Синтетическая биология – быстро развивающаяся отрасль науки, нацеленная на создание биологических систем с предсказанными свойствами. При этом она использует достижения современной биологии, программирования и компьютерного моделирования, а также инженерной отрасли для создания биологических объектов, обладаю­щих набором заранее заданных пользовательских свойств. Развитие синтетической биологии было обусловлено множеством технологических разработок в каждой из упомя­нутых отраслей. Так, значительное снижение стоимости технологии секвенирования ДНК привело к наработке больших объемов данных о генетических последователь­ностях различных организмов. Снижение стоимости син­теза последовательностей ДНК в соответствии с законом Мура позволило создавать библиотеки синтетических генов, представляющие потенциальный интерес в работе генных инженеров без необходимости использования традиционных и трудоемких методов молекулярной био­логии. Благодаря развитию системной биологии сфор­мировано глубокое понимание взаимосвязей и функций природных биологических моделей, а также построены прогностические модели, описывающие молекулярные процессы на клеточном и системном уровнях. Комбина­ция вышеперечисленных факторов создала возможность осознанного изменения природных биологических систем. В данном обзоре обсуждается современное состояние подходов к синтезу олигонуклеотидов для последующей сборки генных конструкций и к ферментативной сборке генов. Освещены аспекты использования различного программного обеспечения для подбора олигонуклеоти­дов для последующей сборки генов, проверки точности синтезированной последовательности генов, а также ис­правления ошибок.

Вид дикорастущей пшеницы Aegilops columnaris Zhuk. представляет собой потенциальный источник новых генов, важных для улучшения хозяйственно ценных признаков пшеницы. До настоящего времени он не использовался в селекционных программах. В работе методами С-окрашивания хромосом и электрофореза запасных белков зерна мягкой пшеницы – глиадинов – проанализированы 17 линий Triticum aestivum L. × Aegilops columnaris Zhuk. с замещениями по хромосомам 1-й и 6-й гомеологических групп. Глиадин за счет высокого полиморфизма позволил идентифицировать чужеродный генетический материал. Для всех исследованных линий анализ электрофоретических спектров глиадина подтвердил замещение хромосом 6А, 6D или 1D мягкой пшеницы на гомеологические хромосомы эгилопса Ae. columnaris Zhuk., относящиеся к Uс или Xсгеномам. Замещение проявлялось в исчезновении продуктов экспрессии глиадинкодирующих генов на хромосомах 6А, 6D или 1D с одновременным появлением продуктов экспрессии генов, локализованных на чужеродных для пшеницы хромосомах Uс или Xс-геномов. Таким образом, показана функциональная активность эгилопсных хромосом в чужеродном для них пшеничном геноме. Отсутствие экспрессии чужеродных глиадинкодирующих генов у линий с делецией длинного плеча хромосомы 6Хс позволило выдвинуть гипотезу о перемещении глиадинкодирующего локуса из короткого плеча (что характерно для всех известных видов пшеницы) в длинное. Перемещение глиадинкодирующего локуса, вероятно, связано с крупной видоспецифической перицентрической инверсией – цитогенетический анализ показал существенные различия ортологичных хромосом 6-й группы Х-генома по морфологии. В то же время хромосома 1D, независимо от потери части длинного плеча и объединения с негомологичной хромосомой другого генома (4ВL), полноценно функционирует. Для эгилопса показан «блочный» характер наследования компонентов глиадина, что свидетельствует о сходстве организационной структуры глиадинкодирующих локусов у представителей этих родов. Определение генетического контроля разных полипептидов электрофоретического спектра эгилопса позволило разработать маркеры для идентификации хромосом 1Xс, 6Xс и 6Uс Ae. columnaris.

Диплоидная пшеница Triticum boeoticum Boiss. (геном АА) – потен­циальный источник новых ценных аллелей для улучшения возде­лываемых видов пшеницы. В связи с этим оценка внутривидового разнообразия T. boeoticum и ДНК-паспортизация образцов этого вида является актуальной задачей. В настоящей работе исследо­вано генетическое разнообразие более 60 образцов T. boeoticum с использованием 11 микросателлитных маркеров. По данным SSR-анализа было идентифицировано 83 аллеля, в среднем на­блюдалось по 7.5 аллелей на локус. Величины ожидаемой (HE) и наблюдаемой (HO) гетерозиготности варьировали в пределах 0.17–0.89 и 0.00–0.74 при среднем показателе HE = 0.52 и HO = 0.13 соответственно. Значение PIC для каждого локуса находилось в пределах 0.17–0.88 и в среднем равнялось 0.49. Для всех изучен­ных локусов были обнаружены уникальные аллели. Кластерный анализ позволил объединить изученные образцы в пять основных групп, расстояния между группами варьировали от 0 до 1, что указывает на высокий уровень генетических различий в исследу­емой коллекции. Согласно анализу PCoA, было образовано пять основных групп и выявлены некоторые соответствия с дендро­граммой. При обобщении полученных данных PCoA и кластерного анализа отмечена слабая генетическая дифференциация изучен­ной коллекции T. boeoticum. Корреляция генетического расстояния с географическим происхождением выявлена лишь для образцов диплоидной пшеницы T. boeoticum из Ирана. Анализ образцов показывает широкое разнообразие T. boeoticum по микросателлит­ным локусам. Полученные нами данные расширяют представле­ния и дают дополнительную информацию о генетической структу­ре коллекции и разнообразии изученных образцов T. boeoticum.

Секвенирование и сравнительная характеристика пластидных геномов растений – актуальный инструмент для современных филогенетических и таксономических исследований. Род Allium L. (сем. Amaryllidaceae) объединяет более 900 видов растений, вклю­чая такие экономически значимые овощные культуры, как чеснок Allium sativum, лук репчатый Allium cepa, лук-порей A. porrum и др. В настоящей работе впервые определена полная нуклеотидная последовательность пластидного генома чеснока A. sativum. Пластом A. sativum имел размер 153 172 п. н. и состоял из большой уникальной (LSC, 82 035 п. н.) и малой уникальной (SSC, 18 015 п. н.) копий, разделенных инвертированными повторами (IRa и IRb) размером 26 561 п. н. каждый. В пластидном геноме чеснока анно­тировано 134 гена, из них 82 белок-кодирующих, 38 тРНК, 8 рРНК и 6 псевдогенов. Сравнительный анализ пластидных геномов A. sativum и A. cepa выявил различия в размерах структурных элемен­тов и спейсеров на границах инвертированных повторов. Общее число генов в пластомах A. sativum и A. cepa было одинаковым, однако генный состав различался: ген rpl22 был функциональным у A. sativum и псевдогеном у A. cepa, а ген rps16 – наоборот, псевдо­геном у A. sativum и белок-кодирующим у A. cepa. В последователь­ностях пластидных геномов чеснока A. sativum и лука репчатого A. cepa были идентифицированы 32 микросателлитные последовательности, больше половины которых – динуклеотидные, осталь­ные – тетра-, пентаи гексануклеотидные, а тринуклеотидные отсутствовали. Сравниваемые пластидные геномы отличались числом повторов ряда микросателлитов, а некоторые микросателлиты встречались только у одного из видов.

Тополь широко используется в озеленении Москвы благо­даря способности эффективно очищать воздух от вредных примесей и выделять большое количество кислорода. Роду Тополь (Populus) свойствен высокий уровень внутривидо­вого полиморфизма, а также наличие естественных меж­видовых гибридов. Целью настоящей работы была оценка генетического разнообразия тополей, растущих на терри­тории города Москвы, с использованием высокопроизво­дительного секвенирования внутренних транскрибируе­мых спейсеров генов 45S рРНК (ITS-последовательностей). На платформе Illumina (MiSeq) проведено секвенирование ITSпоследовательностей 40 растений тополя и в среднем получено около 3 000 прочтений для каждого образца. Биоинформатическая обработка данных проведена с использованием программы CLC Genomics Workbench. Исследованная выборка тополей имела высокий уровень генетического разнообразия: число выявленных в каждом генотипе однонуклеотидных полиморфизмов (SNP) от­носительно референсных последовательностей ITS1 и ITS2 P. trichocarpa варьировало от 4 до 44. Показано, что даже деревья, посаженные на одной территории и, вероятно, в одно время, значительно различаются генетически. Можно предположить, что при посадке тополей в Москве исполь­зовался крайне полиморфный растительный материал. Для некоторых сайтов c SNP у одного и того же индивидуума выявлено несколько вариантов нуклеотидов, соотношение которых было различным. Мы предполагаем, что соот­ношение, близкое к 50/50, наблюдается в межвидовых гибридах и является следствием генетических различий в ITS-последовательностях между материнским и отцовским генотипами. Для SNP с преобладанием одного из вариан­тов вероятнее наличие паралогов среди многочисленных геномных копий ITS-последовательностей. Результаты работы закладывают основу для применения молекуляр­но-генетических маркеров с целью идентификации видов и межвидовых гибридов тополя, определения происхож­дения ряда естественных гибридов, а также мониторинга разнообразия представителей рода Populus, растущих на территории города Москвы.

Соя (Glycine max (L.) Merr) – важная пищевая, кормовая и техни­ческая культура. В Казахстане площадь под соей увеличивает­ся с каждым годом, что обусловлено ее важностью в решении проблемы дефицита белка в питании людей и кормлении животных. Одной из основных проблем производства сои являются грибные болезни, вызывающие потери урожая до 30 %. Для повышения эффективности селекции, направленной на улучшение устойчивости сои к болезням, могут быть исполь­зованы современные геномные технологии. Таким образом, целью настоящего исследования был полногеномный анализ ассоциаций (GWAS) в коллекции сои, состоящей из 182 образ­цов, на устойчивость к грибным болезням в условиях Юго-Вос­точного и Южного Казахстана. В результате полевой оценки коллекции сои обнаружены растения, пораженные Fusarium spp. и Cercospora sojina в Южном регионе (НИИПББ) и Septoria glycines – в Юго-Восточном регионе (КазНИИЗиР). Исследование было нацелено на идентификацию локусов количественных признаков (ЛКП), связанных с устойчивостью к основным заболеваниям, таким как фузариоз корневой гнили (FUS), церко­спороз (FLS) и септориоз (BS). GWAS с использованием 4 442 SNP-маркеров (single nucleotide polymorphism) матрицы Illumina iSelect позволил идентифицировать 15 ассоциаций маркер – признак (MTA) на устойчивость к трем болезням на двух разных стадиях роста. Генетически картированы два ЛКП как для FUS (хромосомы 13 и 17), так и для BS (хромосомы 14 и 17), включая один предположительно новый ЛКП для BS, который был идентифицирован на хромосоме 17. Кроме того, пять предположительно новых ЛКП для FLS были идентифици­рованы на хромосомах сои 2, 7 и 15. Результаты исследования могут быть использованы для улучшения селекционных про­грамм, в том числе маркер-опосредованной селекции.

Аллоплазматические линии образуются при замещении цитоплазмы одного вида на цитоплазму другого в резуль­тате повторяющихся возвратных скрещиваний отдаленных гибридов с отцовским генотипом. Так как при замещении цитоплазмы между ядром и цитоплазмой возникают новые межгеномные взаимодействия, приводящие к изменчи­вости признаков растений, аллоплазматические линии с восстановленной фертильностью могут служить до­полнительным источником биоразнообразия культурных растений. Ранее в наших работах были получены рекомбинантные аллоплазматические линии (H. vulgare)-T. aestivum, обозначенные как Л-17(1)–Л-17(37), сформированные от растения с частично восстановленной фертильностью ВС3 поколения ячменно-пшеничного гибрида H. vulgare (Неполегающий) × T. aestivum (Саратовская 29). Этот мужско-стерильный гибрид был последовательно беккрос­сирован сортами пшеницы Мироновская 808 (дважды) и Саратовская 29, где сорт Мироновская 808 оказал влияние на восстановление фертильности. В статье представлены результаты изучения группы рекомбинантных аллоплазматических линий Л-17F4, а также линий гаплоидов с удвоен­ным числом хромосом – аллоплазматических ДГ-17-линий, полученных в результате культивирования пыльников линий Л-17F2. Наиболее продуктивные из изученных линий включены в селекционный процесс. Успешной для селек­ции оказалась гибридная форма Лютесценс 311/00-22, полученная от скрещивания аллоплазматической ДГ(1)17-линии с эуплазматической линией Com37 (CIMMYT), источником пшенично-ржаной транслокации 1RS.1BL. При­сутствие транслокации 1RS.1BL в геноме формы Лютесценс 311/00-22 и выделенных из нее аллоплазматических линий Л-311(1)–Л-311(6) не привело к снижению фертильности растений или их стерильности. Это указывает на то, что хромосома пшеницы 1BS не несет ген(ы), определяющие восстановление фертильности у изученных в настоящей работе аллоплазматических линий (H. vulgare)-T. aestivum. Линии Л-311(1)– Л-311(6) показали их преимущество по сравнению с сортами-стандартами по устойчивости к бурой ржавчине, стеблевой ржавчине, урожайности, ка­честву зерна. В результате селекционных испытаний в Ом­ском аграрном научном центре, Агрокомплексе «Кургансемена», на предприятии «Ишимское» Тюменской области на основе аллоплазматических линий Л-311(5), Л-311(4) и Л-311(6) созданы сорта яровой мягкой пшеницы Сигма, Уралосибирская 2 и Ишимская 11 соответственно.                            

В настоящее время весьма актуальны задачи по поиску альтернативных древесине источников энергии, эколо­гически безопасных и экономически доступных. В связи с этим особый интерес представляют виды травянистых растений с высокой скоростью роста и характеризующи­еся высокими значениями нарастания надземной веге­тативной массы, имеющие практическое применение в качестве источника биоэтанола. Примером может служить род Miscanthus Anderss. (веерник), включающий примерно 14–20 видов, в том числе M. saccharif lorus (Maxim.) Hack., M. sinensis Anderss. и M. purpurascens Anderss., а также M. × giganteus, которые являются практически неисчерпаемыми источниками возобновляемого сырья в области альтернативной энергетики. В Центральном сибирском ботаническом саду (ЦСБС) СО РАН (Новосибирск) на основе коллекции газонных и декоративных злаков в конце 1990-х гг. было начато формирование и изучение родового комплек­са Miscanthus Anderss. Целью этого исследования стало изучение биологических особенностей видов Miscanthus: M. saccharif lorus, M. sinensis и M. purpurascens, интродуциро­ванных в ЦСБС, отбор и генетическая идентификация пер­спективных форм в качестве технических сырьевых рас­тений. Для оценки ресурсного потенциала и перспективы селекционной работы с родовым комплексом Miscanthus с целью хозяйственного использования в качестве техниче­ской (биоэнергетической) культуры в условиях лесостепи Западной Сибири были изучены сезонные ритмы развития модельных видов в условиях континентального климата в сравнении с муссонным и умеренно континентальным; оха­рактеризованы биоморфы, образующиеся ex situ и in situ; определен химический состав растительного сырья и про­ведена идентификация по молекулярно-генетическим мар­керам трех видов Miscanthus, интродуцированных в ЦСБС СО РАН. Анализ сезонного развития трех отборных форм веерников (M. saccharif lorus, M. purpurascens и M. sinensis) показал, что гидротермические условия благоприятство­вали получению вегетативной массы растительного сырья, т. е. использованию в качестве технической культуры в условиях лесостепи Западной Сибири. Выявлены формы для дальнейшей селекции и молекулярные признаки для разных видов мискантуса, которые можно использовать для идентификации и паспортизации форм и линий, перспективных для получения экономически доступного растительного сырья – альтернативных источников целлю­лозы недревесного происхождения.                  

Развитие бурой ржавчины, вызываемой грибом Puccinia triticina Erikss., приводит к существенным потерям урожая мягкой пшеницы Triticum aestivum L. Вид Aegilops speltoides Tausch (2n = 14, геном SS) считается перспективным источником генов для защиты пшеницы от болезней. Целью исследований был мониторинг устойчивости образцов Ae. speltoides, интрогрес­сивных линий и сортов мягкой пшеницы с генетическим мате­риалом этого вида к западносибирской популяции возбудите­ля бурой ржавчины. Оценка устойчивости растений в условиях естественного инфекционного фона показала, что образцы Ae. speltoides были иммунны к бурой ржавчине, однако наблю­дается тенденция повышения восприимчивости интрогрессив­ных линий и сортов пшеницы. Отмечено снижение защитного действия генов Lr28, Lr36 и Lr35, но Lr47 сохраняет свою эффективность в западносибирском регионе, что подтверждено оценкой вирулентности омской популяции P. triticina к пере­численным генам. В период исследований (2003–2017 гг.) была преодолена резистентность линий Од 26/89, 156/90, аналогов сорта Новосибирская 67 АНК-39 (В, С) и линии Л-500 из коллек­ции «Арсенал». Линии Од (35/1, 35/89, 210/90, 278/89), АНК-39 (А, D, E), Л-501, сорта Челяба 75 и Mit оставались высокоустойчивыми в течение всего периода проведения испытаний. По данным молекулярного анализа и фитопатологического тести­рования, в изученных образцах (за исключением линий сорта Thatcher и Pavon) не выявлены известные гены Lr28, Lr36 и Lr47 от Ae. speltoides. На основании данных, полученных с помощью ДНК-маркеров, сделано предположение о том, что сорт Челяба 75, семь устойчивых линий серий Од и АНК-39 содержат транслокации с геном LrSp. В остальных образцах вероятно наличие дополнительных неидентифицированных генов устойчивости Ae. speltoides. Тенденцию снижения устойчивости к бурой ржавчине интрогрессивных линий и сортов с генами Ae. speltoides необходимо учитывать при селекции мягкой пше­ницы, предназначенной для выращивания в Западной Сибири.

Wolbachia – род бактерий, вызывающих внутриклеточную инфекцию и широко распространенных в природных популяциях Drosophila melanogaster на всех континентах. Вольбахии оказывают влияние на ряд признаков D. melanogaster, определяющих ее при­способленность, а также на поведение мух, их чувствительность к стрессу и вирусной инфекции. Влияние вольбахии на фенотип вида-хозяина могло способствовать расселению бактерии, что увеличивает интерес к дальнейшему изучению ее географиче­ского распространения, в частности на границах среды обитания D. melanogaster, в сочетании с воздействием на жизненно важные признаки вида-хозяина. В настоящей работе приведены данные об уровне зараженности вольбахией двух популяций D. melanogaster из северных регионов Европейской России. Мух собирали с 2010 по 2015 г. в частных яблоневых садах, расположенных в двух небольших деревнях без супермаркетов или фруктовых рынков, недалеко от городов Александров (56.41° с. ш., 38.72° в. д.) и Валдай (58.02° с. ш., 33.24° в. д.). Обе популяции были заражены вольбахией на сходном уровне. В среднем было заражено 69.7 % инбредных линий (ИЛ), полученных от индивидуальных самок, выловленных близ Александрова, и 68.4 % ИЛ, полученных от индивидуальных самок валдайской популяции. Уровень заражения менялся из года в год, демонстрируя тенденцию к снижению, при этом в среднем находился в пределах, ранее наблюдавшихся в других местообита­ниях. Сравнивалась продолжительность жизни в сублиниях одних и тех же ИЛ: одна сублиния оставалась зараженной вольбахией, а другая была вылечена тетрациклином. В четырех из пяти протестированных ИЛ продолжительность жизни как самцов, так и самок оказалась сильно сниженной в присутствии вольбахии; в разных ИЛ вольбахия сокращала продолжительность жизни в 1.8–5.4 раза у самцов и в 1.4–2.4 раза у самок. Полученные результаты под­тверждают, что, несмотря на широкое распространение, вольба­хия может негативно влиять на продолжительность жизни.                                                                                          

Ареал инвазивных видов Aedes aegypti и Aedes albopictus, переносчиков ряда трансмиссивных инфекций, расширяется. Идентификация видов-переносчиков и понимание генетиче­ского разнообразия инвазивных популяций позволяют раз­работать соответствующие профилактические мероприятия. Эндосимбиотическая бактерия Wolbachia pipientis оказывает различные эффекты на своих хозяев-артропод и может влиять на процесс передачи и распространения возбудителей. Основ­ной целью работы была молекулярно-генетическая иденти­фикация видов комаров рода Aedes, собранных в населенных пунктах Черноморского побережья с 2007 по 2017 г.; опреде­ление генетической изменчивости Ae. aegypti, Ae. albopictus и их симбиотической бактерии Wolbachia; оценка способности Ae. aegypti и Ae. albopictus к заражению и распространению паразитических Dirof ilaria. Отдельной задачей являлась генетическая характеристика лабораторной линии Ae. aegypti ИМПиТМ, которая поддерживается в лаборатории в течение 50 лет. Исследованы маркеры ядерной и митохондриальной ДНК у Ae. albopictus и Ae. aegypti и проведено их сравнение с Ae. cretinus и Ae. koreiсus, симпатрически обитающими на данной территории, а также с Ae. aegypti лабораторной линии. Обнаружен низкий уровень изменчивости Ae. albopictus и Ae. aegypti, собранных в природе в разных точках сбора и в разное время. У Ae. albopictus выявлены четыре гаплотипа на основе сравнения вариабельной области внутреннего транскрибируемого спейсера (ITS2) кластера генов рРНК и два митохондриальных гаплотипа при сравнении последователь­ностей гена первой субъединицы цитохромоксидазы (COI). У Ae. aegypti, собранных в природе, обнаружены четыре гапло­типа ядерной ДНК и три митохондриальных гаплотипа. Более половины Ae. albopictus заражены Wolbachia. В популяции на Черноморском побережье Краснодарского края встречаются два штамма бактерии: wAlbA и wAlbB. Общая зараженность комаров Ae. aegypti и Ae. albopictus дирофиляриями соста­вила 1.8 %. Dirof ilaria immitis обнаружены только в брюшках комаров, развития личинок до инфекционной стадии L3 не вы­явлено. Личинки D. repens развились до инфекционной стадии в комарах обоих видов.            

Красавка (Anthropoides virgo Linnaeus, 1758) – широко распро­страненный вид журавлей Евразии, гнездящийся в степной и полупустынной зонах от Юго-Восточной Украины до Северного Китая. Красавка, гнездящаяся в европейской и азиатской частях ареала, зимует в Северо-Восточной Африке и Индии соответ­ственно. Вследствие фрагментации мест обитания, гнездовая часть ареала вида подразделена на несколько географических группировок. С использованием данных 10 микросателлитных локусов и контрольного региона митохондриальной ДНК длиной 1 003 пар оснований были получены первые результаты оценки генетического разнообразия и дифференциации пяти гнездовых группировок на территории России: 1) азовочерноморской; 2) прикаспийской; 3) волго-уральской; 4) южно-сибирской и 5) восточноазиатской. В целом красавка демонстрирует высокий уровень наблюдаемой (HO = 0.638 ± 0.032) и ожидае­мой (HE = 0.657 ± 0.023) гетерозиготности и гаплотипического разнообразия (h = 0.960). Генетическая дифференциация гнездовых группировок оказалась низкой как по микросателлит­ным локусам (FST по Райту – 0.052, по данным AMOVA – 0.016), так и по митохондриальной ДНК (FST = 0.040). Не обнаружено очевидной значимой популяционной структуры A. virgo ни по многолокусным микросателлитным генотипам при анализе STRUCTURE, ни по гаплотипам контрольного региона в NETWORK. Несмотря на высокое гаплотипическое разнообразие, нуклеотидное разнообразие A. virgo оказалось низким (0.0033 ± 0.0003). Отрицательные, но незначимые тесты Таджимы и Фу не подтвердили недавней популяционной экспансии красавки в ее эволюционной истории в отличие от других журавлей Палеарктики, например серого (Grus grus) и черного (G. monacha). Эти данные указывают на более стабильные условия для кра­савки в степной зоне в плейстоцене по сравнению с бореаль­ными и субарктическими гнездовыми частями ареалов других видов журавлей.

Большинство сопряженных с G-белками мембранных рецепторов подвергается различным посттрансляционным модификациям. Среди таких модификаций – осуществляемое специализированны­ми ферментами пальмитилтрансферазами S-пальмитилирование. Оно представляет собой ковалентное присоединение длинной цепи жирной кислоты пальмитата к цистеиновым аминокислотным остаткам. Пальмитилирование может существенно влиять на функцию рецепторов, сопряженных с G-белками, модифицируя их стабильность, транспортировку и функциональную активность. Очевидно, что нарушения в работе этого класса рецепторов могут приводить к возникновению самых разнообразных психопатологий, включая депрессию. Тем не менее в настоящее время связи между пальмитилтрансферазами и депрессивно-подобным поведением не установлено. Нет данных и о регион-специфических особенностях экспрессии пальмитилтрансфераз в структурах мозга. В настоящей работе исследована экспрессия пальмитил­трансфераз ZDHHC5, ZDHHC9 и ZDHHC21 в структурах мозга мышей линии ASC с генетической предрасположенностью к депрессивно-подобному поведению по сравнению с мышами роди­тельской линии СВА, у которых не наблюдается депрессивно-по­добного поведения. Продемонстрированы регион-специфические особенности при иммунодетекции белков пальмитилтрансфераз. При детекции белка ZDHHC5 в среднем мозге выявлено две полосы массой 75 и 55 кДа. При иммунодетекции белка ZDHHC21 обнаружено две полосы: первая массой 27 кДа во фронтальной коре и среднем мозге, тогда как в гиппокампе антитела визуализировали полосу белка массой 32 кДа. При иммунодетекции белка ZDHHC9 выявлено по две полосы белка в среднем мозге и гиппокампе: первая полоса массой 46 кДа, вторая – 41 кДа. Однако мыши линии ASC практически не отличались от мышей СВА по экспрессии исследуемых пальмитилтрансфераз. Таким образом, нами впервые показаны регион-специфические особенности экспрессии исследованных пальмитилтрансфераз в структурах мозга. В то же время установлено, что генетически детерминированное депрессивноподобное поведение у мышей линии ASC не связано с изменениями экспрессии пальмитилтрансфераз ZDHHC5, ZDHHC9 и ZDHHC21.

Значимое увеличение за последние годы числа людей с установ­ленным диагнозом «сахарный диабет» выводит исследования, посвященные этой проблеме, в число наиболее актуальных. Продолжительная гипергликемия, сопровождающая развитие и тече-ние сахарного диабета 1-го типа (СД1), может отразиться на функ­циональном и структурном уровне организации работы головного мозга. В основе подобных реакций может лежать изменение метаболизма. Общепринятым методом прижизненного выявления метаболических реакций в организме служит магнитно-резонансная спектроскопия (МРС). В настоящей работе для оценки влияния стрептозотоцина (СТЗ) и хронической гипергликемии, обуслов­ленной отсроченным эффектом СТЗ, реализованным через гибель β-клеток поджелудочной железы, проведена МРС гиппокампа мы­шей линии NOD.CB17-Prkdcscid/NcrCrl (NODSCID) через 4 и 60 дней после введения СТЗ. Модель СД1 с введением СТЗ – самая распро­страненная в мировой практике. Вместе с тем остается открытым вопрос – существует ли краткосрочный эффект введения СТЗ на уровень детектируемых с помощью МРС метаболитов гиппокампа животных. В результате сравнения опытной группы животных с контролем выявлено отсутствие влияния СТЗ на метаболиты гип­покампа мышей NODSCID на 4-й день после его введения. Однако в другом сравнении животных опыта и контроля через 60 дней по­сле введения СТЗ отмечаются увеличение содержания аланина и таурина и снижение содержания лактата. Таким образом, введение самого СТЗ не сказывается на метаболизме гиппокампа. Использо­вание МРС является перспективным методом для оценки влияния СД1 на метаболизм головного мозга животных.

Вовлеченность эпигенетических механизмов в формирование долго­временной памяти не вызывает сомнений. В настоящее время среди этих механизмов наиболее активно исследуются изменения уровня различных гистоновых модификаций (в первую очередь, ацетилирования и метилирования) в составе хроматина клеток центральной нервной системы (ЦНС) на различных экспериментальных моделях. Одна из наиболее удобных моделей – моллюски, их ЦНС относительно просто устроена и для ряда видов достаточно хорошо охарактеризо­вана. В работе в качестве объекта исследования использована ЦНС виноградной улитки (Helix lucorum), для которой ранее была выявлена группа нейронов, участвующих в формировании различных типов поведения, включая сохраняющийся во времени ответ на различные стимулы. Целью работы было изучение влияния известных эффекто­ров: серотонина и FMRFамида, связанных в ЦНС с активаторными и тормозными путями соответственно, на ацетилирование гистона Н4 в подглоточном комплексе ганглиев, а также в командных нейронах оборонительного поведения правого (ППа3/2) и левого (ЛПа3/2) париетальных ганглиев улитки. Исследование проводилось методом Вестерн-блот гибридизации. Полученные результаты указывают на сильную зависимость эффектов изучаемых нейромедиаторов от структур ЦНС, которые подвергались воздействию этих веществ. Так, оказалось, что в подглоточном комплексе ганглиев под действием се­ротонина происходило усиление суммарного ацетилирования гисто­на Н4, а FMRFамид подавлял его эффект. В противоположность этому, в командных нейронах правого париетального ганглия серотонин и FMRFамид усиливали действие друг друга, что приводило к суще­ственному повышению уровня ацетилирования гистона Н4. Однако в симметричных нейронах левого париетального ганглия никаких изменений в уровне ацетилирования под действием обоих веществ не наблюдалось, что служит новым свидетельством наличия функциональной асимметрии у Helix. Результаты исследования позволяют сделать заключение о двоякой роли тормозных путей, опосредуемых FMRFамидом, в зависимости от контекста нейрональных комплексов, они могут как подавлять действие активаторных путей, что было за­фиксировано нами в подглоточном комплексе ганглиев улитки, так и выступать в роли их синергистов, как в командных нейронах оборонительного поведения правого париетального ганглия.

Для выявления следа монгольской экспансии в генофон­де тувинцев впервые изучены генофонды двух самых многочисленных тувинских родов, для которых по данным гуманитарных наук ожидается наибольший вклад цен­тральноазиатского компонента, связываемого с монголь­ской экспансией. При таком подходе результаты иссле­дования могут служить верхней оценкой «монгольского влияния» на генофонд тувинцев в целом. По данным о 59 SNP-маркерах Y-хромосомы спектры гаплогрупп генофон­дов этих тувинских родов (монгуш, N = 64; ооржак, N = 27) оказались сходными. В среднем две трети их генофондов (63 %) составляют «североевразийские» гаплогруппы (N*, N1a2, N3a, Q), связываемые с автохтонным населением современного ареала тувинцев, тогда как «центральноазиатские» гаплогруппы (C2, O2) составляют менее пятой части (17 %) генофонда изученных тувинских родов. Для монголов наблюдается прямо противоположное соотно­шение: 10 % «североевразийских» и 75 % «центральноа­зиатских» гаплогрупп. Все полученные результаты – «ге­нетические портреты», матрица генетических расстояний, дендрограмма и график многомерного шкалирования, отражающие генетические связи тувинских родов с по­пуляциями Южной Сибири и Центральной Азии, свидетель­ствуют о значительном сходстве генофондов тувинских родов с популяциями Хакасии и Алтая и позволяют сделать вывод о формировании тувинских родов монгуш и ооржак на основе автохтонного населения (предположительно – местного самодийско-кетского субстрата). Малый вклад в генофонд этих родов «центральноазиатских» гаплогрупп позволяет считать, что и на генофонд тувинцев в целом монгольская экспансия не оказала значимого влияния.

Первичный иммунодефицит представляет собой гетеро­генную группу редких наследственных мутаций единич­ного гена, вызывающих сбой в работе иммунной системы человека и проявляющихся в предрасположенности пациентов к тяжелым жизнеугрожающим инфекциям. Гетеро­генная природа первичного иммунодефицита, при которой мутации могут быть подвержены по меньшей мере 300 различных генов, серьезно осложняет его диагностику. И хотя было подсчитано, что от этого заболевания могут страдать около шести миллионов человек, только немно­гие из них могут рассчитывать на постановку правильного диагноза. Однако развитие методов секвенирования ДНК и доступность высокотехнологичного оборудования позволили сделать значительный шаг вперед в области моле-кулярных исследований генетических заболеваний. Тех­нология полноэкзомного анализа ДНК может оказать существенную помощь врачам при диагностировании менде­левских предрасположенностей к микробактериальным инфекциям и других форм редких генетических заболеваний. В представленном исследовании мы использовали метод полноэкзомного анализа ДНК для обследования двух младенцев с симптомами первичного иммунодефи­цита, такими как гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз (ГЛГ) и тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИД). Полноэкзомный анализ выявил мутацию UNC13D гена (NM_199242.2:c.627delT) у пациента с ГЛГ и мутацию RAG1 гена (NM_000448.2:c.322C>G) – у пациента с ТКИД. Исследо­вание показало, что полноэкзомный анализ – это быстрый и экономичный метод, помогающий поставить правильный диагноз пациентам с первичным иммунодефицитом.