Редактор - Академик В.К. Шумный

Транскрипционные факторы (ТФ) играют центральную роль в регуляционных процессах, связанных с развитием растений и их ответом на внешние воздействия. Работа ТФ регулируется на каждой стадии из активности. Как правило, ТФ состоят из трех доменов, необходимых для ДНК-связывания, димеризации и транскрипционной регуляции. Альтернативный сплайсинг позволяет получить множество белков с различным составом доменов. Недавние исследования показали, что в результате альтернативного сплайсинга некоторых генов, кодирующих ТФ, образуются малые пептиды (малые интерферирующие пептиды/белки, siPEP/ siPROT), у которых отсутствует один или несколько доменов и которые негативно регулируют целевой ТФ благодаря механизму белковой интерференции (белковая/пептидная интерференция, PEPi/PROTi). Было показано наличие альтернативной формы для транскрипционного фактора ССА1 Arabidopsis thaliana, которая участвует в регуляции ответа на холодовой стресс. Для белка PtFLC обнаружена одна из изоформ, которая образуется в результате альтернативного сплайсинга и действует как негативный репрессор, связываясь с полноразмерным ТФ PtFLC и тем самым регулируя некоторые стадии развития растения Poncirus trifoliata. Для A. thaliana обнаружен ген FLM, образующий изоформу FLM-б, которая работает как доминантный негативный регулятор и стимулирует процесс формирования цветка благодаря образованию гетеродимера с транскрипционным фактором SVP. Малые интерферирующие пептиды и белки могут быть активными участниками регуляции экспрессии генов, например, при стрессовых воздействиях или на разных стадиях развития растения. Более того, небольшие интерферирующие пептиды и белки могут быть использованы в качестве инструмента для фундаментальных исследований функции генов, а также в прикладных исследованиях, например, для временного или постоянного выключения гена. Данный обзор посвящен последним исследованиям, связанным с малыми интерферирующими пептидами и их ролью в ответе на различные стрессовые факторы, а также возможным путям получения малых интерферирующих пептидов.

Злаки (Poaceae Barnh.) - самое крупное семейство покрытосеменных растений, произрастающих на всех континентах земного шара и составляющих значительную часть многих биоценозов. К этому семейству принадлежат такие важные сельскохозяйственные культуры, как рис, кукуруза, пшеница, ячмень, рожь, сахарный тростник. Качественные и количественные характеристики соцветий злаков непосредственно связаны с продуктивностью и определяются особенностями развития. В обзоре рассмотрены современные представления о строении и развитии соцветий злаков, а также результаты исследований генетических механизмов, регулирующих их формирование. Соцветия всех злаковых характеризуются общей чертой: цветки развиваются в составе определенной структуры - колоска, строение и общие черты развития которого сходны у всех злаков. У большинства представителей злаковых соцветие имеет сложное строение. Длина и особенности строения главной оси соцветия, наличие и степень ветвления, расположение и развитие боковых веточек обуславливают большое разнообразие в строении соцветий. Сложные соцветия злаков формируются из меристем нескольких типов. Переход от функционирования одной меристемы к другой - многоступенчатый процесс, в регуляцию которого вовлечено множество генов. Гены, управляющие развитием соцветия злаков, были идентифицированы благодаря использованию мутантов (в основном кукурузы и риса), у которых нарушена морфология соцветия и цветка; большая часть этих генов контролирует инициацию и судьбу меристем. Наличие некоторых генетических механизмов, регулирующих развитие соцветия злаков, подтверждают модели, ранее открытые у двудольных растений. Вместе с тем показано, что существуют процессы развития, специфичные только для соцветий злаков, и появляются новые модули в их генетической регуляции, в частности связанные с формированием разветвленного соцветия. Кроме того, важный аспект генетической регуляции - наличие «слабых» аллелей, не вызывающих тератологических нарушений в строении соцветия, но вносящих вклад в изменчивость количественных признаков под контролем генов развития, например генов сигнального пути CLAVATA злаков. Наличие таких «слабых» аллелей, связанных с продуктивностью, является основанием для их дальнейшего использования в селекционных программах.

Статистические данные свидетельствуют о негативных прогнозах демографических показателей населения России, включая численность и состояние здоровья населения. Ухудшающаяся в последние десятилетия среда обитания человека обусловливает кардинальные изменения в ассортименте и разнообразии потребляемых им продуктов питания и в значительной степени способствует снижению их биологической ценности. Обеднение продуктов питания растительного и животного происхождения жизненно важными минеральными элементами, витаминами и физиологически активными компонентами представляет собой серьезную долговременную угрозу для здоровья населения и национальной безопасности страны. Индустриальные способы обогащения ими продуктов питания имеют известные ограничения: узкий набор микронутриентов, их взаимодействие между собой и доступность для отдельных групп населения. Одним из способов решения проблемы является интродукция и селекция новых для России видов и сортов сельскохозяйственных растений, а также организация промышленного производства функциональных продуктов питания (ФПП), способствующих предупреждению и снижению риска развития хронических заболеваний и замедляющих процессы старения. Решение такой многоплановой проблемы лежит в том числе в изменении структуры потребления продуктов питания и их химического состава, обусловленного как сортиментом выращиваемых видов и сортов пищевых растений, так и условиями их возделывания: составом и качеством используемых почв и применяемых минеральных и органических удобрений. С учетом сложившейся демографической ситуации в России необходимо разработать комплексную национальную программу выделения новых растительных генетических источников с повышенным содержанием функциональных пищевых ингредиентов на основе традиционных и малораспространенных видов зерновых, овощных, плодовых и ягодных культур и включения их в сельскохозяйственное использование. Это позволит расширить существующие и создать новые инновационные технологические процессы в пищевой промышленности. Преимуществами создания и развития национальной системы ФПП в России будут улучшение здоровья населения и продолжительности жизни, снижение затрат Фонда обязательного медицинского страхования при успешной реализации программы и развитие бизнес-структур, задействованных в производстве ФПП.

Работа направлена на оценку исходного материала по выраженности хозяйственно ценных признаков (продолжительность вегетации, устойчивость к полеганию и высота растения, масса 1000 зерен, масса зерна колоса и урожайность зерна) у коллекционных образцов пшеницы мягкой яровой различного эколого-географического происхождения. Оценка представлена в виде 9-балльной системы выраженности признака в годы исследования, что позволяет выделять образцы с наибольшим выражением признака в годы изучения относительно среднего по опыту. Всего за 28 лет было изучено 5439 образцов, из них в течение двух и более лет -1106. Показано, что у изученных образцов в целом не наблюдалось корреляционной зависимости между урожайностью и продолжительностью вегетационного периода, тогда как между урожайностью и высотой растения выявлена средняя зависимость (г = 0.6). Выявлены образцы (Лютесценс 675, Иркутская 49, Симбир-ка, Hybrid F3 S-141, Hybrid F4, Hybrid F3 S-289, Hybrid F4 S-2300 и Памяти Вавенкова), формирующие среднюю (4.5-5 балла) и выше средней (6-7) урожайность за короткий вегетационный период (69-85 дней). Высоким средним баллом (8.6-9) по массе 1000 зерен характеризовались 16 образцов, у которых этот показатель варьировал от 37.0 г (N43 и IAO-9) до 56.0 г (Hofed 1). Высоким усредненным баллом (8-9) при оценке массы зерна с колоса характеризовались образцы: Памяти Леонтьева, Экада 70, Симбирцит, Don Jose, Yong-Liang 4 и Long-Mai 11, сформировавшие колос со средней массой от 0.96 до 2.30 г. Стабильно высоким баллом (9), выражающим урожайность, отличались образцы Condestavel, PF 843025, Приленская 19, Памяти Леонтьева, Омская Краса. На основании полученных результатов выявлены источники, характеризующиеся высокой выраженностью хозяйственно ценных признаков, что позволяет привлекать новый географически отдаленный исходный материал для селекции сортов, адаптированных к условиям региона.

Сорта земляники садовой (Fragariax ananassa Duch.) восприимчивы ко многим грибным заболеваниям. Идентификация форм, несущих гены устойчивости, является важным этапом селекционных программ по созданию устойчивых сортов. Использование молекулярных маркеров позволяет с высокой надежностью определить присутствие в геноме необходимых генов и идентифицировать перспективные формы. К числу распространенных заболеваний земляники, наносящих значительный ущерб насаждениям, относятся антракнозная гниль (Colletotrichum acutatum Simmonds) и фитофторозное увядание (Phytophthora fragariae var. fragariae Hickman). Моногенная устойчивость к C. acutatum второй группы патогенности контролируется доминантным геном Rca2. Моногенная устойчивость земляники к фитофторозной корневой гнили детерминирована несколькими олигогенами - Rpf1, Rpf2, Rpf3. Целью настоящего исследования было молекулярно-генетическое тестирование генотипов рода Fragaria L. для идентификации носителей аллелей Rca2 устойчивости к антракнозу и Rpf1 устойчивости к фитофторозной корневой гнили. Объектами исследования являлись дикорастущие виды рода Fragaria L. и сорта земляники ананасной (Fragariax ananassa Duch.) различного эколого-географического происхождения. Для оценки аллельного состояния гена Rca2 устойчивости к антракнозу использовали доминантный SCAR-маркер STS-Rca2_240, локализованный на расстоянии 2.8 cM от гена. для выявления гена Rpf1 устойчивости к фи-тофторозной корневой гнили использовали доминантный SCAR-маркер R1A, находящийся на расстоянии 3.0 cM от гена. Доминантный аллель маркера STS-Rca2_240 идентифицирован у сорта Laetitia (генотип Rca2Rca2 или Rca2rca2), что позволяет рекомендовать его в качестве перспективного источника устойчивости к антракнозу для селекции. Остальные изученные формы характеризуются рецессивным гомозиготным состоянием маркера STS-Rca2_240 (предполагаемый генотип rca2rca2). Доминантный аллель маркера SCAR-R1A у изучаемых сортов и дикорастущих видов земляники не выявлен, что предположительно свидетельствует об их рецессивном гомозиготном генотипе по гену Rpf1 (rpf1rpf1 ).

Широкое разнообразие сфер применения семян льна требует от селекционеров выведения сортов с различными показателями, соответствующими назначению конечной продукции. Одним из способов решения этой задачи является метод экспериментального мутагенеза, позволяющий за относительно короткий срок создать в пределах одного вида мутантные линии c разнообразными морфометрическими и биохимическими признаками. В статье показано, что обработка семян льна масличного (Linum humile Mill.), сортов Айсберг и Солнечный новыми химическими мутагенами ДГ-2, ДГ-6, ДГ-7, ДГ-9 - производными диметилсульфата, а также мутагенами диметилсульфата и этилметансульфоната привела к получению мутантных линий и образцов с измененными морфометрическими и биохимическими показателями. Семена исходных сортов обрабатывали 0.5 и 0.05 % водными растворами вышеуказанных веществ и высевали в поле для получения поколений М₁, М₂ и М₃. В итоге выявлено 27 типов мутаций, которые разделены на пять групп по морфометрическим характеристикам. Изучен жирнокислотный состав масла семян выделенных мутантных форм: содержание пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой (ш6) и линоленовой (ш3) кислот, а также соотношение ш6/ш3. Статистический анализ показал достоверную разницу между мутантными линиями и образцами по биохимическому составу масла. Продемонстрирована сильная отрицательная корреляционная взаимосвязь между содержанием линолевой и линоленовой кислот и положительная зависимость средней силы между содержанием стеариновой и олеиновой кислот у обоих сортов. Полученные мутантные образцы могут использоваться в качестве исходных форм для ведения селекционной работы по льну в различных направлениях.

Одна из основных задач селекции - получение гибридов с выраженным эффектом гетерозиса. При этом информация о генетическом разнообразии селекционного материала рассматривается как инструмент отбора перспективных комбинаций скрещивания, так как, согласно классической теории, гетерозиготность является основным фактором, обусловливающим превосходство гибридов F₁ над родителями. В связи с этим предполагается наличие прямой зависимости между уровнем генетического полиморфизма исходных родительских форм и гетерозисом в поколении F₁ их гибридов. Опубликованные к настоящему времени данные, направленные на поиск критериев прогнозирования гетерозиса у растений, показали разноречивые результаты В нашем исследовании мы изучили вклад структурного и неструктурного ДНК-полиморфизма в реализацию гетерозиса F₁ у перца сладкого. Были использованы SSR- и метилчувствительный AFLP-протокол (MSAP с использованием изошизомеров HpaII и MspI) для выявления специфичных аллельных вариантов и эпигенетических паттернов у гетерозисных и негетерозисных гибридов перца сладкого, включенных в белорусскую селекционную программу. При изучении структурного полиморфизма ДНК с использованием микросателлитных маркеров обнаружено, что часть вариации в проявлении гетерозиса может быть объяснена полиморфизмом, который выявляется при SSR-анализе. Согласно нашим результатам, общее число полиморфных локусов и коэффициент соотношения полиморфных и мономорфных локусов могут служить дополнительным критерием отбора перспективных комбинаций скрещивания наряду с классическими методами селекции. При изучении эпигенетических модификаций ДНК, возникающих при гибридизации, была обнаружена тесная связь между статусом метилирования ДНК и гетерозисом для основных показателей продуктивности гибридов перца сладкого. Полученные результаты подтвердили предположение о том, что гибридизация способствует возникновению эпиаллельной вариации ДНК у гибридов первого поколения, которая может обусловливать гетерозис в F₁ Таким образом, существование эпигенетической вариации ДНК способно объяснить отсутствие линейной связи между уровнем структурной ДНК-дивергенции и F₁ гетерозисом, так же как и проявление гетерозиса при гибридизации генетически сходного материала.

Статья посвящена разработке эффективной методики определения содержания амилозы и амилопектина в картофельном крахмале. Поскольку картофельный крахмал - важное возобновляемое сырье для целого ряда отраслей промышленности, для селекции картофеля по составу и физико-химическим свойствам крахмала и его промышленного применения важно иметь способ, позволяющий быстро тестировать образцы картофельного крахмала на содержание полисахаридов. Разработанная методика включает в себя элементы ранее разрозненных методов растворения и спектрофотометрического определения амилозы в крахмале и имеет следующие преимущества: 1) образцы крахмала растворяются в органическом растворителе (в 0.5 % растворе бромида лития в диметилсульфоксиде ДМСО); 2) измерение абсорбции света производится на двух длинах волн - 550 и 510 нм; 3) методика адаптирована для применения на планшетном спектрофотометре. Это позволяет избежать гидролиза полисахаридов крахмала в процессе растворения, делает более точным спектрофотометрическое определение концентрации комплекса амилозы с йодом в растворе и открывает возможность использования этой методики для поточного тестирования образцов крахмала. Применяя предложенную процедуру растворения, удается также избежать образования сгустков желированного крахмала и получать растворы, содержащие амилозу и амилопектин в тех же пропорциях, что и в исходном крахмале. Разработанная методика опробована на образцах крахмала, выделенных из клубней картофеля сортов Лина, Великан, Голубизна, Фаворит отечественной селекции, и может быть использована как для прикладных работ по определению содержания и состава амилозы в образцах картофельного крахмала, так и в научных исследованиях для выявления ассоциаций «генотип-признак».

Из фрагмента ткани опухоли, взятого во время хирургической операции у больных К. (жен., 61 г., диагноз: рецидив глиобластомы) и Ж. (жен., 60 лет, диагноз: рецидив глиобластомы), были получены первичные культуры клеток глиобластомы  человека. На  основе новой стратегии синхронизации стволовых инициирующих раковых клеток и при использовании разработанного режима их эрадикации «3+1» была оценена эффективность нового терапевтического подхода, направленного на разрушение ракового клеточного сообщества, на первичных клеточных линиях глиобластомы человека. Ключевыми элемен тами стратегии служили следующие индикаторные результаты: 1)  оценка присутствия в  анализируемых культурах стволовых инициирующих раковых клеток по их способности поглощать  двуцепочечную ДНК, меченную красителем (TAMRA+ клетки); 2) определение реперных временных точек цикла  репарации  межцепочечных сшивок дНК, индуцированных кросс- линкирующим цитостатиком митомицином С; 3) оценка синхронизации клеток в фазах клеточного цикла; 4) определение дня после начала терапии, на который TAMRA+ клетки синхронно присутствуют в G1/S-фазе клеточного цикла, чувствительной для обработок; 5) определение режима эрадикации TAMRA+ клеток (стволовых инициирующих раковых клеток). Обработка культур проводилась кросслинкирующим цитостатиком митомицином С и сложнокомпозиционным препаратом дНК. Показано, что после проведенных обработок клетки перестают делиться и культуры деградируют. Клеточная линия К. к 30-м суткам наблюдения полностью деградировала. Количество клеток культуры Ж. к 15-м суткам наблюдения упало от исходного практически в три раза. Этот показатель по отношению к контролю на 15-й день измерения составил 1/7.45 для митомицина С и 1/10.28 для митомицина С и ДНК. Основное действие комбинация препаратов митомицин С и ДНК оказывает на TAMRA+ стволовые инициирующие раковые клетки клеточных популя ций глиобластом. Использование митомицина С как в изо лированном виде, так и в комбинации с ДНК демонстрирует эффективное элиминирующее действие как на TAMRA+ стволовые инициирующие клетки, так и на первичные культуры глиобластом человека в целом.

Эпидермис листа однодольного растения - широко используемая модельная система для изучения дифференцировки клеток растений. Он содержит специализированные клетки, которые легко наблюдать. В настоящей работе предлагается концепция использования растущего листа злаков для изучения стресс-индуциро-ванных изменений морфогенеза в динамике. Линейный лист пшеницы во время своего формирования длительное время сохраняет фазу стационарного роста. Это позволяет наблюдать серию последовательных событий морфогенеза, зафиксированных в клеточной структуре взрослого листа. Для изучения клеточной архитектуры эпидермиса листа пшеницы применен подход, основанный на получении и обработке конфокальных 3D изображений листьев пшеницы, окрашенных флуоресцентными красителями. Он дает возможность проводить точное морфометрическое описание и определять количественные характеристики паттерна эпидермиса листа. Низкие температуры являются одним из факторов, лимитирующих возделывание культурных растений в умеренной зоне. Показаны значимые нарушения морфогенеза устьичного аппарата в эпидермисе предфлаговых листьев сортов Саратовская 29 и Янецкис Пробат в ответ на холодовой стресс. Установлено, что в зоне максимального проявления стрессового воздействия преобладают функционально нарушенные устьица, тогда как в зонах, сформированных до и после него, аномалии развития сводятся только к нарушению морфогенеза обкладочных клеток. Для сорта Саратовская 29 было выявлено формирование значимого количества эктопических трихом в рядах, детерминированных к образованию устьиц. С применением предлагаемого подхода можно получать стандартизованные качественные и количественные оценки стресс-индуцированных нарушений морфогенеза эпидермиса листа пшеницы. Впоследствии эти данные могут быть использованы для верификации компьютерных моделей морфогенеза листа. Дальнейшее изучение механизмов действия холодового стресса на морфогенез позволит найти дополнительные возможности повышения урожайности пшеницы в зонах рискованного земледелия.

Настоящая работа посвящена фенологии индивидуального цветения и построению на ее основе структурно-динамических моделей этого процесса. Представлены результаты исследования фенологии цветения Campanula bononiensis, C. sarmatica и Platycodon grandiflorus. Полученные данные характеризуют фенологические признаки (время и продолжительность цветения, длительность жизни отдельного цветка) и структурные (степень ветвления соцветия, длина осей, число цветков, порядок их распускания), описывающие цветение монокарпического побега. Соцветия изученных видов удлиненные многоцветковые, относятся к характерному для Campanulaceae переходному типу и отличаются высокой вариабельностью всех структурных признаков. Результаты наблюдений были обработаны стандартными статистическими методами и использовались для построения стохастических компьютерных моделей цветения побегов, при этом пропуски в рядах наблюдений были восстановлены методом максимального правдоподобия. Выявлены паттерны цветения видов, обусловленные различиями фенологических и структурных признаков. Показано, что формы кривых цветения зависят от согласованности во времени распускания цветков на главной оси (1-го порядка) и боковых осях 2-го порядка. У C. bononiensis на кривой цветения отмечается один несимметричный пик с уширением слева, достигаемый при одновременном распускании цветков в верхней и нижней частях главной оси и на боковых осях в средней части соцветия, где цветки 1-го порядка уже отцвели (последние обеспечили уширение). У C. sarmatica и P grandiflorus кривые цветения двухмодальные, при этом первый пик обусловлен распусканием цветков на главной оси, а второй - на боковых осях. Полученные модели с естественной вариабельностью воспроизводят картину цветения побегов и могут применяться для моделирования цветения группы особей (популяции), например, при ландшафтном проектировании. В комбинации с внешними программами визуализации их можно использовать для заполнения баз данных изображений синтетических растений на разных стадиях развития, которые применимы, например, для обучения нейронных сетей в задачах фенотипиро-вания.

Описторхоз - опасное паразитарное заболевание, вызываемое трематодами семейства Opistorchiidae, в том числе видом Opisthorchis felineus, распространенным на территории Российской Федерации и Западной Европы. В наше время остается актуальным поиск новых препаратов для лечения описторхоза с максимальным противопаразитарным и минимальным побочным действием. В работе исследованы потенциальные антигельминтные эффекты экстракта грибов Лисичка обыкновенная (Cantharellus cibarius). В экспериментах in vitro показано, что при повышении концентрации экстракта C. cibarius (10-1000 мкг/мл) подвижность и выживаемость ювенильных особей O. felineus значительно снижается. В исследованиях in vivo экстракт C. cibarius, вводимый мышам инбредной линии C57BL/6 в первые сутки после инфицирования, приводил к снижению количества гельминтов в желчных протоках печени, оцениваемому через шесть недель после инфицирования. В другой серии экспериментов введение экстракта в течение семи дней мышам с пятинедельным сроком инфицирования не оказывало антигельминтного эффекта. В обоих случаях состояние хозяина паразита, оцениваемое по ряду физиологических и биохимических параметров, не ухудшалось, что говорит об отсутствии какого-либо негативного действия экстракта C. cibarius. Полученные результаты свидетельствуют в пользу возможных антигельминтных свойств экстракта C. cibarius при применении на стадии эксцистирования личинок паразита.

Остеоартроз (ОА) - наиболее распространенное многофакторное заболевание суставов, одним из вероятных факторов риска развития которого является недифференцированная дисплазия соединительной ткани (нДСТ) - генетически детерминированное нарушение структуры соединительной ткани, в том числе и в суставах. Проблема сочетания ОА с фенотипическими проявлениями нДСТ чрезвычайно актуальна, является как фундаментальной, так и практической задачей, решение которой будет способствовать разработке подходов ранней диагностики ОА и профилактике заболевания. Аггрекан представляет собой основной протеогликан внеклеточного матрикса суставного хряща, он отвечает за способность ткани выдерживать сжимающие нагрузки. У 316 женщин (средний возраст 50.5 ± 4.77), обследованных на наличие признаков нДСТ и ОА, выполнено исследование полиморфизма VNTR гена аггрекана (ACAN), который представлен вариабельным числом тандемных повторов, каждый из которых состоит из 57 нуклеотидов. Осуществлен поиск ассоциаций изученного локуса с ОА в целом, с учетом локализации патологического процесса, а также наличия признаков нДСТ. Обнаружено 12 аллельных вариантов и 24 генотипа VNTR полиморфизма гена аггрекана (ACAN), наиболее частыми оказались аллели с 27, 28 и 26 повторами. Установлена значимость аллеля с 27 повторами в формировании остеоартроза у женщин в целом (х² = 6.297, p = 0.012, odds ratio (OR) = 1.50; 95 % доверительный интервал (ДИ) 1.09-2.05), ОА коленных суставов (х² = 4.613, p = 0.031, OR = 1.52; 95 % ДИ 1.04-2.23) и полиартроза (х² = 4.181, p = 0.04, OR = 1.68; 95 % ДИ 1.02-2.78). Гомозиготный генотип *27*27 ассоциирован с остеоартрозом в целом как в изолированном состоянии (х² = 3.921, р = 0.047, OR = 1.72; 95 % ДИ 1-2.96), так и в сочетании с недифференцированной дисплазией соединительной ткани (х² = 5.415, p = 0.019, OR = 2.34; 95 % ДИ 1.13-4.83) у женщин.

Рак почки (РП) - это гетерогенная группа злокачественных опухолей, подавляющее большинство которых представляет собой почечно-клеточные карциномы различных морфологических типов, наиболее часто встречается светлоклеточный рак почки (СРП). Особое внимание в канцерогенезе СРП уделяется ряду генов-супрессоров опухолевого роста, расположенных на коротком плече третьей хромосомы. Одним из таких генов, инактивируемых при СРП, является ген полибромо 1 (PBRM1), кодирующий субъединицу PBAF SWI/SNF комплекса ремоделирования хроматина BAF180. Ген PBRM1 расположен на коротком плече третьей хромосомы в области 3р21 вблизи гена фон Хиппеля-Линдау (VHL), мутации в котором чаще всего происходят при СРП. Целью настоящего исследования был поиск изменений нуклеотидной последовательности гена-супрессора опухолевого роста PBRM1 у пациентов со светлоклеточным раком почки. В работе исследовано 210 парных образцов ДНК, выделенных из опухолевой ткани почки и прилегающей нормальной почечной паренхимы пациентов с СРП. Анализ изменений нуклеотидной последовательности ДНК проводили методом высокочувствительного анализа кривых плавления (HRM) с последующим секвенированием. В гене PBRM1 было обнаружено две соматические мутации (c.233G>A (p.D45N) во 2-м экзоне и c.1675-1676delTC в 15-м экзоне), не описанные ранее, и один известный полиморфный вариант rs17264436 (в 23-м экзоне). Частота выявленных мутаций составила 0.95 % случаев. Оценка функциональной значимости таких изменений показала, что мутации c.233G>A (p.D45N) и c.1675-1676delTC в гене PBRM1 имеют потенциально патогенный характер. Анализ ассоциации аллелей полиморфного локуса rs17264436 выявил статистически значимое повышение риска развития заболевания с тяжелым течением у носителей аллеля rs17264436*A, что может быть использовано при разработке панелей прогностических маркеров. Возможно, низкая частота мутаций у исследованных образцов связана с тем, что инактивация гена PBRM1 происходит иными способами, а также может быть обусловлена этноспецифичностью изученной группы пациентов.

Свет видимого спектра (с длинами волн 380-780 нм) - один из фундаментальных абиотических факторов, к которым организмы вынуждены были адаптироваться с момента их возникновения на земле. Многочисленные литературные источники устанавливают связь между длительностью экспозиции при дневном свете, канцерогенезом и продолжительностью жизни, убедительно показывая значительное снижение заболеваемости раком у слепых людей, а также в экспериментах по индуцируемому канцерогенезу и подсчету продолжительности жизни на слепых от рождения и механически ослепленных животных. С другой стороны, отмечен стимулирующий характер воздействия непрерывного освещения на репродуктивную функцию, в частности известны эффекты увеличения плодовитости самок различных видов. Повышение двигательной активности и, как следствие, скорости метаболизма и термогенеза при перманентном освещении также сокращает энергетические резервы организма и продолжительность жизни. Критичны для стареющего организма не только время экспозиции, но также и возраст начала воздействия постоянным освещением, обратные эффекты обнаруживаются при содержании подопытных животных в темноте. За длительный период эволюции систем трансдукции светового сигнала появилось множество механизмов, позволяющих сформировать адекватный ответ организма на освещение, активируя высококонсервативные сигнальные каскады (FOXO, SIRT1, NF-kB, mTOR/S6k, PPARa и др.), ассоциируемые, в том числе, со старением и продолжительностью жизни. В настоящем обзоре исследована связь продолжительности жизни, фоторежима, а также экспрессии генов элементов фототрансдукционного каскада и циркадных часов животных. Рассмотрены в контексте старения классические трансдукторы световых и иных сигналов, такие как семейство рецепторов TRP (transient receptor potential), G-белки, фосфолипаза С и др. Выдвинуты гипотезы о существовании связей между механизмами терморецепции, температурной синхронизации циркадного осциллятора (системы транскрипционно-трансляционных петель обратной связи, автономно поддерживающей колебания экспрессии генов и физиологических показателей) и продолжительностью жизни дрозофилы. На основе анализа опубликованных данных сформулирована гипотеза о возраст-зависимой фоторезистентности Drosophila melanogaster. Введено понятие возрастной фоторезистентности, под которой предлагается понимать утрату способности адаптироваться к фоторежиму, связанную с возрастным снижением экспрессии гена cry, кодирующего рецептор синего света.

Митохондриальные последовательности, интегрированные в ДНК хромосом, - перспективный объект для разработки генетических маркеров филогенеза и геномной нестабильности. Митохондриальный геном D. virilis и других видов дрозофил из группы virilis содержит микросател-литные последовательности (AT)_n в спейсерной области между генами atp6 и cox3, что является отличительным признаком группы virilis. Ядерный геном D. virilis содержит большое количество протяженных фрагментов митохондриальной ДНК, которые в сумме в несколько раз длиннее митохондриального генома. Эти ядерные последовательности митохондриального происхождения содержат все типы митохондриальных последовательностей, в том числе митохондриальные гены и микросателлитные последовательности (AT)_n в спейсерной области между генами atp6 и cox3. Наличие микросателлита (AT)_n обеспечивает возможность инсерции ретротранспозона Tv1, имеющего свойство встраиваться сайт-специфично в последовательности микросателлита (AT)_n. В результате инсерции транспозона в микросателлит образуется уникальная последовательность, образованная ядерной копией гена atp6 или cox3 и ретротранспозоном Tv1, которая может быть выделена из генома методом ПЦР. Используя этот подход, мы выявили и проанализировали нуклеотидную изменчивость псевдогенов atp6 и cox3, ассоциированных с инсерциями Tv1, в клеточной культуре D. virilis и у четырех видов дрозофил из группы virilis: D. virilis, D. montana, D. borealis и D. lacicola. Выявлены новые события переноса митохондриальных последовательностей в ядро клетки в пересеваемой культуре D. virilis и новые события инсерций ретротранспозона Tv1 в геноме клеток пересеваемой культуры, возникших в ходе пассирования данной клеточной линии. Показана видоспецифичность фрагментов митохондриальных псевдогенов atp6 и cox3, ассоциированных с инсерциями ретротранспозона Tv1, в ядерном геноме видов дрозофил из группы virilis, позволяющая идентифицировать виды группы. Возраст инсерций Tv1 в последовательности митохондриального происхождения у D. virilis равен 1.50 млн лет, D. lacicola – 1.31 млн лет, D. borealis - 1.56 млн лет. Особая ситуация найдена для D. montana. У этого вида выявлена инсерция с практически идентичными 5' и 3' длинными концевыми повторами в линиях мух европейского и азиатского происхождения. Возраст инсерции около 300 тыс. лет, и она отсутствует у линии D. montana из Северной Америки.

Использование для изучения генофонда квазигенетических маркеров - признаков небиологической природы (фамилия, род), но четко наследующихся в поколениях, - одно из направлений в популяционной генетике человека. Если для популяций Западной Европы, европейской части России и Кавказа в роли квазигенетических маркеров выступают фамилии, то для популяций Центральной Азии эффективным квазигенетическим маркером является родовая принадлежность. В ряде исследований было показано, что для центральноазиатских популяций, в особенности казахов, во многих родах прослеживается происхождение большинства членов рода от общего биологического предка. В настоящей работе представлен анализ большого массива данных о 50 казахских родах у ~4.2 млн человек в начале XX века в сравнении с разнообразием Y-хромосомы в современных казахских популяциях. Анализ состоял из трех блоков: описание разнообразия квазигенетических маркеров стандартным методом изонимии; сравнение популяций по частотам квазигенетических маркеров; сравнение квазигенетических и генетических данных. Построено 50 карт частоты представленности каждого рода на территории Казахстана и ряда смежных территорий. Показано, что эти карты частот квазигенетических маркеров оказываются скоррелированы с картами генетических расстояний. О связи генетических и квазигенетических расстояний свидетельствует и тест Мантеля: обнаружена достоверная корреляция между матрицами географических и квазигенетических расстояний (г = 0.60; p < 0.05). Анализ межпопуляционной изменчивости выявляет наибольшее межгрупповое разнообразие между географическими территориями, соответствующими социально-территориальным объединениям казахского ханства -жузам, нежели другим историческим территориальным объединениям (феодальные государства, улусы, области), существовавшим на территории Казахстана в предшествующие и современную эпохи. С этими результатами согласуются графики главных компонент и многомерного шкалирования, на которых географические популяции объединяются в три кластера, соответствующие социально-территориальным объединениям - трем жузам. Это указывает на то, что окончательное структурирование казахского генофонда могло произойти в эпоху существования казахского ханства.