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:

Все статьи журнала имеют зарегистрированный в системе CrossRef индекс DOI.

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, № 8 (2020)
Скачать выпуск PDF

ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

813-820 73
Аннотация

Изучение взаимосвязи опушения листьев и засухоустойчивости важно для оценки генетических ресурсов Triticum aestivum L. Целью работы был анализ устойчивости к дефициту воды генотипов мягкой пшеницы с различными составом и аллельным состоянием генов, определяющих фенотип опушения листьев. Мы сравнили засухоустойчивый сорт пшеницы Саратовская 29 (С29) c густо опушенными листьями, несущий доминантные аллели генов Hl1 и Hl3, и две почти изогенные линии – i: С29 hl1, hl3 и i: С29 Hl2aesp с интрогрессией дополнительного гена опушения от диплоидного злака Aegilops speltoides. В контролируемых условиях климатической камеры изучены параметры флуоресценции хлорофилла, используемые для оценки физиологического состояния фотосинтетического аппарата растений, содержание фотосинтетических пигментов и активность ферментов аскорбат-глутатионового цикла в листьях С29 и линий. Устойчивость определяли с помощью комплексного индекса D, рассчитанного на основе изученных физиологических признаков. Рецессивное состояние генов опушения, как и введение дополнительного гена Hl2aesp, привели к 6-кратному снижению значений D. Под воздействием водного дефицита у линий менялся профиль параметров флуоресценции и снижался индекс жизнеспособности по сравнению с С29. Активность аскорбатпероксидазы, глутатионредуктазы и дегидроаскорбатредуктазы в листьях линии i: С29 hl1, hl3 уменьшалась в 1.9, 3.3 и 2.3 раза, в листьях линии i: С29 Hl2aesp – в 1.8, 3.6 и 1.8 раза соответственно по сравнению с С29. В условиях гидропонной теплицы изучена продуктивность линий. По сравнению с С29 у линии i: С29 hl1, hl3 при водном дефиците была снижена масса тысячи зерен. Продуктивность линии i: С29 Hl2aesp была значительно ниже независимо от условий водоснабжения в сравнении с С29. Предполагается, что выявленные эффекты связаны с нарушениями перекрестных регуляторных взаимодействий белков сети формирования трихом и факторов транскрипции, которые контролируют рост растений и реакцию на стресс.

821-828 58
Аннотация

Современные исследования проблемы устойчивости мягкой пшеницы к стеблевой ржавчине включают два основных направления: оценку устойчивости коллекций мягкой пшеницы к заболеванию с помощью молекулярных маркеров к известным генам устойчивости в дополнение к полевому скринингу материала и лабораторным тестам к образцам различных популяций гриба; поиск источников и доноров новых генов и генных локусов, в том числе среди культурных и дикорастущих родичей пшеницы. Для достижения адекватного генетического контроля заболевания важен интегральный подход, включающий как данные об источниках устойчивости, так и актуальные сведения о действующих в регионе патогенных популяциях, их расовом составе и динамике генов вирулентности. Результаты анализа экспериментальных данных полевого скрининга устойчивости к стеблевой ржавчине сортов мягкой пшеницы из коллекции питомников CIMMYT в условиях Омской и Новосибирской областей, а также лабораторного тестирования образцов инфекции на международном наборе пшеничных линий-дифференциаторов позволяют предполагать, что на территории Западной Сибири и Алтайского края существует обособленная, «азиатская», популяция Puccinia graminis f. sp. tritici. При этом практический интерес для современных программ опережающей селекции пшеницы на иммунитет к стеблевой ржавчине в условиях Западной Сибири представляют гены устойчивости Sr2, Sr6Ai#2, Sr24, Sr25, Sr26, Sr31, Sr39, Sr40, Sr44 и Sr57. В настоящем обзоре проанализированы источники генов, сохраняющих эффективность к западносибирской популяции P. graminis, с целью упрощения первичного этапа отбора селекционного материала для создания устойчивого генотипа путем пирамидирования генов. Описаны основные требования, предъявляемые к фитопатологическому тестированию селекционного материала. Составлен список молекулярных маркеров к указанным генам устойчивости – как широко применяющихся в маркер-ориентированной селекции, так и требующих верификации.

829-835 32
Аннотация

Люпин узколистный (Lupinus аngustifolius L.) – широко возделываемая кормовая и сидеральная зернобобовая культура с продовольственным потенциалом. Однако наличие в семенах люпина вторичных метаболитов – алкалоидов – значительно влияет на качество получаемого сырья, снижая его питательную ценность. Кроме того, высокие концентрации алкалоидов токсичны для человека и животных. Поэтому для селекции люпина актуальны сведения об изменчивости содержания алкалоидов в семенах у разных генотипов и поиск в генофонде источников их низкой концентрации. Коллекция генетических ресурсов люпина узколистного Всероссийского института генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова предоставляет широкие возможности для такого поиска на основе массового скрининга. В свою очередь масштабный скрининг генофонда предполагает выбор оптимального метода оценки содержания алкалоидов в семенах: легко воспроизводимого, наиболее доступного с финансовой точки зрения и наименее трудо- и времязатратного. Представлены результаты поиска такого метода. Сравнивали качественные и количественные показатели при извлечении целевых веществ многокомпонентными смесями и отдельными реагентами (хлороформом, метанолом) и анализе экстрактов посредством газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией. Также использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-спектрометрией. Обнаружены пять алкалоидов, присутствовавших в экстрактах всех типов: люпанин и 13-гидроксилюпанин (доминирующие), ангустифолин, спартеин и изолюпанин. Наиболее полное извлечение алкалоидов отмечено при использовании экстрагента с добавлением щелочного агента – 425 мг/100 г. Минимальная экстракция зарегистрирована при извлечении хлороформом – 216 мг/100 г. Достоверность отличий подтверждена статистически.

ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ ЖИВОТНЫХ

836-843 48
Аннотация

Полногеномный поиск ассоциаций позволяет идентифицировать локусы и отдельные полиморфизмы, связанные с формированием интересующих фенотипов. При полногеномном анализе у овец особо перспективным представляется изучение особей, отличающихся выдающимися показателями продуктивности – выставочных животных, представителей класса «суперэлита». Целью настоящего исследования явилось выявление новых генов-кандидатов хозяйственно ценных признаков на основе поиска однонуклеотидных полиморфизмов, ассоциированных с принадлежностью к различным бонитировочным классам, у баранов породы российский мясной меринос. Генотипирование животных выполнено с использованием ДНК-биочипов Ovine Infinium HD BeadChip (600K), поиск ассоциаций – с использованием программного обеспечения PLINK v. 1.07. Выявлены высокодостоверные ассоциации между принадлежностью животных к различным бонитировочным классам и частотой встречаемости отдельных однонуклеотидных полиморфизмов на хромосомах 2, 6, 10, 13 и 20. Большая часть замен с высокой достоверностью ассоциаций сконцентрирована на хромосоме 10 в области 30859297–31873769. Для поиска генов-кандидатов отобрано 15 полиморфизмов с наибольшей достоверностью ассоциаций (–log10(р) > 9). Определение местоположения анализируемых однонуклеотидных полиморфизмов относительно новейшей аннотации Oar_rambouillet_v1.0 позволило выявить 11 генов-кандидатов, предположительно, связанных с формированием комплекса фенотипических признаков животных выставочной группы: RXFP2, ALOX5AP, MEDAG, OPN5, PRDM5, PTPRT, TRNAS-GGA, EEF1A1, FRY, ZBTB21-like и B3GLCT-like. Перечисленные гены кодируют белки, вовлеченные в контроль клеточного цикла и репликации ДНК, регуляцию пролиферации и апоптоза клеток; участвующие в липидном и углеводном обменах, развитии воспалительного процесса и работе циркадных ритмов. Благодаря этому рассматриваемые гены-кандидаты могут влиять на формирование экстерьерных особенностей и продуктивные качества овец. Однако необходимы дальнейшие исследования, направленные на подтверждение влияния генов и определение точных механизмов этого воздействия на фенотип.

844-852 38
Аннотация

Наиболее адекватной моделью диет-индуцированного ожирения у человека является ожирение грызунов, вызванное потреблением сладко-жирной диеты (СЖД), которая в большей степени увеличивает долю жира у женщин, чем у мужчин. Целью работы было определение обусловленного полом влияния СЖД на экспрессию генов, контролирующих углеводно-жировой обмен у взрослых мышей. Самцов и самок мышей линии C57BL/6J кормили в течение 10 недель стандартной лабораторной пищей (контрольная группа) или диетой, которая состояла из лабораторной пищи с добавлением сладкого печенья, семян подсолнечника и сала (группа СЖД). Были измерены вес тела, печени и жировых депо, концентрация гормонов и метаболитов в крови, содержание жира в печени и уровни мРНК генов, участвующих в регуляции энергетического обмена, в печени, окологонадном и подкожном белом жире и в буром жире. Потребление СЖД вызвало ожирение (у самок в большей степени, чем у самцов) и резистентность к инсулину у мышей обоих полов. У самок, получавших СЖД, была снижена относительно контроля экспрессия генов печени, связанных с липогенезом (Lpl), метаболизмом глюкозы (G6pc, Pklr), и генов белого жира, связанных с липогенезом (Lpl, Slca4) и липолизом (Lipe), что предполагает снижение расхода энергии в этих тканях. Потребление СЖД у самцов, в отличие от самок, резко повысило уровни в крови инсулина и FGF21, а также экспрессию гена Cpt1α в окологонадном и подкожном белом жире и гена Pklr в печени, что свидетельствует об усилении окисления липидов и глюкозы в этих тканях. Таким образом, у мышей были выявлены половые различия в адаптации к СЖД как на уровне целого организма, так и на уровне транскрипции генов. Эти результаты могут способствовать развитию поло-специфических подходов к коррекции ожирения у человека.

853-860 44
Аннотация

В середине ХХ в. был зафиксирован первый случай заражения европейских пчел Apis mellifera  L. клещом-эктопаразитом Varroa destructor, изначальным хозяином которого является азиатская пчела Apis cerana. Клещ распространился по всей Европе, Северной и Южной Америке, и единственным континентом, свободным от этого паразита, осталась Австралия. Без обработки акарицидами семья медоносной пчелы погибает в течение 1–4 лет. Использование синтетических акарицидов не оправдало себя – они делают непригодными продукты пчеловодства и у клещей возникает к ним резистентность, что заставляет использовать еще большие концентрации препаратов, которые могут быть токсичны для пчел. Единственная безопасная мера борьбы – использование методов биологического контроля. Одним из таких методов является селекция семей пчел, обладающих естественной резистентностью к клещу. В обзоре обобщены публикации, посвященные поиску генетических маркеров, ассоциированных с устойчивостью к V. destructor. Рассматриваются основные механизмы устойчивости пчел к клещу (Varroa-чувствительное гигиеническое поведение и груминг) и методы их оценки. Обсуждаются исследования, направленные на поиск локусов и генов-кандидатов, ассоциированных с устойчивостью к варроатозу, при помощи картирования локусов количественных признаков и полногеномного поиска ассоциаций. Обобщены исследования транскриптомного профиля Varroa-устойчивых пчел. Рассмотрены наиболее вероятные гены-кандидаты – потенциальные маркеры для селекции Varroa-резистентных пчел. Резистентность к клещу проявляется в виде разнообразных фенотипов и находится под полигенным контролем. Установление генных путей, задействованных в механизме резистентности к Varroa, поможет создать методологическую базу для селекции устойчивых к варроатозу семей A. mellifera.

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

861-867 39
Аннотация

Первичная врожденная глаукома – это патология органа зрения, которая приводит к прогрессирующей слепоте и слабовидению у детей. Основной ее причиной являются аномалии/нарушения развития угла передней камеры глаза. Большинство случаев возникновения первичной врожденной глаукомы спорадические, но описаны и семейные варианты с аутосомно-рецессивным (преимущественно) и аутосомнодоминантным (редко) типом наследования. Врожденная глаукома – редкое заболевание (один случай на 10 000–20 000 новорожденных), но частота ее возникновения существенно возрастает (до одного случая на 250 новорожденных) в странах, где распространены близкородственные браки. Мутации в гене CYP1B1, который кодирует цитохром P450 1B1, становятся наиболее частой причиной аутосомно-рецессивных форм первичной врожденной глаукомы. Известно, что этот фермент участвует в метаболизме ретиноевой кислоты и необходим для нормального развития глаза. Целью нашей работы была оценка полиморфизма гена CYP1B1 у пациентов Западной Сибири с первичной врожденной глаукомой. Было проведено прямое автоматическое секвенирование по Сэнгеру экзонов и прилегающих сайтов сплайсинга гена CYP1B1 у 28 человек из Западно-Сибирского региона с фенотипом первичной врожденной глаукомы. В результате в обследованной нами выборке европеоидного населения выявлены ранее описанные в других этнических группах патогенные варианты этого гена: E387K (rs55989760), R444 * (rs377049098), R444Q (rs72549376) и P437L (rs56175199), а также новая однонуклеотидная делеция, приводящая к сдвигу рамки считывания p.F114Lfs*38 в гене CYP1B1. Последняя может вызывать образование белка с измененным аминокислотным составом и укороченного белка. Ни одна из выявленных мутаций не была выявлена в контрольной выборке офтальмологически обследованных лиц без первичной врожденной глаукомы (100 человек). Варианты R444* (rs377049098) и R444Q (rs72549376) не были найдены также в популяционной выборке (576 лиц, отобранных случайным образом) жителей Западной Сибири. Все обнаруженные варианты вызывали развитие аутосомно-рецессивной формы первичной врожденной глаукомы. При этом наиболее тяжелая клиника наблюдалась у носителей мутаций в 444 кодоне гена. Следовательно, у детей с признаками повышения внутриглазного давления оправдано проведение молекулярно-генетического анализа гена CYP1B1 для ранней диагностики и своевременного начала терапии первичной врожденной глаукомы.

868-875 28
Аннотация

Маннозосвязывающий лектин (mannose-binding lectin, MBL) – паттерн-распознающий острофазовый белок, относящийся к системе врожденного иммунитета и активно участвующий в элиминации широкого круга патогенных микроорганизмов посредством активации лектинового пути системы комплемента. Значительная часть человеческой популяции имеет врожденно низкий уровень продукции и/или низкую функциональную активность MBL вследствие носительства различных вариантов гена MBL2, что может модифицировать течение самых разнообразных инфекционных заболеваний. Частота генотипов и гаплотипов полиморфизмов в гене MBL2 имеет значительные популяционные различия. К настоящему времени данные относительно распределения генотипов гена MBL2 в коренных популяциях территорий Арктической зоны Российской Федерации отсутствуют. Цель исследования – изучение частоты и этнической специфики распределения аллельных вариантов полиморфизмов гена MBL2 rs11003125, rs7096206, rs7095891, rs5030737, rs1800450 и rs1800451 и их гаплотипов в популяциях Таймырского Долгано-Ненецкого района Красноярского края (ненцы, долганы-нганасаны, русские). В настоящем исследовании нами впервые получены данные о частотах генотипов и гаплотипов гена MBL2 у коренных народностей, проживающих на территориях Арктической зоны Российской Федерации. Частота встречаемости гаплотипа HYPA, ассоциированного с высокой концентрацией MBL, составила 35.4 % для русских новорожденных Восточной Сибири, что соответствует частотам европейских популяций (27–33 %). У новорожденных арктических популяций частота гаплотипа HYPA была статистически значимо выше, чем у русских, и составила 64 % для ненцев и 56 % для долган-нганасан, что приближается к значениям частот, выявленных для эскимосов и североамериканских индейцев (64–81 %). Популяции ненцев и долган-нганасан демонстрируют существенно более низкие частоты MBL-дефицитных гаплотипов в сравнении с европеоидами Восточной Сибири (3.9, 6.4 и 21.3 % соответственно). Мы предполагаем, что изолированные арктические популяции исторически позже столкнулись с некоторыми внутриклеточными инфекциями (туберкулезом, лепрой) и, в отличие от европеоидных популяций, сохранили сформированную на ранних этапах эволюции человека высокую активность лектинового пути активации комплемента.

876-884 57
Аннотация

Ежегодно проводятся сотни полногеномных исследований ассоциаций (genome-wide association studies, GWAS) человеческих признаков. Результаты GWAS часто публикуют в форме сводных статистик. Информацию из сводных статистик можно использовать для решения различных задач – от фундаментальных исследований в области биологии и генетики до поиска потенциальных биомаркеров и мишеней терапевтического воздействия. Количество собранных научным сообществом сводных статистик GWAS быстро растет, однако использование данных затруднено из-за отсутствия общепринятых стандартов. В частности, исследователи, которые хотели бы применить сводные статистики GWAS в своей работе, сталкиваются с тем, что данные разбросаны по нескольким веб-сайтам, представлены в различных форматах, нередко без контроля качества. Более того, каждый доступный инструмент анализа сводных статистик запрашивает данные в своем собственном внутреннем формате. Для решения этих проблем мы разработали высокопроизводительную платформу GWAS-MAP для агрегации, хранения, анализа, визуализации и доступа к базе данных результатов полногеномных и региональных исследований ассоциаций. В настоящий момент на платформе содержится информация о более чем 70 миллиардах ассоциаций между вариантами геномной последовательности и болезнями, количественными и «омиксными» признаками человека. Платформа и база данных могут использоваться для изучения этиологии заболеваний человека, разработки предиктивных моделей риска, а также для поиска потенциальных биомаркеров и терапевтических воздействий. Применение платформы как инструмента для извлечения новых биологических знаний и формулировки гипотез о механизмах генетического контроля продемонстрировано на примере варикозной болезни нижних конечностей, заболевания, встречающегося у каждого третьего взрослого жителя России. Результаты проведенного анализа подтвердили известные эпидемиологические ассоциации для данного заболевания и позволили выдвинуть гипотезу о том, что уровень белков MICB и CD209 в плазме крови человека может влиять на риск варикозного расширения вен.

885-896 57
Аннотация

Механизмы формирования долговременной памяти и способы ее улучшения (в случае нарушения) остаются сложнейшей нерешенной проблемой. В последние годы большое внимание в этой связи уделяется микроРНК. МикроРНК являются уникальными эндогенными некодирующими РНК длиной около 22  нуклеотидов, каждая из которых может регулировать трансляцию сотен матричных РНК, тем самым управляя целыми сетями генов. МикроРНК широко представлены в центральной нервной системе. В настоящее время значительное количество исследований посвящено изучению роли микроРНК в функционировании мозга. Показано, что целый ряд микроРНК вовлечен в процесс синаптической пластичности, а также в формирование долговременной памяти. При этом нарушение биогенеза микроРНК приводит к значительным когнитивным дисфункциям. Более того, нарушение биогенеза микроРНК является одной из причин патогенеза заболеваний, связанных с психическими расстройствами, нейродегенеративными патологиями и старческой деменцией, которые часто сопровождаются ухудшением способности к обучению и нарушением памяти. Высказываются оптимистичные прогнозы, что микроРНК могут быть использованы в качестве мишеней для терапевтического лечения и диагностики данных патологий. Важное прикладное значение микроРНК увеличивает интерес к изучению их функций в работе мозга. Представленный обзор посвящен роли микроРНК в когнитивных процессах. Описаны биогенез микроРНК и роль микроРНК в регуляции экспрессии генов. Рассмотрены последние достижения в изучении функциональной роли микроРНК в обучении и формировании долговременной памяти, в зависимости от активации или ингибирования их экспрессии, и о влиянии нарушения биогенеза микроРНК на формирование долговременной памяти. Небольшой раздел посвящен влиянию депривации сна на когнитивные процессы, зависимые от микроРНК. Кроме того, приведен анализ текущей литературы, связанной с перспективами улучшения когнитивных функций посредством влияния на биогенез микроРНК путем применения CRISPR/Cas9 технологий и активных умственных и физических нагрузок.

АКТУАЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

897-904 38
Аннотация

Opisthorchis felineus – представитель паразитических плоских червей, один из возбудителей описторхоза человека. Недавно нами была проведена сборка генома O. felineus, однако корректная аннотация генов в этом геноме стандартными методами оказалась затруднена наличием сплайс-лидер зависимого транс-сплайсинга (SLTS). В результате SLTS исходный 5’-конец (аутрон) транскриптов заменяется короткой сплайс-лидерной последовательностью, донором которой выступает специализированная молекула SL РНК. SLTS вовлечен в процессинг РНК более половины всех генов O. felineus, из-за чего становится невозможным установить последовательности аутронов и реальные старты транскрипции соответствующих генов и оперонов, опираясь только на данные mRNA-seq. В настоящей работе мы провели апробацию различных экспериментальных подходов для идентификации последовательностей аутронов у O. felineus с помощью массового параллельного секвенирования. Два подхода были спланированы нами для прицельного секвенирования процессированных разветвленных аутронов. Первый заключался в сиквенс-специфичной обратной транскрипции с SL-интрона в направлении 5’-конца аутрона. Во втором использовалась гибридизация аутронов с иммобилизованным одноцепочечным ДНК-зондом, комплементарным SL-интрону. Также были использованы два подхода к секвенированию тотальной РНК, обедненной по рРНК, позволяющих идентифицировать более широкий спектр транскриптов, чем mRNA-seq. Один из них основан на ферментативной элиминации перепредставленных кДНК, другой  – на ферментативной деградации некэпированных РНК экзонуклеазой Terminator. С помощью селективных методов нам не удалось получить обогащения препаратов РНК по процессированным аутронам, что, наиболее вероятно, связано с коротким временем жизни этих промежуточных продуктов транс-сплайсинга. Из двух методов обеднения по рРНК высокую эффективность показал метод, основанный на ферментативной нормализации кДНК (Zymo-Seq RiboFree). Он позволил примерно вдвое увеличить долю прочтений, соответствующих аутронам и интронам, по сравнению с mRNA-seq. Полученные результаты предполагают, что основным ресурсом последовательностей аутронов в пуле РНК O. felineus служат новосинтезированные непроцессированные транскрипты.

905-912 23
Аннотация

Оспа овец имеет широкий географический ареал и представляет угрозу овцеводству во всем мире, так как заболевание высококонтагиозное и сопровождается большими экономическими потерями. В  настоящее время для профилактики этого заболевания применяются вакцины на основе живых аттенуированных штаммов вируса. Подобные вакцины эффективны, однако потенциально опасны из-за возможной реверсии вируса к патогенному состоянию, поэтому весьма актуально создание безопасных рекомбинантных субъединичных вакцин против оспы овец. Известно, что хлоропласты растений в силу своей полиплоидности могут нарабатывать чужеродные белки в больших количествах. Целью данного исследования было получение транспластомных растений табака Nicotiana tabacum, синтезирующих один из кандидатных вакцинных белков вируса оспы овец L1R. Для проведения генетической трансформации хлоропластов создана конструкция, обеспечивающая интеграцию делеционного варианта гена SPPV_56, кодирующего N-концевую гидрофильную часть оболочечного белка L1R, в межгенную область trnG/trnfM хлоропластного генома табака путем гомологичной рекомбинации. Методом биобаллистики с помощью «генной пушки» получены линии табака, устойчивые к селективному антибиотику спектиномицину. ПЦР-анализ в присутствии ген-специфичных праймеров подтвердил интеграцию целевой вставки в растительный геном. Последующие нозерн- и вестернблот анализы препаратов РНК и белковых экстрактов из полученных растений показали экспрессию целевого гена на транскрипционном и трансляционном уровне. Содержание рекомбинантного белка составило ~0.9 % от общего растворимого белка. Несмотря на задержку роста и более бледную окраску листьев по сравнению с растениями дикого типа, транспластомные растения нормально развивались и завязывали семена. Оценка гомопластидности методом Саузерна выявила гетерогенность пластидных геномов полученных растений, обусловленную генетической рекомбинацией между эндогенными и привнесенными в составе конструкции хлоропластными регуляторными ДНК-последовательностями. Методом металл-аффинной хроматографии была проведена очистка рекомбинантного белка из растительной ткани. В дальнейшем планируется изучить способность продуцируемого хлоропластами белка индуцировать вируснейтрализующие антитела против штаммов вируса оспы овец.

913-921 32
Аннотация

Сегодня актуальной проблемой в медицине является нехватка органов для трансплантаций. Одна из предполагаемых технологий получения этих органов – выращивание их из клеток человека в организме химерных животных с использованием метода межвидовой бластоцистной комплементации в комбинации с методами геномного редактирования и получения плюрипотентных стволовых клеток. Метод CRISPR/Cas9 позволяет создавать животных для бластоцистной комплементации с так называемыми свободными нишами. Совершенствование методов получения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток дает возможность получать донорские клетки человека, способные заселять свободную нишу. Таким образом, с помощью современных технологий можно осуществить межвидовую бластоцистную комплементацию между человеком и другими животными, что в будущем позволит выращивать органы человека внутри химерных животных. Однако на практике для проведения успешной межвидовой бластоцистной комплементации необходимо решить ряд проблем: усовершенствовать методы получения «химер-компетентных клеток», преодолеть специфические межвидовые барьеры, подобрать совместимые стадии развития клеток для инъекции и соответствующего этапа развития эмбриона-реципиента, предотвратить апоптоз донорских клеток, добиться эффективной колонизации донорскими клетками человека организма животного-реципиента. Кроме того, очень важно проанализировать и законодательно урегулировать этические аспекты, возникающие при разработке технологий, связанных с получением химерных организмов с участием клеток человека. Многочисленные исследования направлены на решение этих проблем, а также на поиски новых подходов в создании межвидовых химерных организмов с целью выращивания органов человека для трансплантаций. В настоящем обзоре описаны исторические этапы развития технологии бластоцистной комплементации, детально разобраны методы, лежащие в основе ее современного варианта, и проанализированы достижения, позволяющие приблизиться к возможности выращивания органов человека в химерных животных. Рассмотрены также барьеры и проблемы, мешающие успешному применению данного подхода на практике, и дальнейшие перспективы его развития.

Статьи



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