Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск
Том 22, № 2 (2018)
Скачать выпуск PDF

КЛЕТОЧНАЯ И МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

168-178 237
Аннотация
Развитие головного мозга человека представляет собой сложный многоэтапный процесс, включающий образование различных типов нейральных клеток и их взаимодействия. Многие фундаментальные механизмы нейрогенеза установлены благодаря изучению модельных животных. Однако значительные структурные различия головного мозга по сравнению с другими животными не позволяют рассмотреть все аспекты формирования головного мозга у человека, которые могут играть решающую роль для развития его уникальных когнитивных способностей. Новая технология трехмерных церебральных органоидов открывает исследователям уникальную возможность моделировать ранние этапы нейрогенеза человека. В обзоре рассматриваются технология получения трехмерных церебральных органоидов, примеры ее успешного внедрения в фундаментальные и прикладные исследования, имеющиеся проблемы, а также перспективы ее развития.
179-186 140
Аннотация
Самообновление культивируемых плюрипотентных клеток – сложный процесс, объединяющий множество функциональных и регуляторных уровней. В поддержании самообновления клеток принимают участие сеть транскрипционных факторов, широкий спектр их генов-мишеней, включая ферменты, регулирующие структуру хроматина, сигнальные каскады, а также контур, содержащий систему регуляторных некодирующих РНК. Изучение молекулярно-генетических основ поддержания самообновления и реализации свойства плюрипотентности культивируемых клеток млекопитающих является крайне важной задачей для понимания процессов, происходящих в доимплантационном эмбриогенезе, а также для построения эффективных методик получения линий плюрипотентных стволовых клеток в интересах экспериментальной биологии и медицины. МикроРНК (миРНК) играют важную роль в процессах поддержания плюрипотентного состояния и репрограммирования клеток. Однако участие данного класса некодирующих РНК в представленных процессах и функции отдельных миРНК изучены недостаточно. Целью настоящего исследования был поиск миРНК, потенциально участвующих в процессах поддержания плюрипотентного состояния и репрограммирования клеток крысы Rattus norvegicus. С использованием методов биоинформатики и данных, полученных в результате секвенирования нового поколения, нами проанализирована экспрессия миРНК в эмбриональных стволовых клетках, индуцированных плюрипотентных стволовых клетках и эмбриональных фибробластах крысы. Проведенный анализ дифференциальной экспрессии между группами плюрипотентных клеток и фибробластов, а также анализ проверенных экспериментально генов-мишеней дифференциально экспрессирующихся известных миРНК крысы позволили выявить новых потенциальных участников процессов поддержания плюрипотентного состояния и репрограммирования. Кроме того, новые потенциальные участники этих процессов обнаружены среди ранее не аннотированных миРНК крысы. Использование биоинформатических подходов и методов системной биологии – первый необходимый шаг при выборе кандидатов для дальнейшего экспериментального изучения. Полученные результаты существенно дополняют представления о системе регуляции самообновления у такого модельного организма, как лабораторная крыса, и расширяют знания о данной системе у млекопитающих в целом.
187-195 157
Аннотация
Существуют факторы риска, изменяющие нормальное проведе­ ние возбуждения в сердце на хаотическое (через образование спиральной волны, т.е. реентри, и последующую фибрилляцию). К этим факторам относятся наследственные и приобретенные ка­ налопатии. Многие опасные изменения в работе ионных каналов сердца могут быть идентифицированы с помощью электрокардио­ граммы пациента. К легко выявляемым изменениям относится синдром удлинения интервала QT (LQTS) на электрокардиограмме. Несмотря на весьма широкую распространенность наследствен­ ного LQTS, к которому нужно добавить и вынужденный LQTS, появ­ ляющийся под действием широкого класса фармацевтических препаратов, а также простоту выявления синдрома на ЭКГ, до сих пор не известен механизм образования реентри при этом синдроме. Следует отметить высокую вариативность синдрома (встреча­ емость 1:2500), а также факт связи увеличения частоты сердечных сокращений индивида и значительного повышения риска останов­ ки работы сердца. После достаточно экстенсивного проведения электрофизиологических исследований на отдельных сердечных клетках, получаемых от пациентов с синдромом LQT, стало очевид­ но, что поиск механизма перехода нормального ритма сердца в хаотический и фибрилляцию не может ограничиваться регистра­ цией ионных токов в единичных клетках. Для решения такой зада­ чи прежде всего необходима модель поведения сердечной ткани как многоклеточного ансамбля, отражающая связь различных факторов (сбой работы мембранных ионных каналов, действие лекарств, изменения процессов, межклеточные взаимодействия) с риском возникновения реентри. С целью создания эксперимен­ тальной модели LQTS в нашей работе индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) пациент-специфичной линии от здорового пациента были дифференцированы в монослой, идентифицированы при помощи иммуноцитохимии и patch-clamp исследованы параметры распространения возбуждения в зави­ симости от стадии дифференцировки. Показано, что стабильное значение скорости проведения и ответ на периодическую стиму­ ляцию в диапазоне физиологических величин достигаются после 30-го дня дифференцировки.
196-204 139
Аннотация
В настоящей работе проведен анализ изменений в протеомном спектре корней гороха Pisum sativum L. при инокуляции клубеньковыми бактериями, направленный на выявление новых регуляторов развития симбиоза. Для изучения изменений в протеомном спектре корней гороха использован дифференциальный двумерный (2-D) электрофорез с флуоресцентными метками Cy2 и Cy5. Полученные изображения позволили выявить различия между контрольным вариантом (неинокулированные корни) и корнями, инокулированными ризобиями Rhizobium leguminosarum bv. viciae RCAM 1026 (24 ч после инокуляции). Выявлено и идентифицировано 20 белков, синтез которых усиливался в процессе инокуляции корней гороха клубеньковыми бактериями. Для идентификации белков использовали масс-спектрометрический анализ триптических пептидов на квадруполь-времяпролетном масс-спектрометре, совмещенном с высокоэффективным жидкостным хроматографом. Среди таких белков впервые найдены бета-субъединица G-белка и дисульфид изомераза/фосфолипаза С, функция которых может быть связана с сигнальной регуляцией симбиоза. Это показывает, что G-белки и фосфолипазы могут играть ключевую роль в развитии ранних стадий симбиоза у гороха. Дальнейшие эксперименты должны выявить, происходит ли взаимодействие бета-субъединицы G-белка с рецепторами к Nod-факторам и как это влияет на дальнейшую передачу сигнала. Среди других белков, изучение которых представляет интерес, обнаружены аннексин D8 и D1, протеинкиназа, взаимодействующая с кальцинерином B, актин-связывающий белок профилин, ГТФ-связывающий белок Ran1. Они могут быть вовлечены в регуляцию реакций с участием кальция, реорганизацию актинового цитоскелета и другие важные процессы у растений. Изучение роли таких белков-регуляторов в дальнейшем станет основой для понимания сложной системы сигнальной регуляции, которая активируется у растений гороха при взаимодействии с клубеньковыми бактериями.

ПОПУЛЯЦИОННАЯ ГЕНЕТИКА

205-211 125
Аннотация
Изучение полиморфизма генов системы биотрансформации ксенобиотиков в популяциях человека – важное направление современных медико-генетических исследований. Цель настоящей работы – определение частот аллелей генов CYP1A1 (A2455G (*2C), rs1048943), CYP2D6 (A2549del (*3), rs35742686); G1846A (*4), rs3892097) в популяциях телеутов (n = 115), восточных (n = 132) и западных (n = 280) бурят, их метисов (n = 56), а также в выборке русских Восточной Сибири (n = 122). Генотипирование проводили с помощью ПЦР в режиме реального времени с использованием конкурирующих TaqMan-зондов. Частота варианта CYP1A1*2С (2455G) составила в выборке восточных бурят 28.8 %, западных бурят 34.6 %, телеутов 16.7 %, в выборке метисов бурят 31.3 %. В выборке русских Восточной Сибири частота аллеля CYP1A1*2С (2455G) равна 4.1 %, что соответствует данным по другим европеоидным популяциям. Повышенный, по сравнению с русскими, популяционный риск развития заболеваний, вызываемых техногенными загрязнителями: диоксинами и полициклическими ароматическими углеводородами – субстратами цитохрома CYP1A1, прогнозируется как у телеутов, так и у бурят. Полиморфный вариант CYP2D6*3 (2549del) не выявлен в трех выборках коренных сибирских популяций – бурят и телеутов; среди русских его встречаемость 0.4 %, в выборке метисов – 2.7 %. Частота аллеля CYP2D6*4 (1846A) у восточных и западных бурят составляет 5.3 и 4.3 % соответственно, у телеутов – 7.4 %, в выборке русских она статистически значимо выше, чем у бурят, – 12 %, у метисов – 9.8 %. Прогнозируются пониженные, по сравнению с русскими, риски побочных эффектов лекарственных препаратов, а также онкологических заболеваний, ассоциированных с аллелями CYP2D6*3 (2549del) и CYP2D6*4 (1846A), у коренных жителей Южной и Восточной Сибири – бурят и телеутов. Однако метисация привносит в коренные популяции новые полиморфные варианты, сдвигает генные частоты и ведет к изменению степени рисков.
212-216 65
Аннотация
В двух выборках женщин климактерического возраста русской и бурятской национальности, проживающих в Восточной Сибири (Иркутская область, г. Иркутск и Республика Бурятия, г. Улан-Удэ), изучена распространенность генотипов и аллелей T3111C полиморфизма гена циркадного ритма Clock (rs1801260). Для этого было проведено генотипирование образцов ДНК методом полимеразной цепной реакции. Показано, что сравниваемые группы статистически значимо отличаются по частоте встречаемости генотипов (р = 0.001). Обнаружено, что в выборке русских женщин больше частота TC генотипа (р = 0.004) и меньше частота TT генотипа (р = 0.0001) по сравнению с выборкой женщин из Бурятии. Аллель с измененной последовательностью 3111С у русских женщин встречался в 30.4 % случаев, что статистически значимо чаще по сравнению с выборкой бурят, где доля аллеля 3111С составила 19.3 % (p = 0.014).
217-223 98
Аннотация
Характерным признаком доместикации является нарушение пигментации, приводящее к появлению пегости, вплоть до равномерной белой окраски тела животного. Целью работы была идентификация районов генома и генов-кандидатов, связанных с частным вариантом пегости, белой окраской головы, у представителей восьми российских пород крупного рогатого скота. После фильтрации для полногеномного анализа ассоциаций был использован набор из 131709 однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП). Ассоциативный анализ был проведен с помощью пакета EMMAX при использовании двух фенотипов: фенотип 1 – белая голова (при наличии преимущественно белого окраса) и туловище любого цвета (в том числе белого), фенотип 2 – белая голова и туловище обязательно небелого цвета. Для фенотипа 1 значимо ассоциированным оказался единственный ОНП BovineHD0500019319 на хромосоме 5. Этот же ОНП входил в состав кластера из трех значимых ОНП в районе 68803879–69365854 п.н., ассоциированного и с фенотипом 2. Внутри этого района находятся пять генов. Из них наиболее вероятным функциональным кандидатом является ген SLC41A2, в интроне которого локализован ОНП BovineHD0500019319. Ген SLC41A2 кодирует белок потенциалзависимого магниевого транспортера, который также может переносить ряд других катионов. Функция белка SLC41A2 недостаточно изучена, однако известно, что другие белки этого семейства определяют окраску как кожи человека, так и шерсти животных. Положительные сигналы ассоциации для второго фенотипа обнаружены также на хромосомах 1–4, 6–15, 18, 19, 24, 27 и 29. Выявлено 37 районов генома крупного рогатого скота, достоверно ассоциированных с белой окраской головы.
224-229 140
Аннотация
Пироплазмидоз лошадей – природно-очаговая инфекция, вызываемая простейшими гемопаразитами отряда Piroplasmida Babesia caballi и Theileria equi. Животные, выздоровевшие после пироплазмидоза, остаются в течение длительного времени резервуарами инфекции и могут передавать патогены клещам-переносчикам. Случаи пироплазмидоза лошадей периодически отмечают в различных регионах Сибири, но до настоящего времени возбудители пироплазмидозов лошадей в России не были генетически охарактеризованы. Цель данной работы – изучение инфицированности лошадей из Новосибирской и Иркутской областей и из Республики Алтай возбудителями пироплазмидоза; установление видовой принадлежности выявленных возбудителей и их генетическая характеризация. Исследованы образцы крови от 155 лошадей на наличие ДНК бабезий и тейлерий методом двухраундовой ПЦР с последующим секвенированием положительных образцов. ДНК T. equi обнаружена в образцах крови у 57.9, 38.5 и 65.0 % лошадей из Новосибирской, Иркутской областей и Республики Алтай соответственно. Инфицированные животные были зарегистрированы практически во всех населенных пунктах, включенных в настоящую работу, что свидетельствует о том, что большинство исследованных мест являются эндемичными по тейлериозу лошадей. Следует отметить, что ДНК B. caballi не обнаружена ни в одном из исследованных образцов, несмотря на то, что раньше данный возбудитель детектировался во многих районах России, в том числе и на Алтае. На основании анализа нуклеотидных последовательностей гена 18S рРНК образцы T. equi относились к двум из четырех известных генетических групп, существенно различающихся между собой по последовательностям вариабельной (V4) области гена. Все последовательности T. equi группы В были идентичны между собой и соответствовали последовательностям, выявленным в крови лошадей из Китая и Кореи, а последовательности T. equi группы А различались между собой одной-пятью заменами и соответствовали последовательностям, обнаруженным в крови лошадей из Индии и Бразилии, или отличались от них единичными заменами. Следует отметить, что в настоящем исследовании впервые подтверждено генетически наличие этиологического агента пироплазмидоза в образцах крови лошадей на территории России.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА

230-234 140
Аннотация
Стресс-реакция во многих случаях является одной из причин формирования агрессивного поведения как у животных, так и у человека. Ослабление стресс-ответа, по-видимому, существенно снижает агрессию по отношению к человеку у доместицированных животных. Однако механизмы этого снижения по-прежнему остаются далеко не ясны. В настоящей работе на экспериментальной модели доместикации, серебристо-черной лисице (Vulpes vulpes), полученной путем многолетнего отбора на реакцию к человеку, изучен ответ на стресс по уровню кортизола в крови у доместицируемых и агрессивных лисиц, вызванный 15-минутным удержанием на руках человека. Кроме того, у животных из этих поведенческих групп исследован один из важных механизмов глюкокортикоидной отрицательной обратной связи – экспрессия гена рецептора глюкокортикоидов (NR3C1) в гиппокампе. В работах последних лет существенное внимание уделяется различиям в профиле экспрессии микроРНК у животных с разными поведением и стресс-реакцией, а также микроРНК-регуляции экспрессии генов при стрессе, в том числе NR3C1. В этой работе проведен miRNA-seq анализ образцов участка дорзального гиппокампа. Показано, что удержание на руках человека вызывает глюкокортикоидный стресс-ответ как у доместицируемых, так и у агрессивных лисиц. При этом у агрессивных животных стресс-индуцированный уровень кортизола был достоверно выше по сравнению с доместицируемыми. В то же время различий экспрессии гена NR3C1 в дорзальном гиппокампе и профиле экспрессии микроРНК не обнаружено. Таким образом, снижение стресс-ответа при отборе лисиц на отсутствие агрессивной и проявление эмоционально-положительной реакции к человеку, по-видимому, не связано с такими важными механизмами регуляции, как изменение экспрессии гена NR3C1 и микроРНК-регуляция.
235-239 90
Аннотация
Отклонения в метаболизме головного мозга – результат долговременных патологических процессов, которые в конечном итоге проявляются как симптомы болезней Альцгеймера, Паркинсона или множественного склероза и многих других нейропаталогий, как, например, диабетическая нейропатия. Дефицит доступной энергии для клеток головного мозга на фоне нейродегенеративных заболеваний может развиваться как под влиянием возрастного снижения экспрессии гликолитических ферментов, так и при индуцировании провоспалительными цитокинами разобщения окисления и фосфорилирования. Исходя из того, что активность многих ферментов находится под контролем аденозинтрифосфата (АТФ) или кофакторов, таких как никотинамидадениндинуклеотид (НАДН) и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН), дефицит энергии может быть причиной метаболических изменений в ткани мозга. В некоторых клинических исследованиях, в которых использовалась протонная ядерная магнитно-резонансная спектроскопия (1H ЯМР спектроскопия), выявлены метаболические изменения в ткани головного мозга у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями. Однако данные разных авторов довольно противоречивы, вероятно, из-за сложного генеза метаболических нарушений. В настоящем исследовании проверена гипотеза о разнонаправленных изменениях метаболизма под влиянием разобщителя окисления и фосфорилирования 2,4-динитрофенола (2,4-ДНФ) и 2-деокси-D-глюкозы (2-ДГ), блокирующей доступ глюкозы в клетки головного мозга. Методом 1H ЯМР спектроскопии показано, что 2-ДГ приводит к преобладанию возбуждающих (глутамин+глутамат) нейромедиаторов над тормозными (гамма-аминомасляная кислота), а 2,4-ДНФ вызывает противоположные эффекты. Биохимические механизмы наблюдаемых изменений требуют специального исследования, однако можно отметить, что дефицит АТФ, вызванный ингибированием гликолиза, и дефицит АТФ, обусловленный действием разобщителей, сопровождаются разнонаправленными изменениями в интенсивности цикла трикарбоновых кислот. Эти изменения интенсивности цикла Кребса соотносятся с разнонаправленными изменениями баланса возбуждающих и тормозных нейромедиаторов. Полученные результаты показывают, что 1H ЯМР спектроскопия может быть эффективным методом дифференцированной прижизненной оценки дефицита доступной энергии, вызванного общим подавлением энергообмена в нервных клетках или разобщением окисления и фосфорилирования.
240-247 112
Аннотация
Артериальная гипертония – одно из наиболее распространенных хронических заболеваний у взрослых и пожилых людей во всем мире. Эта патология не только снижает качество жизни больных, но и может сопровождаться высоким риском осложнений. Не­ смотря на то что в настоящее время на рынке имеется большое количество антигипертензивных средств, в основном представ­ ляющих собой различные комбинации ингибиторов ренин-ангио­ тензиновой системы, блокаторов адренорецепторов в сочетании с диуретиками, нет общепринятого «золотого стандарта» препара­ тов, которые не имели бы побочных эффектов. В обзоре рассма­ триваются основные аспекты применения антисмысловых олиго­ нуклеотидов в контексте артериальной гипертонии. Известно, что введение антисмысловых олигонуклеотидов – один из способов выключения работы того или иного гена, причем ключевой осо­ бенностью данной методики, отличающей ее от других, является высокая селективность. Однако при несомненных преимуществах метода существуют сложности его применения, связанные как со свойствами самих олигонуклеотидов (недостаточная устойчивость и неэффективное проникновение в клетки), так и с многообразием механизмов возникновения той или иной патологии, в частности гипертонической болезни. В настоящей работе приведена краткая характеристика основных групп мишеней для антисмыслового ингибирования гипертонической болезни. Отдельно рассматрива­ ются новейшие мишени для терапии олигонуклеотидами – регуля­ торные микроРНК. Кроме того, обсуждаются основные модифика­ ции антисмысловых нуклеотидов, разработанные для увеличения длительности эффектов их действия и упрощения приема препа­ ратов данного типа, в частности комбинирование антисмысловых олигонуклеотидов с экспрессирующими векторами на основе аденовируса. Особенное внимание уделено антисмысловым оли­ гонуклеотидам в составе нанокомпозитов. В обзоре обсуждаются результаты применения композитов антисмысловых нуклеотидов к гену ангиотензин-превращающего фермента и наночастиц диоксида титана (TiO2) на крысах линии НИСАГ с индуцированной стрессом артериальной гипертонией. Показано, что использова­ ние антисмысловых олигонуклеотидов продолжает оставаться перспективной методикой для изучения механизмов возникно­ вения различных форм гипертонической болезни, а также имеет высокий потенциал для терапевтического применения.
248-255 125
Аннотация
Многие ксенобиотики окружающей среды, такие как бенз[а]пирен (Б(а)П) и 1,1,1-трихлор-2,2-бис(4-хлорфенил) этан (ДДТ), обладают эпигенетическими механизмами повреждения клеток, приводящими к развитию канцерогенеза. Отчасти эти нарушения могут быть опосредованы активацией ядерных рецепторов, приводящей к активации экспрессии генов и микроРНК, участвующих в процессах злокачественной трансформации клеток. Поэтому целью данной работы было исследовать цепь событий «введение ксенобиотика – активация рецептора – повышение экспрессии микроРНК – понижение экспрессии гена-мишени» в качестве одного из ключевых факторов развития канцерогенеза. С помощью методов in silico проведен анализ генома крыс для поиска микроРНК, находящихся под регуляцией АhR (арил-гидрокарбонового рецептора) и CAR (конститутивного андростанового рецептора), активируемых под действием Б(а)П и ДДТ соответственно. В частности, miR-3577 и -193b были отобраны в качестве потенциально регулируемых CAR; miR-207 – как кандидат на микроРНК, находящийся под регуляцией AhR. Результаты исследования показали, что введение ДДТ и Б(а)П вызывало тканеспецифичное изменение экспрессии микроРНК и их генов-хозяев в случае как острого, так и хронического введений ксенобиотиков. Для подтверждения эффектов ксенобиотиков на экспрессию микроРНК мы также оценили уровень мРНК генов PTPN6, EIF3F, Cbx7 и Dicer1, потенциально являющихся мишенями miR-193b, -207 и -3577. Исследование показало высокую связь экспрессии генов-мишеней и микроРНК, однако точный характер этих изменений зависел от типа ткани, времени после введения и дозы ксенобиотика.
256-260 74
Аннотация
Поиск новых высокоэффективных многокомпонентных препаратов, способных воздействовать сразу на несколько систем гомеостаза животного для повышения физиологической адаптации пушных зверей к различным условиям питания, имеет важное значение. Подобным действием обладает кормовая добавка Флоравит® – природный биорегулятор. Препарат представляет собой композицию биологически активных веществ, продуцируемых мицелиальным грибом Fusarium sambucinum. В настоящей работе изучали влияние Флоравита® на строение кожи и волоса у взрослых самок соболей (Martes zibellina). Научно-хозяйственный опыт выполняли в ОАО «Племзавод Пушкинский» Московской области в период формирования у зверей зимнего волосяного покрова в октябре– ноябре. Изучение морфологического строения волосяного и кожного покровов проводили на основных топографических участках шкурок: хребте, боку и огузке. Структуру остевых волос на основных топографических участках исследовали на сканирующем электронном микроскопе. Установлено, что введение per os биологически активного препарата Флоравит® взрослым самкам соболей из расчета 1.0 мл на голову в сутки в период формирования зимнего волосяного покрова в октябре–ноябре влияет на морфологическую структуру всех категорий волос на топографических участках шкурок. В опытной группе животных под воздействием Флоравита® длина направляющих волос на хребте и боку в сравнении с контролем увеличилась на 4.1 мм (p < 0.001) и 2.8 мм (p < 0.01). Длина остевых волос на хребте, боку и огузке увеличилась на 8.1; 7.8 и 7.8 мм (p < 0.001) соответственно. Установлено увеличение длины пуховых волос на всех участках шкурок в сравнении с образцами контрольной группы – на 13.0, 4.5 и 6.3 мм (p < 0.001). Зафиксировано увеличение толщины дермы в области хребта на 0.71 мм (p < 0.001). Установленные изменения в строении кожи и волоса у взрослых самок соболей под воздействием препарата Флоравит® положительно повлияли на качество волосяного покрова. Таким образом, биорегулятор Флоравит® участвует в процессе адаптации организма соболей к воздействию факторов внешней среды.
261-264 72
Аннотация
Актин относится к основным структурным белкам эукариотов. В отличие от мышечного альфа-актина бета-актин экспрессируется во всех типах клеток. В немышечных клетках наблюдается постоянная реорганизация актинового цитоскелета. Фибриллярный актин, собранный из глобулярных мономеров, взаимодействует с актин-связывающими белками. Альфа-актинин формирует поперечные сшивки в актиновой фибриллярной сети, а также концентрируется в области фокальных контактов. Тропомиозин относится к регуляторным компонентам бета-актина и за счет продольной укладки молекулы в бороздку актинового микрофиламента стереохимически экранирует сайты других актин-связывающих белков. Важнейшей функцией актинового цитоскелета рассматривается участие в транспортировке везикул с аквапоринами второго типа в главных клетках эпителия собирательных трубок мозгового вещества почки. Вазопрессин стимулирует выход тетрамеров аквапоринов из цитоплазматических депо в апикальную плазматическую мембрану. Участие и роль отдельных белков цитоскелета в процессе встраивания аквапоринов и организации дополнительных пор для воды слабо изучено в молекулярной физиологии почки. Исследована реактивность белков актинового цитоскелета на осморегулирующее действие продолжительной гидратации и дегидратации у крыс в зависимости от наличия или отсутствия в геноме активно экспрессирующегося гена вазопрессина. Нами установлено, что эффективность концентрирующей системы почки, регулируемой вазопрессином, зависит от экспрессии актин-связывающих белков в мозговом веществе почки. На фоне стабильного уровня внутриклеточного бета-актина наблюдается изменение экспрессии альфа-актинина и тропомиозина. Дегидратация организма сопровождается существенным снижением альфа-актинина. В отсутствие вазопрессина снижение альфа-актинина имеет меньшую амплитуду. Наличие в геноме нормального гена вазопрессина, независимо от транзиторного уровня экспрессии и секреции гормона, является фактором более низкого тропомиозина в почке. Наиболее вероятным молекулярным механизмом изменения экспрессии генов альфа-актинина и тропомиозина может быть трансдукция V2-опосредованного гормонального сигнала вазопрессина на протеинкиназу А, фосфорилирование цАМФ-респонсивного транскрипционного фактора CREB и внутриядерное взаимодействие CREB с генными CRE-сайтами чувствительности к нему.
265-272 49
Аннотация
Мутация yellow в локусе agouti (Ay мутация), снижающая активность меланокортиновых рецепторов, с возрастом вызывает гиперфагию, ожирение и диабет второго типа у мышей (Ay мыши). Неизвестно, будут ли у Ay мышей изменения в отдельных звеньях метаболической системы (белый и бурый жир и мышцы) проявляться еще до развития ожирения. Цель работы – измерить у Ay мышей относительную экспрессию генов ключевых белков, регулирующих углеводно-жировой обмен в белом и буром жире и скелетной мускулатуре на этапах развития, предшествующих формированию ожирения. Исследовали мышей линии C57Bl/6J, несущих доминантную аутосомную мутацию Ay (Ay /a мыши), и мышей стандартного генотипа данной линии (a/a мыши, контроль) в трех возрастных группах: 10, 15 и 30 нед. Методом ПЦР в реальном времени измеряли относительный уровень мРНК генов в мышцах: uncoupling protein 3 (Ucp3) и carnitine palmitoyl transferase 1b (Cpt1b) (окисление СЖК), solute carrier family 2 (facilitated glucose transporter), member 4 (Slc2a4) (захват глюкозы); в белом жире: lipoprotein lipase (Lpl) (депонирование триглицеридов), hormone-sensitive lipase (Lipe) (мобилизация жиров) и Slc2a4 (захват глюкозы); в буром жире: uncoupling protein 1 (Ucp1) (расход энергии). В молодом возрасте (10 нед) у Ay мышей в мышцах была снижена экспрессия Cpt1b, в 15 нед у них отсутствовал транзиторный пик транскрипции Cpt1b, Ucp3 в мышцах, а также Lipe и Slc2a4 в белом жире, который отмечался у a/a мышей. Снижение транскрипционной активности исследованных генов в скелетных мышцах и белом жире может инициировать развитие меланокортинового ожирения у Ay мышей.
273-278 98
Аннотация
Агробактериальная трансформация – самый распространенный способ получения трансгенных растений в лабораторных условиях. В природе в пределах родов Nicotiana, Linaria и Ipomoea описаны виды, содержащие в геномах гомологи генов Т-ДНК агробактерий, как результат агробактериальной трансформации их предковых форм. Такие растения называют природно-трансгенными, а Т-ДНК в них обозначается как клеточная (клТ-ДНК). Предполагается, что в эволюции указанных родов привнесенные последовательности играли важную роль. Эту мысль подтверждают данные о неоднократной трансформации нескольких видов растений в ходе эволюции и сведения об экспрессии некоторых генов клТ-ДНК у Nicotiana и Ipomoea. Ранее экспрессия генов клТ-ДНК у Linaria не была описана, хотя анализ нуклеотидной последовательности гена rolC (наиболее консервативного из генов Т-ДНК) свидетельствует в пользу его функциональности у L. vulgaris Mill., L. acutiloba Fisch. ex Rchb. и L. genistifolia (L.) Mill. В настоящей работе проведено секвенирование гомолога гена rolC у прежде не изученного вида льнянки Linaria creticola Kuprian. Анализ in silico показал, что этот ген кодирует полноразмерный пептид. C использованием метода ОТ-ПЦР в реальном времени мы продемонстрировали, что rolC экспрессируется в культуре растений in vitro в побегах, корнях и каллусах L. vulgaris Mill., а также в побегах L. creticola Kuprian. Полученные результаты – важный факт в пользу того, что клТ-ДНК функциональна и ее закрепление в геномах играло определенную роль в ходе эволюции. Однако уровень экспрессии изучаемого гена достаточно низок у льнянок. Кроме того, аналогичная тенденция отмечена и у других природно-трансгенных видов. Этим можно объяснить отсутствие явных морфологических отличий видов, содержащих клТ-ДНК, от их нетрансгенных родственников.

БИОРЕСУРСНЫЕ КОЛЛЕКЦИИ

279-284 130
Аннотация
Во многих научных организациях России имеются коллекции микроорганизмов, по которым накоплены большие объемы информации. Эти данные представляют описание объектов разной природы (бактерии, археи, грибы, протисты) и их свойств, которые были собраны и каталогизированы поколе­ ниями исследователей. Не каждая организация, располагаю­ щая такими коллекциями, имеет электронный каталог с от­ крытым доступом, что осложняет работу с этими уникальными материалами для самих держателей коллекций, приводит к фактическому отсутствию доступа к биологическим образцам для широкого круга сторонних исследователей. В целях облег­ чения обмена информацией между держателями коллекций из разных организаций и сообществом исследователей требуется разработка обобщенного электронного каталога коллекций микроорганизмов, обеспечивающего единообразный свобод­ ный доступ научного сообщества к информации возможно большего списка коллекций. Для объединения информации по коллекциям микроорганизмов в рамках проекта по созданию информационной системы для биоресурсных коллекций ин­ ститутов ФАНО России (http://www.biores.cytogen.ru) создан портал биоресурсных коллекций микроорганизмов (http:// www.biores.cytogen.ru/microbes/), который является площад­ кой, на которой организации-держатели коллекций могут разместить информацию о единицах хранения своих коллек­ ций, а также другие данные по коллекциям, включая ссылки на собственные каталоги. В настоящей статье мы описываем принципы работы с порталом в рамках направления коллек­ ций микроорганизмов. Графический интерфейс портала позво­ ляет получать пользователям, как зарегистрированным, так и незарегистрированным, следующую информацию о коллекци­ ях микроорганизмов: список коллекций, представленных в базе данных, контактные данные организации и сведения о кураторе коллекции, сводную статистику по каждой из них, а также информацию о единицах хранения. Зарегистрирован­ ные пользователи-держатели коллекций имеют возможность создавать и модифицировать записи о единицах хранения своих коллекций, а также актуализировать их описание. Для автоматизации работы с порталом реализован также доступ к базе данных посредством программного протокола (REST API, http://api.biores.cytogen.ru/microbes/). В настоящее время про­ исходит наполнение портала, который уже содержит описание более чем 13 тыс. единиц хранения (из них 3.5 тыс. приходится на биоресурсные коллекции микроорганизмов) 65 биоресурс­ ных коллекций организаций ФАНО России (из них 12 коллек­ ций микроорганизмов с суммарным разнообразием фондов порядка 50000 штаммов).

ГЕНЕТИКА РАСТЕНИЙ

285-290 123
Аннотация
Род Oxytropis DC. является одним из крупнейших родов семейства Fabaceae. Большинство видов растений, принадлежащих к данному роду, имеют важное лекарственное значение. В настоящее время ботаническая систематика рода затруднена в связи с наличием множества подродов и секций. Также в литературе отсутствуют данные о филогенетических взаимосвязях видов Oxytropis из Центральной Азии. В связи с этим целью настоящего исследования было уточнение таксономических взаимоотношений двух видов Oxytropis из Юго-Восточного Казахстана – O. almaatensis Bajt. и O. glabra DC. Осуществлены филогенетический анализ и оценка сети гаплотипов, базирующиеся на полиморфных последовательностях ITS (internal transcribed spacers), ДНК-маркера ядерного генома. Растительный материал O. almaatensis состоял из двух популяций, собранных в двух соседних ущельях Заилийского Алатау, растительный материал O. glabra был получен из гербарного образца кафедры биоразнообразия и биоресурсов Казахского национального университета имени аль-Фараби. Полученные полиморфные нуклеотидные последовательности ITS были использованы для анализа филогенетических взаимоотношений и сети гаплотипов с помощью методов Neighbor Joining (NJ) и Median Joining (MJ) соответственно. Последовательности ITS O. almaatensis и O. glabra сравнивали с последовательностями 29 образцов Oxytropis, полученными из базы данных GenBank (NCBI). Длина ITS составила 601 п.о., из них 33 (или 5.6 %) нуклеотида оказались полиморфными, что позволило использовать их в изучении генетического родства видов Oxytropis. В целом построенная сеть гаплотипов MJ позволила выявить высокую степень совпадения с филогенетическим древом NJ. Кроме того, применение MJ сети гаплотипов дало возможность получить ценные дополнительные данные для уточнения таксономических отношений между видами, вовлеченными в анализ. В этом исследовании филогенетическое древо и сеть гаплотипов, построенные на основе вариабельности последовательностей ITS, подтвердили монофилетическое происхождение рода. Построенная сеть гаплотипов позволила предположить, что O. glabra является высоковариабельным видом, который, возможно, играл важную роль в эволюционном процессе рода в Центральной Азии. Исследование внесло дополнительный вклад в изучение молекулярной таксономии рода Oxytropis.


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


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)