухудшению качества жизни пациентов. Отсутствие контроля над симптомами БА ведет к быстрому прогрессированию, утяжелению заболевания и инвалидизации пациентов. Чувствительность к лекарственной терапии БА во многом зависит от взаимодействия генетических и эпигенетических факторов, которые на 50–60 % определяют вариабельность терапевтического ответа пациентов. Одной из основных групп препаратов, используемых для лечения БА, являются бета-2-агонисты, оказывающие значительное бронходилатирующее действие. По литературным данным, аллельные варианты генов аргиназ ARG1 и ARG2 ассоциированы с риском развития БА, показателями спирографии и эффективностью терапии бронходилататорами. Повышенная экспрессия генов аргиназ ведет к снижению биодоступности L-аргинина и уровня оксида азота в организме и, как следствие, к увеличению степени воспаления и ремоделирования дыхательных путей. Выполнено исследование полиморфных вариантов генов аргиназ (rs2781667 гена ARG1 и rs17249437, rs3742879, rs7140310 гена ARG2) у 236 детей, больных БА, а также у 194 неродственных здоровых индивидов русской, татарской и башкирской этнической принадлежности, проживающих на территории Республики Башкортостан. Проведен поиск ассоциаций изученных полиморфных вариантов с развитием, течением БА и чувствительностью к терапии у пациентов с БА. Установлено, что аллель rs2781667*С гена ARG1 является маркером повышенного риска развития БА у татар. В группе русских пациентов с БА генотипы rs17249437*TT и rs3742879*GG гена ARG2 ассоциированы со снижением показателей спирографии (ОФВ1, МОС25). У русских и татар, находящихся на монотерапии ингаляционными глюкокортикостероидами или на комбинированной терапии, показана ассоциация аллеля rs17249437*Т и генотипа rs17249437*TT гена ARG2 с частично контролируемым и неконтролируемым течением астмы.
399-406 24
Аннотация
Известно, что ионизирующее излучение влияет на экспрессию генов, выполняющих ключевую роль в механизмах поддержания стабильности клеточного гомеостаза. Как правило, изменение в транскриптоме облученной клетки происходит в первые часы и сутки после радиационного воздействия, что обусловливает ее ранний ответ при повреждении генома. В отдаленном периоде также возможны модуляции в транскрипционной активности генов, приводящие к развитию канцерогенных эффектов облучения. Однако для установления роли экзогенных факторов (ионизирующего излучения) в модификации экспрессии генов клеточного гомеостаза необходимо учитывать и роль эндогенных факторов, способных модифицировать транскрипционную активность генов, что особенно актуально в отдаленном периоде после начала радиационного воздействия. К таким факторам могут относиться полиморфные варианты генов, расположенные в регуляторных областях. Цель настоящего исследования – анализ влияния ионизирующего излучения в отдаленном периоде на содержание мРНК генов STAT3, GATA3, NFkB1, PADI4, регулирующих процессы пролиферации и дифференцировки иммунокомпетентных клеток человека, а также оценка связи аллельных вариаций rs1053023, rs4143094, rs28362491, rs874881 на количество мРНК генов STAT3, GATA3, PADI4, NFkB1. Исследование проведено у лиц, подвергшихся аварийному хроническому радиационному воздействию в результате сбросов радиоактивных отходов в реку Течу. Установлено, что спустя 60 лет после начала радиационного воздействия у лиц, имеющих кумулятивные дозы облучения ККМ в диапазоне от 78 до 3510 мГр, регистрируются изменения в транскрипционной активности генов NFkB1 и PADI4. Не выявлено влияния аллельных вариаций rs1053023, rs4143094, rs28362491, rs874881 на количество мРНК генов STAT3, GATA3, PADI4, NFkB1 у облученных лиц.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА И ВИДООБРАЗОВАНИЕ

407-419 56
Аннотация
Палеонтологи характеризуют глобальные вымирания на Земле как потерю ~3/4 существующего биоразнообразия на большей части земного шара за относительно короткий геологический промежуток времени. В палеонтологической летописи Земли, описывающей период фанерозоя (~500 млн лет), документировано как минимум пять таких глобальных вымираний: ~65, 200, 260, 380 и 440 млн лет назад. Существуют данные о возможности глобальных вымираний в более отдаленные периоды жизни на Земле – в позднем кембрии (~500 млн лет назад) и эдиакарии (более 540 млн лет назад). Общего мнения о причинах их возникновения до сих пор не сформировано. В настоящем обзоре систематизированы документированные факты глобальных вымираний сложных форм жизни на Земле с момента их возникновения в эдиакарии и до современного периода. Рассматриваются возможные причины их возникновения с точки зрения воздействия абиогенных факторов, планетарных или астрономических, и последствий их действия. Анализируются данные «за» и «против» гипотезы периодичности массовых вымираний биоразнообразия морской биоты в фанерозойский период. Обсуждаются факты, позволяющие высказывать гипотезы о наличии дополнительных механизмов возникновения кризисов в эволюции сложных форм жизни на Земле, связанных с различными внутренними биотическими факторами. Развивая тему внутренних причин периодичности и прерывистости эволюционного процесса, мы высказываем собственную, оригинальную гипотезу, согласно которой глобальные вымирания являются отражением сложной динамики изменения уровня биоразнообразия на Земле и следствием феномена бистабильности. Этот феномен возникает только в экосистеме, бóльшая часть организмов которой размножается половым путем. Данная гипотеза говорит о том, что, если бы даже не было никаких глобальных катастроф абиотического характера, кризисы в развитии биоты возникали бы все равно. Однако гипотеза не исключает, что в определенные моменты времени биота Земли подвергалась мощным внешним воздействиям, оказавшим существенное влияние на ее дальнейшее развитие, что нашло отражение в конкретных палеонтологических данных.
420-426 26
Аннотация
В древних пресноводных озерах наблюдается аномально большой видовой состав организмов. Механизмы, которые обусловили формирование биоразнообразия в древних озерах, еще недостаточно изучены. Микроэволюционные процессы, приводящие в конечном итоге к видообразованию, включают в себя в качестве элементарных процессов изменения численности особей, миграцию и репродуктивную изоляцию. В природных условиях, особенно в такой сложной экосистеме, как экосистема Байкала, комбинации микроэволюционных процессов могут носить самый причудливый характер и порождать необычные «узоры» генетической изменчивости видов. К наиболее необычным следам сложных видообразовательных процессов относятся унаследованный полиморфизм, а также митохондриальная и ядерная интрогрессии. Эти явления диагностируются на основании сравнения топологий филогенетических деревьев, построенных по ядерным и митохондриальным молекулярным маркерам эволюции. Особенно интересный и сложный случай – митохондриальная и ядерная интрогрессия, представляющая собой процесс включения аллелей генов одного вида в генофонд сестринского вида при межвидовой гибридизации (интрогрессивная гибридизация). Часто существующие методы анализа генетического полиморфизма не позволяют автоматически находить объяснение наблюдаемых картин полиморфизма и, следовательно, предлагать гипотезы, которые бы раскрыли механизмы, породившие эти картины. В настоящей работе мы используем модели адаптивной динамики для изучения нейтральной молекулярной эволюции при различных сценариях взаимодействия между сестринскими видами и окружающей средой. Мы предлагаем набор критериев для определения того, как могут различаться два эволюционных дерева, построенных с использованием последовательностей ядерной и митохондриальной ДНК. Моделирование показывает, что критерии позволяют быстро и автоматически выявлять различные типы интрогрессии, вторичные нарушения репродуктивных барьеров и неполное расхождение видов.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

427-434 20
Аннотация
В настоящее время показано положительное влияние эстрадиола на чувствительность к инсулину на уровне целого организма у самок и самцов мышей. При этом чувствительность к инсулину в целом у самок выше, чем у самцов, и самцы демонстрируют большую склонность к развитию метаболических нарушений. Предполагают, что данные половые различия объясняются протективным действием эстрадиола у самок, но не у самцов. Эстрадиол является стероидным гормоном, и его действие обусловлено модуляцией экспрессии генов-мишеней, однако влияние эстрадиола на экспрессию генов, кодирующих трансдукцию сигнала инсулина и транспорт глюкозы в клетку, изучено недостаточно. Целью работы было сравнительное исследование молекулярных механизмов влияния эстрадиола на чувствительность к инсулину у мышей обоих полов. Исследовано влияние гонадэктомии и эстрадиола (1 мкг/животное, три дня) на экспрессию генов сигнального каскада инсулина в мышцах, жировой ткани и печени, а также на экспрессию Fgf21, рецепторов эстрадиола (Esr1/2) и транскрипционного фактора Stat3 в печени у самок и самцов мышей. Ложно оперированные (ЛО) самцы отличались от ЛО самок сниженным уровнем эстрадиола, повышенным уровнем глюкозы и большей резистентностью к инсулину. В печени у ЛО самцов уровни мРНК Irs2, Pik3cd и Esr1/2 были ниже, чем у ЛО самок. У самок гонадэктомия снижала уровень эстрадиола в крови, повышала резистентность к инсулину и уровень глюкозы в крови по сравнению с ЛО самками. Введение эстрадиола гонадэктомированным самкам снижало уровень инсулина в крови и резистентность к инсулину. У самцов гонадэктомия, наоборот, повышала уровень эстрадиола в крови, снижала резистентность к инсулину и уровень инсулина в крови. Введение эстрадиола гонадэктомированным самцам не оказывало влияния на исследованные показатели. Развитие инсулинорезистентности у гонадэктомированных самок было ассоциировано со снижением экспрессии гена Irs2 в печени, а повышение чувствительности к инсулину у гонадэктомированных самцов – с увеличением уровней мРНК Irs2 и Pik3cd в печени. Можно предположить, что повышение уровня эстрадиола в крови активирует экспрессию гена Irs2 в печени независимо от пола животного. Также независимо от пола животного эстрадиол, по-видимому, регулирует транспорт глюкозы в жировой ткани: у самок и самцов повышение уровня эстрадиола в крови было ассоциировано со снижением экспрессии гена Slc2a4 в жировой ткани. Таким образом, эффекты эстрадиола на экспрессию генов инсулинового каскада, по-видимому, не зависят от пола животного, но имеют тканевую специфичность. Поскольку молекулярный механизм влияния эстрадиола на экспрессию генов инсулинового каскада у самок и самцов не различается, причиной половых различий в чувствительности к инсулину и скорости развития метаболических нарушений может быть сниженный, по сравнению с самками, уровень эстрадиола в крови и сниженная экспрессия рецепторов эстрадиола в печени.
435-440 57
Аннотация
Известно, что ожирение и сахарный диабет приводят к развитию метаболического синдрома и неалкогольной жировой болезни печени. В поддержании клеточного гомеостаза при неалкогольной жировой болезни печени принимают активное участие механизмы запрограммированной клеточной гибели. Белки семейства BCL-2 являются ключевым регулятором физиологического и патологического апоптоза. Используемые в исследовании гомозиготные самцы мышей линии BKS.Cg-Dock7mLeprdb/+/+/J (мыши db/db) характеризуются прогрессирующим ожирением и развитием сахарного диабета 2-го типа (СД2), выраженной гипергликемией с 4–8-й недели жизни и развитием органных поражений после 8–10-й недели. Целью работы было изучить экспрессию молекулярно-клеточных регуляторов апоптоза в клетках печени самцов мышей db/db на разных сроках развития ожирения и сахарного диабета (в возрасте 10 и 18 нед). Проведены иммуногистохимический анализ (с помощью непрямого авидин-биотинового пероксидазного метода) и морфометрическая оценка экспрессии антиапоптотического белка Bcl-2 и проапоптотического протеина Bad в клетках печени исследуемых животных на разных сроках развития ожирения и СД2. В печени исследуемых самцов в возрасте 10 нед установлено превышение значения площади окрашивания на белок Bcl-2 над белком Bad. Индекс соотношения площадей экспрессии Bcl-2/Bad у 10-недельных животных оказался в два раза выше по сравнению с 18-недельными особями, что свидетельствует о наличии условий для блокирования процессов апоптоза в печени мышей db/db более раннего возраста. На 18-й неделе жизни у самцов мышей db/db обнаружено почти трехкратное увеличение площади экспрессии белка Bad на фоне неизменившейся экспрессии белка Bcl-2. Снижение значения соотношения площадей окрашивания Bcl-2/Bad у 18-недельных животных произошло за счет роста площади экспрессии Bad, что подтверждает отсутствие антиапоптотической защиты клеток и создает условия для активации митохондриальной «ветви» апоптоза в печени самцов мышей db/db с выраженными признаками ожирения и СД2.
441-445 22
Аннотация
Липидный обмен имеет решающее значение в физиологии. В последние десятилетия модельный объект Drosophila melanogaster активно используется в изучении фундаментальных вопросов метаболизма липидов и его нарушений, включая ожирение, а также в поиске терапевтических целей для лечения метаболических нарушений у человека. Быстрое и точное количественное определение содержания липидов – важный шаг в решении этих задач. Впервые метод количественного измерения общих липидов с использованием сульфофосфованилинового (СФВ) метода был описан Цольнером с коллегами в 1962 г., а адаптирован для насекомых Ван Генделем на самках желтолихорадочного комара Aedes aegypti. Преимущество этого метода по сравнению с традиционными гравиметрическим и хроматографическим методами анализа заключается в том, что он позволяет обходиться минимальным количеством биологического материала, не требует сложных манипуляций с образцом, является высокочувствительным, воспроизводимым и простым в реализации с минимальным набором оборудования. В настоящей работе описана модификация протокола Ван Генделя, позволяющая осуществлять адаптацию метода количественного определения общих липидов для различных организмов, на примере классической биологической модели D. melanogaster. В представленном протоколе адаптированы время реакции, объемы химических растворов и реагентов для проведения анализа образцов индивидуальных дрозофил. Данная работа является актуальной, так как описывает универсальную схему, согласно которой СФВ метод может быть адаптирован для количественного анализа содержания общих липидов у широкого спектра биологических объектов. Для проверки результативности модифицированного метода мы измерили содержание общих липидов у самок D. melanogaster, несущих гипоморфные мутации генов инсулинового сигнального каскада dilp6 и dfoxo, по сравнению с линией дикого типа Canton-S и показали участие dilp6, но не dfoxo в регуляции жирового обмена. Полученные результаты подчеркивают эффективность колориметрического метода с использованием СФВ реакции и спектрофотометрии для количественного анализа содержания общих липидов.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.