Том 59, № 7 (2023)

Ранняя профилактика развития и своевременная диагностика болезней сердечно-сосудистой системы являются одними из основных задач современной кардиологии. Один из перспективных подходов направлен на выявление ассоциаций между носительством мутаций митохондриальной ДНК и развитием сердечно-сосудистых заболеваний. Митохондрии являются единственным источником аккумуляции энергии в кардиомиоцитах, поэтому нарушение их работы, обусловленное мутациями мтДНК, непосредственно отражается на биоэнергетике и работе клеток миокарда. Целью данного обзора стало описание современных достижений в исследовании ассоциаций мутантных мтДНК с развитием различных патологий сердечно-сосудистой системы.

Одним из факторов, затрудняющих использование дикого аллотетраплоидного вида картофеля Solanum stoloniferum Schltdl et Bouchet (геном ААВВ) в селекции, являются геномные различия с S. tuberosum L. (АААА). Однако в литературе практически отсутствует информация о том, какие ценные гены этого дикого вида расположены на субгеноме В и каким образом происходит их перенос в геном S. tuberosum. Целью настоящей работы было определение субгеномной принадлежности ряда генов S. stoloniferum с использованием оригинального подхода, основанного на различиях в наследовании маркеров этих генов первым поколением беккросса (ВС₁) культурным картофелем удвоенных триплоидных гибридов (6x, AAAABB) в зависимости от их расположения на субгеноме А или В, анализ наследования маркеров в ВС₂ и ВС₃ в рамках четырех схем интрогрессии и маркер-опосредованной селекции по гену устойчивости к фитофторозу Rpi-sto1. Маркеры генов устойчивости к фитофторозу Rpi-sto1, R3b, R2, генов устойчивости к PVY Ry_sto, Ry_adg, гена устойчивости к раку картофеля Sen2 локализованы на субгеноме В, а гена Ry_chc устойчивости к PVY – на субгеноме А S. stoloniferum. Наблюдали спорадическое появление гибридов BC₁ без маркеров, что можно объяснить редкими случаями рекомбинации гомеологичных хромосом субгеномов А и В. Наследование маркеров в ВС₂ (близкое к 1 : 1) в целом соответствовало ожидаемому при случайной передаче потомству BC₂ отдельных хромосом субгенома В. В ВС₃ отобрано несколько перспективных для селекции гибридов с маркером гена Rpi-sto1.

С целью изучения биогеографии и истории умеренной биоты кавказского региона, одного из центров биологического разнообразия Евразии, была исследована филогеографическая структура хлоропластной ДНК робуроидных дубов (Quercus L., секция Quercus, Fagaceae). Было проанализировано 926 деревьев пяти видов (Quercus robur, Q. petraea, Q. pubescens, Q. hartwissiana, Q. macranthera) из 70 популяций, расположенных в разных частях Кавказа. Секвенирование пяти фрагментов общей длиной более 10 000 пар нуклеотидов выявило восемь гаплотипов, для типирования которых использовались хлоропластные микросателлитные локусы (cpSSR), секвенирование и рестриктный анализ. Филогенетическое дерево Quercus, включающее 34 хлоропластных гаплотипа западно-евроазиатских и восточно-азиатских робуроидных видов, подтвердило монофилию робуроидных дубов, образующих несколько линий, не имеющих между собой поддержанных топологических отношений. Выявленные на Кавказе гаплотипы относятся к двум дивергентным западно-евроазиатским линиям. Эти гаплотипы эндемичны для Восточного Причерноморья и не имеют родственных гаплотипов за его пределами, что свидетельствует о длительном обитании дубов на Кавказе и об исторических связях дубов кавказского региона с Восточным Крымом и Восточной Турцией при отсутствии обменов хлоропластной ДНК с восточно-европейской частью ареала. Результаты настоящего исследования показывают, что кавказские популяции не могли вносить существенный вклад в колонизацию северных территорий и не испытывали влияния более северных популяций, по крайней мере путем переноса семян. Области распространения кавказских гаплотипов почти не пересекаются между собой, занимая определенные географические районы, вероятно благодаря расселению из отдельных ледниковых рефугиумов и генетическому дрейфу. Географическая структура изменчивости хлоропластной ДНК указывает на длительное присутствие дуба, помимо Западного Закавказья (Колхидский рефугиум), в районах Северо-Западного, Центрального, Восточного Кавказа и на Малом Кавказе. Совпадающий состав гаплотипов исследованных видов Quercus в пределах географических районов свидетельствует о долговременном совместном существовании разных видов в разных частях Кавказа.

Описана изменчивость по числу и морфотипам макро-, мини- и микро-В-хромосом в кариотипах восточноазиатской мыши Apodemus peninsulae долины р. Зея Амурской области. Микро-В-хромосомы в кариотипах мышей Российского Дальнего Востока обнаружены впервые. Выявлены две разнонаправленные тенденции географической изменчивости морфотипов В-хромосом. Первая обусловлена присутствием–отсутствием мини и/или микро, помимо макро-В-хромосом, у животных правого и левого берега р. Зея в северо-восточной части Верхнезейской равнины, а также в северной части Амурско-Зейской равнины. Вторая – клинальная изменчивость, характеризуется постепенным возрастанием в трех географических популяциях A. peninsulae, в направлении с севера на юг долины р. Зея, количественных характеристик В-хромосом: индекса x̄В Max микро, x̄В Max макро, числа морфотипов, числа клонов у особей-мозаиков, а также доли особей-мозаиков. Обнаруженное разнообразие морфотипов В-хромосом A. peninsulae для 13 регионов позволяет по-новому оценить географическую изменчивость добавочных хромосом этого вида на Дальнем Востоке России и предположить их адаптивную значимость для вида.

С использованием NGS секвенирована кодирующая последовательность гена TTN у пациентов с некомпактным миокардом левого желудочка (НКМ, 44 человека) и гипертрофической кардиомиопатией (ГКМП, 74 человека), а также в контрольной группе (194 человека) и выявлено девять нуклеотидных вариантов, приводящих к укороченному титину (TTNtv), и 372 миссенс-варианта. Проведен сравнительный анализ генетической изменчивости титина между группами пациентов с НКМ и ГКМП и контрольной выборкой по типу мутаций и их локализации в экзонах гена, а также в саркомерных и функциональных доменах белка. Подтверждена роль TTNtv в развитии НКМ, а также показана значимость дополнительных вариантов в этом же гене или в других генах, ассоциированных с различными кардиомиопатиями, для фенотипической реализации TTNtv. У 75% пациентов с TTNtv наблюдался дилатационный фенотип НКМ. Миссенс-замены в гене TTN обнаружены как среди пациентов с НКМ и ГКМП, так и у людей в контрольной выборке, что косвенно подтверждает доброкачественность большинства миссенс-вариантов в этом гене. В работе определены и перечислены экзоны гена TTN с нуклеотидными заменами и без них, а также представлен перечень миссенс-вариантов с возможной клинической значимостью в отношении структурной патологии миокарда, включая новые. Показано, что большинство патогенных и потенциально значимых вариантов находились в А-зоне саркомера. Во всех группах выявлено порядка 30–50% новых, ранее не описанных вариантов. Вероятно, многие из них являются нейтральными и представляют исключительно популяционный интерес.

Проблемы кросс-контаминации и неправильной маркировки образцов биоматериала являются крайне актуальными при проведении массовых генетических исследований. В настоящем исследовании проведена экспериментальная оценка возможности выявления кросс-контаминированных образцов ДНК с использованием нескольких подходов: расчета отношения ридов, приходящихся на референсный или альтернативный аллель (allele ratio, AR); отношения количества гетерозиготных вариантов к гомозиготным; значения показателя CallRate для данных, полученных с помощью ДНК-микрочипов; программы Picard CrosscheckFingerprints (CrossCheck). Для проведения исследований были созданы контаминированные образцы (смеси) путем смешивания обычных “чистых” образцов ДНК в разных соотношениях. Показатели качества образцов проанализированы по данным полногеномного секвенирования и генотипирования с помощью ДНК-микрочипа Illumina microarray BeadArray technology CoreExome (СЕ). Экспериментально установлено, что все указанные подходы могут быть использованы для выявления ошибок генотипирования, связанных с контаминированием образцов.

Формирование синаптонемного комплекса между гомологичными хромосомами во время профазы I мейоза имеет первоочередное значение для нормального протекания процесса рекомбинации. Нарушения в образовании синаптонемного комплекса могут приводить как к асинапсису (при этом на стадии метафазы I будут присутствовать униваленты), так и гетерологичному синапсису (на стадии метафазы I будут выявляться как униваленты, так и мультиваленты). Ранее нами были получены мутанты ржи, у которых не наблюдалось образования синаптонемных комплексов (sy1 и sy9) или синапсис был гетерологичным (sy10, sy18 и sy19). Мы провели биоинформатический анализ аннотированного генома ржи и выявили потенциальные гены-кандидаты для каждого из этих мутантов. Выбор генов-кандидатов осуществляли на основе данных микросателлитного картирования и сопоставления их с аннотированными последовательностями генома ржи. В результате были выбраны следующие гены: Mei2-like для мутанта sy1, MAD2 для мутанта sy9, BUB3.3 и BUB3.1 для sy10 и sy18 соответственно, а также Meiosis 5 для sy19.

Нарушение функции иммунной системы и нейровоспаление, предполагается, могут играть роль в патогенезе шизофрении. При этом роль адаптивного иммунитета на сегодняшний день мало изучена. Данная работа является пилотным исследованием в выявлении разнообразия репертуаров Т‑клеточных рецепторов гамма-цепи при шизофрении. В рамках проведенного исследования была апробирована методология выявления иммунных репертуаров Т-клеточных рецепторов (ТКР) гамма-цепи с использованием глубокого секвенирования, на примере нескольких пациентов с ювенильной формой шизофрении. Были выявлены профили клонотипов, оценено их разнообразие и предполагаемые отличия в структуре CDR3-региона TRG (T Cell Receptor Gamma Locus) функциональных клонов у пациентов с ювенильной формой шизофрении по сравнению с контрольными индивидами. Данный подход представляется перспективным для дальнейшего изучения изменений в адаптивной иммунной системе на репрезентативных когортах больных с различными формами шизофрении.