12 февраля 2014 г. исполнилось 80 лет Владимиру Константиновичу Шумному, академику РАН, профессору, доктору биологических наук, советнику РАН.

В.К. Шумный – известный ученый в области генетики и генетических основ селекции растений, крупный организатор биологической науки в Сибири.

Выдающемуся ученому, возглавляющему кафедру генетики и биотехнологии Санкт-Петербургского государственного университета, академику РАН Сергею Георгиевичу Инге-Вечтомову исполнилось 75 лет.

Кафедру генетики и селекции ЛГУ (первая возродившася в конце 1950-х годов кафедра генетики в нашей стране) С.Г. Инге-Вечтомов возглавил в 1973 г. Все эти годы С.Г. Инге-Вечтомов продолжал традиции и сохранял основные направления исследований в области изучения структуры и функции гена с применением разнообразных генетических моделей, заложенные основателем кафедры и его учителем М.Е. Лобашевым.

19 января 2014 г. исполнилось 75 лет со дня рождения Инны Никитичны Голубовской, доктора биологических наук, действительного члена Российской академии естественных наук (РАЕН), талантливого российского цитогенетика, имеющего широкое международное признание как выдающегося исследователя генетики и цитогенетики процесса мейоза у растений.

С использованием 6 аллотипов Lpm-системы, А1М члена семейства альфа-макроглобулинов и двух аллотипов Ld-системы, гомолога APOB липопротеина низкой плотности, выполнено популяционно-генетическое сравнение норок с ручным и агрессивным поведением. Установлены различия между попарно сравниваемыми группами по маркерам Lpm1, Lpm3, Lpm5 и Lpm10. Выявлена статистически достоверная ассоциация аллелей с аллотипами Lpm1, Lpm3 с агрессивным типом поведения и аллельного варианта Lpm не10 с ручным типом поведения. Не обнаружено статистических  различий между группами по встречаемости аллотипов Ld1 и Ld2 системы Ld липопротеина низкой плотности.

Разработанный метод отбора молодняка норок по эффективности использования корма обеспечивает повышение оплаты корма приростом живой массы на 9–10 %. Предлагается при отборе учитывать фенотип каждого зверя из пары, содержащейся в одной клетке.

Исследованы последствия направленного отбора на затемнение окраски меха соболей промышленной популяции. Проведен анализ четырех типов скрещивания, в которых самцы и самки отличались друг от друга окраской волосяного покрова и по ряду показателей воспроизводства: «плодовитости самок», «выходу щенков на покрытую самку», «выходу щенков на ощенившуюся самку» и «доле пропустовавших самок». Самые низкие показатели воспроизводства выявлены при подборе пар животных с наиболее темной окраской меха. Проведен двухфакторный дисперсионный анализ этих признаков, результаты которого показали, что на все признаки значимо влияют как тип скрещивания (фактор 1), так и поколение (год) отбора (фактор 2), а эффект взаимодействия двух факторов значим только для признака «выход щенков на покрытую самку». В целом за десятилетний период наблюдалась положительная динамика исследованных признаков, что позволяет говорить о потенциальной возможности продолжения направленного отбора на усиление пигментации окраски соболей. Выявлены основные этапы в селекции «пушкинской» популяции соболей и определены перспективы дальнейшей селекционной работы.

У диких и лабораторных животных показано существование компромисса между репродуктивным успехом и иммунитетом в результате ограниченности энергетических ресурсов организма. Поэтому искусственный отбор сельскохозяйственных животных на усиление репродуктивных признаков может сопровождаться снижением иммунного ответа. Ранее были показаны положительная ассоциация однонуклеотидного полиморфизма (ОНП) гена PANE1, кодирующего минорный антиген гистосовместимости, с иммунологическими показателями крови и отрицательная ассоциация с массой при рождении у поросят породы ландрас (Huang et al., 2010). Целью работы были определение частоты ОНП в гене PANE1 у домашних свиней и диких кабанов, а также анализ его ассоциации с рядом репродуктивных показателей у свиней крупной белой породы. По частоте редкого аллеля G гена PANE1 дикие кабаны (11,8 %) и домашние свиньи породы ландрас (12,2 %) и крупная белая (20,0 %) достоверно не различались между собой. Носительство генотипа CG у свиноматок приводило к снижению числа живых поросят и массы гнезда при рождении.

В статье показано, что динамика изменений массы новорожденной особи у домашних свиней отражает процесс адаптивных изменений генофонда популяции. Результаты исследования демонстрируют, что у домашних свиней приведение генофонда популяции в соответствие с изменившимися условиями среды может быть длительным процессом и включает по крайней мере два временных отрезка, на протяжении которых действуют разные векторы отбора. На первом отрезке происходит формирование положительной связи между массой особи при рождении и массой в зрелом возрасте, во время второго – разрушение этой связи.

В настоящей статье впервые дано относительно полное описание происхождения, условий формирования, генеалогической и генетической структуры популяции миниатюрных свиней ИЦиГ СО РАН. Показано, что представляет собой эта группа животных в настоящее время и какими уникальными (по сравнению с другими мини-свиньями) особенностями она обладает. Для решения этой задачи были использованы данные литературы и экспериментальный материал, собранный в популяции мини-свиней ИЦиГ СО РАН в 1990–1992 гг. (основание популяции) и 2012–2013 гг. (настоящее время).

В работе представлены данные по изучению популяционной динамики сибирских мини-свиней по локусам gag и env эндогенных ретровирусов свиней. Частота носителей полноразмерных геномов PERV типов А, В и С у современных мини-свиней очень велика. В ходе селекции с 2005 г. по 2013 г. наблюдается достоверное повышение доли животных, свободных от ретровирусов типа В.

Одним из перспективных направлений нейробиологии является изучение эпигенетических механизмов формирования долговременной памяти, к которым относится посттрансляционная модификация гистонов, приводящая к ремоделированию хроматина и, соответственно, к индукции или репрессии генов, вовлекаемых в обучение. Популярным объектом в нейробиологии являются моллюски, обладающие относительно просто устроенной ЦНС и гигантскими нейронами. Нами ранее показано, что при формировании условного рефлекса пищевой аверзии у моллюска Helix происходит значительная индукция ацетилирования и метилирования гистона Н3. Предположено что эти процессы регулируются через модуляторный медиатор серотонин, играющий важную роль в формировании оборонительного поведения. С целью изучения влияния серотонина на индукцию эпигенетических процессов нами проведены исследования по воздействию неселективного антагониста серотониновых рецепторов метиотепина на ацетилирование и метилирование гистона Н3 при обучении Helix. Показано, что введение метиотепина снижает индуцированное обучением увеличение ацетилирования и метилирования гистона Н3 в ЦНС виноградной улитки и сопровождается ухудшением долговременной памяти. Формирование долговременной памяти у метиотепин-обработанных животных может быть реверсировано введением ингибитора гистон деацетилаз NaВ. Наши данные свидетельствуют о важной роли серотонина в индукции эпигенетических процессов в формировании условного оборонительного рефлекса у Helix.

Вид неотропического происхождения, Drosophila mercatorum, представлен двумя подвидами – mercatorum и pararepleta. Синантропный подвид D. mercatorum mercatorum проник в Евразию в середине XX в. и к настоящему моменту широко распространился на территории Европы и бывшего СССР. Материалом для исследования были сборы D. m. mercatorum из природных азиатских популяций, лабораторная линия D. mercatorum № 2328 (имеющая некоторые морфологические отличия от азиатских диких), образцы видов D. busckii и D. virilis и последовательность гена COI D. mercatorum № DQ471607 из базы данных NCBI. Образцы были изучены на изменчивость последовательностей ДНК, используемых для определения видовой принадлежности, фрагмента гена 1-й субъединицы цитохромоксидазы (COI) и участка ITS1-ITS2 генов рРНК. По участку гена COI азиатские образцы D. m. mercatorum были идентичны между собой, но отличались как от образца линии № 2328, так и от последовательности из базы данных ДНК. По участку ITS1-ITS2 азиатские популяции D. m. mercatorum и линия № 2328 оказались идентичны. Малая степень различий по нуклеотидной последовательности фрагмента гена COI и отсутствие различий по участку ITS1-ITS2 генов рРНК указывают на то, что различия между азиатскими популяциями D. m. mercatorum и морфологически отличной линией № 2328 не выходят за рамки внутривидового разнообразия.

Симбиотическая бактерия Wolbachia широко распространена в природных популяциях Drosophila  melanogaster. Частота встречаемости этой бактерии в популяциях D. melanogaster разных регионов может варьировать в широких пределах – от единичных особей до тотальной зараженности. Гено- типическое разнообразие симбионта включает 6 генотипов: wMel, wMel2, wMel3, wMel4, wMelCS, wMelCS2. Повсеместно встречаются 2 генотипа Wolbachia – wMel и wMelCS, остальные относятся к редким генотипам, либо распространенным на ограниченной территории, либо встречающимся только в лабораторных линиях. Несмотря на уже проведенные исследования распространенности Wolbachia в популяциях D. melanogaster мира, имеется недостаточно данных о распространенности и генотипическом разнообразии этой бактерии в популяциях Евразии. В данном исследовании проведен анализ распространенности и генотипического разнообразия Wolbachia в природной популяции D. mela- nogaster г. Нальчик (Кабардино-Балкария). Показано, что генотипический состав Wolbachia и частота ее встречаемости в популяции на протяжении 4 лет стабильны. Генотипический состав Wolbachia характеризуется наличием двух генотипов, wMel и wMelCS, из которых наиболее представлен wMel. Нами не было обнаружено других генотипов Wolbachia в популяции D. melanogaster г. Нальчик. 

В большинстве природных популяций кроме внутривидовой конкуренции за ресурсы среды существует определенное воздействие хищника. Характер и интенсивность взаимодействия жертв с хищниками могут влиять на ход конкурентного или симпатрического видообразования среди жертв и на процессы коэволюции или совместного видообразования. Математические методы позволяют разработать модели, достаточно точно описывающие все аспекты внутривидового и межвидового взаимодействия. В данной работе с помощью математического моделирования было исследовано влияние интенсивности межвидового взаимодействия на процесс конкурентного или симпатрического видообразования у жертв. Под интенсивностью взаимодействия понимается средняя доля жертв, уничтожаемых хищниками в единицу времени: чем больше средняя доля, тем больше интенсивность взаимодействия. В математических моделях интенсивность взаимодействия определяется значениями многих параметров. Изменение значения этих параметров будет влиять на интенсивность взаимодействия.

В ходе проведения исследований было установлено, что при достаточно большой интенсивности взаимодействия у жертв происходит значительное замедление процесса конкурентного видообразования. Жертвы в этой ситуации стремятся избежать влияния хищника, меняя свои адаптивные признаки. Другим важным результатом было то, что видообразование хищников происходит вслед за видообразованием у жертв тогда, когда вероятность мутационного изменения адаптивных признаков у хищников больше, чем у жертв.

Регуляторные транскрипционные факторы – белки, распознающие определенные последовательности ДНК, – осуществляют избирательную регуляцию уровня транскрипции различных наборов генов в зависимости от стадии онтогенеза, типа клеток и внешних условий. Согласно устоявшимся представлениям , эти белки контролируют процесс транскрипции на стадии сборки преинициаторного комплекса Пол II. Однако постепенно накапливаются данные о том, что регуляторные транскрипционные факторы могут принимать участие и в контроле процесса элонгации. Настоящий обзор посвящен систематизации таких данных.

Пространственная организация генома эукариот играет важную роль в регуляции активности генов. Недавно разработанный метод Hi-C позволяет изучать хромосомные контакты в масштабе всего генома, однако до сих пор Hi-C не применялся для исследования пространственной организации генома половых клеток. В данной работе мы создали Hi-C ДНК-библиотеки из сперматозоидов и фибробластов мыши, а также оценили качество полученных библиотек. В результате работы показано, что метод Hi-C можно применять для исследования пространственной организации плотно упакованного генома сперматозоидов.

Одной из актуальных задач нейробиологии является изучение механизмов формирования долговременной памяти и поиск путей ее улучшения. Удобной моделью для этих целей являются животные с нарушенным функционированием серотонинергической системы. Так, выключение серотонинергических нейронов введением нейротоксина 5,7-ДОТ приводит к неспособности моллюска Helix к образованию условного оборонительного рефлекса пищевой аверзии. Причем нами было показано, что в формирование пищевой аверзии вовлекаются эпигенетические процессы, в частности ацетилирование и метилирование гистонов, а их нарушение делает животных неспособными к формированию долговременной памяти. Целью данной работы являлось исследование возможности реверсии формирования долговременной памяти у ДОТ-обработанных животных через индукцию процессов ацетилирования. Было показано, что введение ингибиторов гистондеацетилаз NаB и Трихостатина А значительно увеличивает способность ДОТ-обработанных животных к формированию рефлекса пищевой аверзии. Полученные данные свидетельствует о важной роли серотонина в эпигенетических процессах, лежащих в основе формирования данного вида долговременной памяти, и возможности через индукцию процессов ацетилирования существенно улучшать ее характеристики.Модель «нейродегенерации», полученная на основе выключения серотонинергических нейронов, может быть полезной для дальнейшего изучения эпигенетических механизмов нарушения долговременной памяти и скрининга веществ, влияющих на ее формирование.

Интерлейкин-12 (IL-12) является важнейшим провоспалительным цитокином, синтезируемым макрофагами, однако данные о влиянии диоксина на его экспрессию до сих пор фрагментарны. Наличие выявленных нами ранее потенциальных DRE (dioxin responsive elements) в регуляторных районах генов IL12A и IL12B, кодирующих субъединицы цитокина IL-12p35 и IL-12p40 соответственно, предполагает возможность прямой активации этих генов через связывание DRE с комплексом диоксин /AhR/ARNT.

В настоящей работе связывающая способность этих DRE доказана с помощью гель-шифт анализа. Исследование динамики экспрессии генов IL12A и IL12B на модели макрофагоподобных клеток человека линии U937 не выявило влияния диоксина на уровень экспрессии гена IL12A. В то же время выявлена кратковременная активация, а затем падение экспрессии гена IL12B. Наблюдаемая динамика может объясняться прямой активацией экспрессии диоксин-содержащим комплексом и последующим подавлением экспрессии в результате оксидативного стресса, вызываемого диоксином. Таким образом, известный факт влияния диоксина на иммунную систему может быть связан в том числе и с различным его влиянием на динамику экспрессии генов, кодирующих субъединицы IL-12.

Гипертонический статус матери может повлиять на поведенческие показатели ее потомства в раннем онтогенезе. Крысы линии с наследственно индуцируемой стрессом артериальной гипертонией (НИСАГ) отстают по показателям моторного развития от крыс линии WAG в течение первой недели жизни, однако на протяжении второй недели развития демонстрируют более высокую двигательную активность в тесте открытого поля. Методом главных компонент были установлены более высокий уровень исследовательской активности крысят линии НИСАГ и повышенная «адаптивность» по сравнению с крысятами линии WAG на третьей неделе постнатального развития. По соматическим показателям (рост вибрисс и образование шерстного покрова) к концу 2-й недели жизни межлинейных различий не было обнаружено.

По результатам исследований 2011–2012 гг. выявлена принадлежность ульяновской и безенчукской популяций Puccinia recondita к единому ареалу формообразования и распространения листовой ржавчины. В то же время показана значительная схожесть структуры средневолжской популяции со структурой популяций из Северного Кавказа и Северо-Западного региона России. Во всех регионах отсутствуют клоны, вирулентные к Lr 9 и Lr 41. Низкими частотами характеризуются гены вирулентности plr19, plr24, plr28, plr29, plr47.

Обзор результатов селекции сибирских скороспелых сортов ярового ячменя с высокой продуктивностью, озерненностью колоса, устойчивостью к экстремальным факторам, пленчатых и голозерных форм разного назначения.

Представлены результаты работы международной экспедиции в Республике Армения летом 2013 г. Важным результатом экспедиционных работ является определение нескольких местообитаний пшеницы Triticum araraticum Jakubz. и T. boeoticum Boiss.

Японские сорта Iris еnsata на протяжении более 100 лет завозили в Россию разные ученые (Э.Регель, Н.И. Вавилов, В.М. Носилов, В.Т. Пальвельев), а в 1980-е гг. их испытывали в Главном ботаническом саду РАН и в большинстве случаев терпели неудачу (Родионенко, 2002; Миронова, 2008). В НИИ садоводства Сибири им. М.А. Лисавенко (НИИСС) успешная интродукция японских сортов, а потом и селекция состоялись благодаря ретросортам, полученным в 1980 г. Скрещивание географически отдаленных сортов (на первом этапе французских и японских, на последующих этапах – алтайских, дальневосточных, ленинградских и американских) позволило создать 250 адаптированных декоративных генотипов и 15 сортов. В потомстве сортов с простыми цветками выделены генотипы с двойными, полумахровыми и махровыми цветками. Качество пыльцы отборных генотипов I. ensata практически не уступало алтайским видам I. ruthenica Ker.-Gawl., I. glaucencsens Bunge ex Ledeb.: фертильность пыльцы была 78 %, жизнеспособность – 53 %. Плодообразование у культиваров с простыми цветками составляло 54 %, с двойными – 9 %, при принудительном скрещивании – 93 и 73 % соответственно. Семян в плоде образуется 5–116 шт., их масса 6–9 г, всхожесть 1–57 %. Выделены доноры высокой продуктивности, новой окраски и формы цветка. В процессе селекции диаметр цветка увеличен с 12 до 20 см, ширина верхних долей околоцветника – с 2 до 8 см, нижних – с 7 до 9 см. Спектр окраски цветка расширен до 11 групп.

На примере быстростареющих семян Allium fistulosum отмечено, что хранение при температурах +4, –6 и –18 °C, вне зависимости от применяемых газовых сред, не вызывает изменений лабораторной всхожести, митотической активности, частоты хромосомных аберраций и отставаний в росте апикальной меристеме корешков проростков по сравнению с контролем. Показано, что наиболее оптимальными для хранения семян являлись условия: +4 °C (аргон, диоксид углерода), –6 °С (воздух, аргон, азот, диоксид углерода) и –18 °C (воздух), при которых отмечена наименьшая частота встречаемости микроядер в клетках корешков их проростков.

Целью работы является выявление фенологических признаков, существенных для оценки генетически обусловленных различий табака по фенологическому типу и его генетической детерминации. В результате анализа структуры изменчивости комплекса фенологических признаков в коллекции сортов табака выявлена независимость генетической детерминации вегетативного и генеративного периодов развития табачных растений. В коллекции сортов по фенологическому типу выявлено 6 различных генотипических классов. Характер независимости генетических систем вегетативного и генеративного периодов развития табака исследован с помощью логического анализа соотношения понятий «генотип», «фенологический тип» и «генетическая программа» с использованием элементов теории множеств.