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 23, № 4 (2019)
Скачать выпуск PDF (English)

МОЛЕКУЛЯРНАЯ И КЛЕТОЧНАЯ БИОЛОГИЯ

380-389 55
Аннотация

Инсерционный мутагенез, обусловленный транспозициями мобильных элементов, лежит в основе изменений геномов в естественном отборе. Транспозоны являются сенсором экологических стрессовых воздействий, благодаря чему воздействия стрессоров на организмы потенцируют изменения расположения транспозонов, что способствует адаптации и видообразованию. Это обусловлено изменением механизмов морфогенеза, так как транспозоны содержат в своем составе регуляторные последовательности, оказывающие циси транс-воздействие на экспрессию специфических белок-кодирующих генов. Мобильные генетические элементы способны также к сайт-специфическим перемещениям, которые приводят к активации генов стрессового ответа. Кроме того, транспозоны служат источниками микроРНК, siРНК, длинных некодирующих РНК и сайтов связывания с транскрипционными факторами. В эволюции благодаря мобильным генетическим элементам возникают новые белок-кодирующие гены путем одомашнивания, экзонизации и дупликации. Данные гены содержат нуклеотидные последовательности, которые взаимодействуют с процессированными из транспозонных транскриптов некодирующими РНК, в связи с чем они находятся под управлением эпигенетических регуляторных сетей с участием мобильных генетических элементов. Поэтому наследуемые особенности расположения и состава транспозонов могут иметь значение в характере реагирования на определенные экологические стрессорные воздействия. Это служит основой для отбора и выживания особей со специфическим составом и характером расположения транспозонов, способствующих адаптации при определенных средовых условиях. В эволюции свойство транспозонов перемещаться в специфические сайты генома, регулировать экспрессию генов и взаимодействовать с транскрипционными факторами, наряду со способностью реагировать на экологические стрессоры, является основой для быстрой изменчивости и видообразования за счет модулирования управления онтогенезом. Роль транспозонов в экологическом морфогенезе подтверждена данными об их тканеи стадиеспецифических особенностях активации и участии в управлении дифференцировкой клеток в эмбриогенезе и постнатальном развитии. Дополнительным источником изменчивости служит горизонтальный перенос транспозонов, способствующий изменению их состава в геномах.

390-397 47
Аннотация

Aутофагия – динамичный клеточный процесс, связанный с оборотом белков, белковых комплексов и органелл посредством лизосомной деградации. Аутофагия особенно важна в нейронах, которые не имеют пролиферативного ресурса для клеточного восстановления. Одним из мощных регуляторов аутофагии является цистатин С. Изменения экспрессии и секреции цистатина С в головном мозге показаны при боковом амиотрофическом склерозе, болезни Альцгеймера и Паркинсона, а также на некоторых моделях нейродегенерации у животных, что подтверждает защитную функцию цистатина С. Высказано предположение, что цистатин С играет важную роль в амилоидогенезе и может рассматриваться как возможное терапевтическое средство для предупреждения и лечения ряда нейродегенеративных заболеваний (болезни Альцгеймера и Паркинсона). Цистатин С колокализуется с амилоидом β в головном мозге при болезни Альцгеймера. Контролируемая экспрессия пептида цистатина С предложена в качестве нового подхода к терапии болезни Альцгеймера. При болезни Паркинсона уровни цистатина С в сыворотке крови могут прогнозировать тяжесть заболевания и когнитивную дисфункцию, хотя конкретное участие цистатина С остается неясным. Рассмотрена роль цистатина С в нейродегенерации и проведена оценка результатов в связи с активностью аутофагии. У здоровых людей обнаружена высокая концентрация цистатина С в спинномозговой жидкости по сравнению с сывороткой крови; значительно более низкие концентрации наблюдали в других биологических жидкостях (внутриглазная жидкость, желчь, пот). При оценке влияния возраста обнаружено повышение концентрации цистатина С как в сыворотке, так и во внутриглазной жидкости у пожилых людей (61–80 лет) по сравнению с практически здоровыми людьми в возрасте 40–60 лет. В эксперименте на мышах C57Bl/6J концентрация цистатина С была значительно выше в мозговой ткани, чем в печени и селезенке, что указывает на важную функцию этого ингибитора цистеиновых протеаз в головном мозге. На трансгенной мышиной модели болезни Паркинсона (5 месяцев) найдено значительное увеличение осмотической чувствительности лизосом мозга, соответствующее усилению аутофагии, тогда как на мышиной модели болезни Альцгеймера этот показатель не обнаружил изменения аутофагии.

398-404 44
Аннотация

Несмотря на ликвидацию натуральной оспы, ортопоксвирусы продолжают оставаться источником биологической опасности для людей, так как в природе циркулируют вирусы оспы коров и оспы обезьян, причем последний способен вызывать не только спорадические случаи заболеваний человека, но и вспышки оспоподобной инфекции. Кроме того, периодическая вакцинация необходима для представителей определенных профессий (ученые, изучающие патогенные ортопоксвирусы, медицинские работники и др.). Оспопрививание – вакцинация живым вирусом осповакцины, которое широко использовалось при ликвидации натуральной оспы, обеспечивает формирование у вакцинированных людей длительного иммунитета. Однако, давая достаточно надежную защиту, оспопрививание нередко сопровождается серьезными поствакцинальными осложнениями, вероятность возникновения которых особенно велика для лиц со сниженным иммунным статусом. В связи с этим разработка препаратов для профилактики и лечения инфекций, вызванных ортопоксвирусами, актуальна и в настоящее время. Цель данного исследования – оценка иммуногенности в мышиной модели рекомбинантного белка р35Δ12, сконструированного на основе белка р35 вируса оспы коров. Ранее было показано, что белок р35Δ12 связывается с высоким сродством с полноразмерным вируснейтрализующим анти-ортопоксвирусным антителом человека. В настоящей работе рекомбинантный белок р35Δ12, наработанный в клетках E. coli XL1-blue и очищенный хроматографически, использовали для двукратной иммунизации мышей. Через две недели после второй иммунизации у мышей брали образцы крови и анализировали находящиеся в сыворотке антитела. Методами иммуноферментного и вестерн-блот анализа было показано, что сыворотки иммунизированных животных содержали антитела класса IgG, направленные к рекомбинантному белку р35Δ12. Методом конфокальной микроскопии показано, что антитела, индуцированные белком р35Δ12, способны узнавать клетки Vero E6, зараженные вирусом осповакцины ЛИВП-GFP. Кроме того, находящиеся в сыворотках иммунизированных мышей антитела могут нейтрализовать инфекционность вируса осповакцины ЛИВП-GFP в реакции ингибирования бляшкообразования in vitro.

ГЕНЕТИКА РАСТЕНИЙ

405-411 45
Аннотация

Считается, что полный микогетеротроф, подъельник Monotropa hypopitys, адаптивно эволюционировал из фотосинтезирующего микоризного предшественника, потеряв при этом аппарат фотосинтеза и вегетативные органы (стебель и листья). Надземная часть растения представляет собой цветонос со стерильными прицветниками и соцветием с каноническим для высших растений типом цветка. У растений происхождение плоского листа и других листоподобных латеральных органов связывают с эволюцией генов YABBY, которые, в зависимости от профиля экспрессии, разделяются на «вегетативные» и эволюционно более поздние «репродуктивные» гены. Изучение «вегетативных» генов YABBY подъельника позволит выяснить, сохранились ли их функции (определение идентичности клеток абаксиальной поверхности латеральных органов) у растения без листьев. В настоящем исследовании проведен структурно-филогенетический анализ генов подъельника MhyFIL1 и MhyFIL3, охарактеризованы основные консервативные домены и мотивы кодируемых ими белков и подтверждена принадлежность генов к «вегетативной» кладе YABBY3/FIL. Проведена оценка влияния гетерологичной эктопической экспрессии генов MhyFIL1 и MhyFIL3 на фенотип трансгенных растений табака Nicotiana tabacum. Показано, что оба типа растений, 35S::MhyFIL1 и 35S::MhyFIL3, формируют листья более узкие, чем в норме, и скрученные за счет измененной идентичности клеток адаксиальной поверхности. Выявлены также изменения архитектуры надземной части и корневой системы растений, включая аберрантный филлотаксис и подавление развития апикальных меристем побега и корня. Часть растений 35S::MhyFIL1 и 35S::MhyFIL3 погибала еще на стадии формирования первых листьев, часть не цвела, остальные имели сильно увеличенный период вегетации и при цветении формировали меньше цветков, чем в норме. Цветки не имели видимых отличий от контроля, за исключением ломких цветоножек. Таким образом, отсутствие изменений в строении цветка подъельника в сравнении с автотрофными видами, а также особенности влияния гетерологичной экспрессии генов MhyFIL1/на развитие растений табака говорят о сохранении генами подъельника MhyFIL1/функции «вегетативных» генов YABBY. При этом у M. hypopitys активность YABBY-факторов транскрипции группы FIL напрямую не связана с потерей способности формировать листья при эволюционном переходе подъельника от аутотрофного питания к гетеротрофии.

412-421 65
Аннотация

А3-тип ЦМС сорго – один из самых трудных для восстановления фертильности вследствие низкой частоты встречаемости генов-восстановителей, сложного механизма восстановления фертильности, происходящего при комплементарном взаимодействии двух гаметофитных генов, Rf3 и Rf4, чувствительности их экспрессии к воздушной и почвенной засухе. С целью проверки гипотезы о спорофитном типе восстановления фертильности у созданных нами ЦМС-линий на основе цитоплазмы типа А3 анализировали расщепление в самоопыленном потомстве фертильных гибридов F1, выращенных при разных режимах влагообеспеченности (на делянках с засушливым фоном, с влагообеспеченным фоном, в климатической камере и на опытном поле при естественном режиме влагообеспеченности). Присутствие стерильных растений в семьях F2 и ВС1 с материнской ЦМС-линией, выращенных при всех испытанных режимах влагообеспеченности, свидетельствует в пользу спорофитного механизма восстановления фертильности. Цитологический анализ фертильных гибридов F1 выявил значительное число дегенерирующих пыльцевых зерен (ПЗ) с нарушением накопления крахмала, отрывом содержимого ПЗ от клеточной стенки. Предполагается, что у гибридов с изученными ЦМС-линиями гены-восстановители Rf3 и Rf4 начинают функционировать уже в тканях спорофита, нормализуя развитие некоторой части ПЗ, несущих рецессивные аллели генов rf3 и rf4, которые участвуют в оплодотворении и дают начало стерильным генотипам в семьях F2 и в BC1. Впервые обнаружено трансгенерационное влияние условий влагообеспеченности растений линии-восстановителя на характер расщепления по мужской фертильности в поколении F2: опылитель, выращенный в грядке с дополнительным поливом, давал больше фертильных и меньше стерильных индивидуумов по сравнению с опылителем, выращенным в «засушнике» (< 0.01). При этом характер расщепления изменялся с дигенного на моногенный, свидетельствуя о наследуемом ингибировании экспрессии одного из генов-восстановителей (своеобразный «эффект дедушки»). Показана возможность отбора на устойчивость системы восстановления фертильности в цитоплазме А3 к функционированию в условиях дефицита влажности воздуха в период цветения, что может способствовать созданию новых восстановителей фертильности этого типа ЦМС.

ГЕНОФОНД И СЕЛЕКЦИЯ РАСТЕНИЙ

422-429 59
Аннотация

Коллекции возделываемого картофеля Solanum tuberosum, сохраняемые в полевых генбанках, несут значительные потери из-за воздействия экстремальных факторов внешней среды, заболеваний и вредителей. Практическое решение проблемы надежного хранения генофонда возделываемого картофеля состоит в создании дублетных криоколлекций, сохраняемых при сверхнизких температурах в криобанках. Известно несколько методов криоконсервации картофеля, из них в настоящее время в мировых генбанках наиболее широко используется метод дроплет-витрификации, разработанный Б. Панисом с коллегами в 2005 г. В нашей статье представлено подробное описание модифицированного метода дроплет-витрификации, который применяется для криоконсервации апексов in vitro растений картофеля во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н.И. Вавилова (ВИР). Модифицированный в ВИР метод включает основные этапы оригинального метода дроплет-витрификации, разработанного Б. Панисом с коллегами: 1) подготовка растительного материала; 2) изоляция апексов микрорастений; 3) обработка эксплантов растворами с криопротекторами; 4) криоконсервация/погружение в жидкий азот; 5) оттаивание; 6) посткриогенное восстановление и учет регенерационной способности. Предложенные нами модификации этапов 1, 2 и 6 позволяют существенно сократить продолжительность экспериментов по криоконсервации в сравнении с оригинальным методом. В работе представлены результаты экспериментов по криоконсервации аборигенных южноамериканских сортов и современных селекционных сортов картофеля, которые были выполнены с использованием модифицированного в ВИР метода дроплет-витрификации. Большая часть (76.7 %) изученных образцов культурного картофеля характеризовалась высокими показателями посткриогенной регенерации (40–95 %), и у 23.3 % изученных образцов частота регенерации после замораживания–оттаивания варьировала от 20 до 39 %, что соответствует предельно допустимым минимальным значениям для закладки на длительное хранение в криобанк. В настоящее время модифицированный метод дроплет-витрификации используется для расширения криоколлекции культурных видов картофеля в ВИР.

430-438 52
Аннотация

В настоящее время актуален путевой анализ S. Wright продуктивности растений. Целью исследований было определить парные коэффициенты корреляций и путевые коэффициенты S. Wright признаков сортов риса и на их основе выявить вклад каждого из них в продуктивность растения. Исходным материалом были 10 сортов риса. Опыты проведены в 2013, 2014 и 2016 гг. в условиях орошения на опытном поле Института риса Национальной академии аграрных наук Украины. Посев осуществляли сеялкой СКС-6А с нормой высева 7.0 млн всхожих семян на1 га. Предшественник – люцерна. Площадь делянки –5 м2, междурядья –15 см. Анализировали растения по признакам: продуктивность (масса зерна) растения, масса всей метелки, масса зерна с боковых стеблей, продуктивная кустистость, количество зерен в метелке, количество колосков в метелке, масса 1000 зерен, масса зерна с метелки, высота растения, длина и плотность метелки, количество пустых колосков в метелке, пустозерность. Парные коэффициенты корреляций определяли по методике Б.А. Доспехова, путевой анализ – по методике S. Wright по работе А.И. Седловского, С.П. Мартынова и Л.К. Мамонова (1982). Определена корреляция продуктивности с 12 количественными признаками риса: тесная – с массой зерна с боковых стеблей; средняя – с массой всей метелки и с массой зерна с метелки. Согласно путевому анализу продуктивности растений, корреляция признаков растений с продуктивностью зависит как от прямых, так и от косвенных эффектов влияния каждого признака на продуктивность. Установлен относительный вклад влияния каждого из 12 исследуемых признаков на продуктивность риса, как прямой (непосредственный), так и косвенный (побочный) эффекты их при взаимодействии с другими признаками. Это дало возможность раскрыть причины и следствия взаимозависимостей между признаками и выделить селекционно-ценные для отбора признаки, такие как масса всей метелки и продуктивная кустистость, которые имели наибольший прямой эффект влияния на продуктивность и достоверную корреляцию с ней.

439-447 60
Аннотация

Генеративная система Beta vulgaris L. по своему устройству и возможностям относится к высоковоспроизводящей. При самоопылении репродуктивный потенциал перекрестноопыляемых растений свеклы столовой, имеющих гаметофитный тип самонесовместимости, существенно изменяется и определяется совокупным действием разных факторов, в том числе и уровнем инбредной депрессии. Впервые на культуре свеклы столовой получены оригинальные данные о характере взаимосвязей семенной продуктивности инбредных растений с функциональными параметрами микрогаметофита и степенью самонесовместимости, что имеет важное значение при создании и поддержании константных фертильных линий. Установлено, что в результате инбредной депрессии увеличивается число стерильных микрогамет и пыльцевых зерен с аномальным развитием; снижается фертильность пыльцы и длина пыльцевых трубок; семенная продуктивность в потомствах инбредных растений, в том числе склонных к самоопылению, резко снижается уже после третьего инбридинга. При этом для высокопродуктивных инбредных растений свеклы столовой характерна меньшая скорость роста пыльцевых трубок в условиях in vitro. Между уровнем жизнеспособности пыльцы и семенной продуктивностью инбредных растений тесная взаимосвязь отсутствует ввиду того, что элиминация проросших мужских гамет и дегенерация зародышей семян могут происходить на всем протяжении прогамной и последующих фаз оплодотворения. Дегенерирующих зародышей у самонесовместимых форм намного больше, чем у самофертильных, но в результате разрастания околоплодника у семян с недоразвитыми зародышами наблюдается морфологическое сходство со всхожими семенами. Поэтому при оценке инбредных растений свеклы столовой по признаку «самонесовместимость/самофертильность» следует учитывать качественные характеристики семян. Использование метода рекуррентной селекции по признакам «семенная продуктивность», «длина пыльцевых трубок» и «полевая всхожесть» повышает выход форм с потенциально высокой самосовместимостью в потомстве. Для поддержания выделенных в инбредных потомствах ценных генотипов необходимо начиная с третьего инбридинга проводить сибсовые скрещивания, что позволяет снизить негативное влияние инбредной депрессии и самонесовместимости.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

448-455 58
Аннотация

Серотонинергическая система, которая принимает участие в регуляции большинства функций ЦНС, является одной из важнейших нейротрансмиттерных систем. Патогенез многих психических и нейродегенеративных заболеваний включает нарушения в функционировании этой системы. Понимание механизмов ее работы поможет не только разработать новые терапевтические подходы к лечению, но и установить, как эта нейротрансмиттерная система взаимодействует с другими отделами мозга, регулируя их деятельность. Ввиду сложности и гетерогенности анатомо-функционального устройства серотонинергической системы, в настоящее время лучшими инструментами для ее изучения являются методы, основанные на манипулировании отдельными типами нейронов и не затрагивающие нейроны других нейротрансмиттерных систем. Такое избирательное управление клетками возможно за счет генетической детерминированности их функций. Белки, обусловливающие уникальность клеточного типа, экспрессируются в нем под регуляцией клеточно-специфичных промоторов. С использованием промоторов, специфичных для генов серотониновой системы, возможно управление экспрессией гена интереса в серотонинергических нейронах. В обзоре рассмотрены подходы с применением таких промоторов. Генетические модели, созданные при помощи описанных подходов, используются для установления роли серотонинергической системы в модулировании поведения и обработке сенсорной информации. В частности, генетические нокауты по серотониновым генам sertpet1 и tph2 помогли выяснить вклад этих генов в формирование и функционирование головного мозга. Кроме того, описываются индуцибельные модели, которые позволили управлять экспрессией генов на различных стадиях онтогенеза. И наконец, приведены примеры достижений в применении этих генетических подходов в оптогенетике и хемогенетике, которые предоставили новый ресурс для изучения функций, разрядной активности и сигнальной трансдукции серотонинергических нейронов. При создании моделей патологических состояний и разработке фармакологических средств их коррекции на основе рассмотренных генетических подходов необходимо учитывать, что каждый из них имеет свои достоинства и ограничения, и выбирать наиболее подходящий из них.

456-464 56
Аннотация

Ранний постнатальный период является критическим для развития нервной системы. Стресс в этот период вызывает негативные отдаленные последствия, которые отражаются как на поведенческом, так и на молекулярном уровне. В нашем исследовании для моделирования повышенного уровня глюкокортикоидов, характерного для стрессирующего воздействия в раннем возрасте, мы использовали введение дексаметазона, агониста глюкокортикоидных рецепторов, в понижающихся дозах в первые три дня жизни (0.5, 0.3, 0.1 мг/кг, п/к). У взрослых самцов мышей с неонатальным введением дексаметазона было найдено увеличение относительного веса надпочечников и снижение веса тела, при этом базальный уровень кортикостерона в крови не изменялся. Введение дексаметазона в раннем возрасте оказало негативное воздействие на скорость обучения и формирование пространственной памяти в водном лабиринте Морриса у взрослых животных. Мы проанализировали влияние повышенного уровня глюкокортикоидов в раннем возрасте на экспрессию генов CrhAvpGrMr, участвующих в регуляции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (ГГНС), в гипоталамусе взрослых животных. Уровень экспрессии гена минералокортикоидного рецептора (Mr) был снижен достоверно, а гена глюкокортикоидного рецептора (Gr) – на уровне тенденции (р = 0.058) у самцов мышей с неонатальным введением дексаметазона по сравнению с введением физиологического раствора. Уровень экспрессии гена, кодирующего кортикотропин-рилизинг гормон (Crh), не изменялся, тогда как экспрессия гена вазопрессина (Avp) повышалась под влиянием неонатального введения дексаметазона. Полученные данные демонстрируют возможное нарушение механизмов негативной регуляции ГГНС на уровне гипоталамуса, в которую вовлечены глюкокортикоидный и минералокортикоидный рецепторы. Нарушение функции ГГНС при активации глюкокортикоидной системы в раннем возрасте может быть причиной развития когнитивных нарушений у взрослых животных. 

ГЕНЕТИКА ЧЕЛОВЕКА

465-472 57
Аннотация

Депрессия – это распространенное психическое расстройство, которое является одной из ведущих причин нетрудоспособности и смертности в мире. Несмотря на интенсивные исследования, проводимые в течение последних десятилетий, этиология депрессивных расстройств все еще остается не до конца изученной, однако генетические факторы, безусловно, играют важную роль в предрасположенности к депрессии. Настоящий обзор сфокусирован на результатах работ, основанных на генно-кандидатном подходе, полногеномных (Genome-Wide Association Studies, GWAS) и полноэкзомных (Whole Exome Sequencing, WES) исследованиях, продемонстрировавших связь полиморфных локусов генов с депрессивными расстройствами. Согласно первому подходу, формирование депрессивной симптоматики находится под влиянием генов серотонинергической (TPH1TPH2HTR1AHTR2ASLC6A4), дофаминергической (DRD4SLC6A3) и норадренергической (SLC6A2) систем, а также генов ферментов их метаболизма (MAOACOMT). Кроме того, имеются данные об участии генов гипоталамо-гипофизарной системы (OXTRAVPR1AAVPR1B) и рецепторов половых гормонов (ESR1ESR2AR), генов нейротрофического фактора мозга (BDNF) и фермента метилентетрагидрофолатредуктазы (MTHFR), нейронального апоптоза (CASP3BCL-XLBAXNPYAPPGRIN1) и воспалительной системы (TNFCRPIL6IL1BPSMB4PSMD9STAT3) в развитии депрессивных расстройств. Результаты второго подхода  (GWAS и WES) демонстрируют, что гены белков пикколо (PCLO) и сиртуина (SIRT1), фактора пролиферации стволовых клеток (GNL3), гликозилтрансферазы (GLT8D1), α-трипсинового ингибитора (ITIH3), мелатонинового рецептора (MTNR1A), костного морфогенного белка (BMP5), ломкой гистидиновой триады (FHIT) и киназного супрессора (KSR2), протокадгерина (PCDH9) и активатора транскрипции AUTS2, преимущественно участвующие в процессах нейрогенеза и клеточной адгезии, вовлечены в развитие депрессии. Таким образом, эти и другие литературные данные подтверждают, что формирование генетической предрасположенности к депрессивным расстройствам – сложный процесс, затрагивающий функционирование большого числа генов, в том числе тех, которые ранее не обсуждались в связи с депрессией, что требует обратить особое внимание на них в дальнейших исследованиях.

473-481 58
Аннотация

Наследственные заболевания нервной системы – одна из наиболее актуальных проблем медицины XXI века. Особо выделяются те, которые доминируют в этой группе. К таким заболеваниям, безусловно, можно отнести полиглутаминовые спиноцеребеллярные атаксии (СЦА), имеющие в своей основе молекулярные механизмы быстро прогрессирующей экспансии среди различных групп населения нашей планеты. Это СЦА1, 2, 3, 6, 7 и 17, фенотипически объединенные в одну группу по принципу развития мозжечковой атаксии вследствие специфических генетических причин. Субстратом данных генетических заболеваний является ЦАГ тринуклеотидная последовательность (цитозин-аденин-гуанин), которая имеет тенденцию к увеличению при передаче генома последующим поколениям. Поэтому характерная особенность этих заболеваний – не только количественное увеличение больных, но и качественное изменение течения их неврологической симптоматики. Все это отражается в структуре заболеваемости полиглутаминовыми СЦА как на глобальном общемировом уровне, так и на уровне отдельных групп населения конкретных регионов. Однако большинство работ, посвященных популяционной генетике полиглутаминовых СЦА, ограничиваются количественными показателями конкретной нозологии на определенной территории, тогда как история возникновения и принципы распространения полиглутаминовых СЦА на сегодняшний день исследованы недостаточно хорошо. Это не позволяет делать долгосрочные прогнозы относительно динамики в последующих поколениях и управлять мутагенным процессом. В настоящей работе представлен детальный анализ популяционной генетики полиглутаминовых СЦА, выведены общие генетические и частные закономерности их развития и особенности популяционной динамики в мире и в Российской Федерации. Обозначены проблемы в исследовании и выявлении таких заболеваний. Для лучшего понимания необходимо охватить широкий пласт популяций Африки, Азии и Южной Америки, что будет возможно при развитии новых методов молекулярной генетики. Такой подход к исследованию полиглутаминовых СЦА позволяет обозначить их место в контексте генетических заболеваний головного мозга и определить особенности распространения и методов генетической профилактики.

ГЕНЕТИКА ЖИВОТНЫХ

482-488 37
Аннотация

Возможность поступления из носовой полости в головной мозг наночастиц (НЧ) различной природы не вызывает сомнения. Как уже было показано ранее, накопление НЧ в центральной нервной системе (ЦНС) может спровоцировать целый ряд неврологических заболеваний, поэтому понимание механизмов данного процесса представляет интерес как с научной, так и с практической точек зрения. Предполагается, что из крови НЧ могут проникнуть в ЦНС, исключительно преодолев гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Попав с поверхности легких в кровеносное русло, НЧ могут накапливаться в различных слизистых оболочках, в том числе и в слизистой носовой полости. Таким образом, нельзя исключать возможность транспорта НЧ из кровотока в мозг за счет их захвата окончаниями обонятельных нейронов. Для проверки этой гипотезы мы использовали парамагнитные НЧ оксида марганца (Mn3O4-НЧ), паттерны накопления которых в структурах мозга мыши регистрировали с помощью Т1-взвешенной магнитнорезонансной томографии. В настоящем исследовании была проведена оценка влияния интраназальной аппликации ингибиторов эндоцитоза и аксонального транспорта на накопление Mn3O4-НЧ в структурах ЦНС при их введении в носовую полость или в кровоток. Сравнительный анализ полученных результатов показал, что перенос Mn3O4-НЧ из носовой полости в мозг эффективнее их проникновения в ЦНС из кровеносного русла, которое может осуществляться как за счет локального преодоления ГЭБ, например при накоплении Mn3O4-НЧ в зубчатой извилине гиппокампа, так и через захват и транспорт НЧ из крови клетками ольфакторного эпителия. При этом эксперименты с введением хлорпромазина, специфического ингибитора клатрин-зависимого эндоцитоза, и метил-β-циклодекстрина, вещества, разрушающего липидные рафты, участвующие в захвате веществ клетками эндотелия, продемонстрировали различия в механизмах захвата НЧ из носовой полости и кровеносного русла. В результате проведенного исследования нам удалось показать значимый вклад аксонального транспорта в поступление наночастиц в головной мозг как из носовой полости, так и из сосудистого русла. Это объясняет накопление в мозге субмикронных частиц различной природы (нейротропные вирусы, нерастворимые ксенобиотики и др.), которые не способны преодолевать ГЭБ. Полученные результаты будут полезны как для понимания патогенеза различных нейродегенеративных заболеваний, так и для исследования побочных эффектов терапевтических препаратов, вводимых внутривенно.

489-495 79
Аннотация

В странах с развитым животноводством в последнее десятилетие активно происходит интеграция наукоемких технологий в племенное животноводство. В первую очередь речь идет о репродуктивных технологиях (ЭКО) и геномных технологиях (оценка носительства летальных гаплотипов и геномная оценка племенной ценности). Комбинирование репродуктивных и геномных технологий – перспективный подход, который позволит получать племенной скот высокого качества в кратчайшие сроки. В основе предлагаемой технологии ускоренного воспроизводства высокоценного племенного скота лежит получение информации о геноме эмбриона для проведения геномной оценки. Так как необходимо сохранить эмбрион живым, то количество генетического материала, который можно получить для исследований, крайне ограничено. Чтобы получить ДНК высокого качества и в достаточном количестве, при проведении генотипирования на чипах вводится этап полногеномной амплификации ДНК. Основной целью работы была оценка возможности использования биоптата (бп) эмбрионов для генотипирования и предсказания носительства летальных гаплотипов на основе результатов генотипирования. Нами было получено 100 эмбрионов крупного рогатого скота, из которых удалось взять 78 биоптатов. Полученные биоптаты были использованы для проведения полногеномной амплификации и генотипирования с применением микроматрицы. Качество и количество ДНК после проведения полногеномной амплификации всех 78 образцов были удовлетворительными для дальнейшего генотипирования. Результаты генотипирования позволили провести расчет пола животного и определение статуса носительства семи основных летальных гаплотипов голштинской породы. Из 78 протестированных животных по результатам анализа генотипа были найдены 3 носителя летальных гаплотипов – HH0 (брахиспина), HH5 и HCD. Носительство летальных гаплотипов HH0 и HH5 было подтверждено тестированием мутации, влияющей на потерю фертильности (казуальной) с помощью ПЦР-анализа. Статус носительства гаплотипа HCD после тестирования казуальной мутации не был подтвержден. Отсутствие казуальной мутации HCD у животного-носителя гаплотипа HCD можно объяснить тем, что предположительным родоначальником гаплотипа HCD является бык HOCAN000000334489 WILLOWHOLME MARK ANTHONY (год рождения – 1975), в то время как казуальная мутация, связанная с появлением заболевания, возникла в этом гаплотипе уже у его потомка, быка HOCAN000005457798 MAUGHLIN STORM (год рождения – 1991). Полученные данные подтверждают важность тестирования казуальной мутации у животных-носителей летальных гаплотипов. 

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ И ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА

496-502 54
Аннотация

Изучены свойства пяти билатерально симметричных признаков листовой пластины липы мелколистной (Tilia cordata Mill.) в четырех популяциях Московской области в 2014–2017 гг. Угловой признак был исключен, так как он обладал свойством направленной асимметрии. Вместо него использован новый линейный признак: расстояние между основанием второй жилки 1-го порядка и основанием первой жилки 2-го порядка на первой жилке 1-го порядка. Популяционное различие во флуктуирующей асимметрии (ФА) было найдено только по первым двум признакам (ширина листа и расстояние между основаниями первой жилки 1-го порядка и второй жилки 2-го порядка). Наибольшая величина ФА листовой пластины была в городской среде, наименьшая – в сельской местности. Получены слабая отрицательная корреляционная связь между величиной пяти линейных признаков листовой пластины и значением ФА, а также слабая положительная корреляционная связь между величиной ФА этих параметров. Наибольшей флуктуационной изменчивостью обладал первый признак, а наибольшей пластической изменчивостью – второй признак. Установлены регрессионная зависимость флуктуационной изменчивости от пластической изменчивости (b1 = 0.25; < 0.05) и зависимость этих двух видов изменчивости от взаимодействия факторов времени и места сбора листовых пластин. Сделан вывод о сопряженности двух видов изменчивости – флуктуационной и пластической. Асинхронный рост, конкуренция за свет в условиях высокой солнечной активности в 2014–2016 гг. (по сравнению с аномальным летом2017 г.) приводили к повышению ФА из-за дестабилизации механизмов роста и регуляции генной экспрессии, что способствовало снижению стабильности развития. Увеличение ФА и снижение стабильности развития в городских условиях в2016 г. могли быть обусловлены: а) интенсивным потоком автотранспорта в весенне-летний период, б) высоким уровнем залегания грунтовых вод в этой части города и в) повышенной гидролитической кислотностью почвы.



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