Том 59, № 8 (2023)

За последние годы метод иммунопреципитации хроматина с последующим глубоким секвенированием (ChIP-seq) стал одним из основных инструментов для исследования регуляции экспрессии генов. Как и другие способы молекулярного профилирования, ChIP-seq имеет ряд методических особенностей, которые могут оказывать нежелательный эффект на получаемые результаты, особенно в случаях, когда используются образцы клеток и тканей, качество которых сложно контролировать, например замороженные постмортальные образцы тканей мозга человека. Однако методы биоинформатического анализа совершенствуются с каждым годом и позволяют уменьшить эти эффекты на этапе анализа полученных данных секвенирования и позволяют сделать поправки (нормализовать данные) на неравномерность как технических особенностей ChIP-seq, так и в более общем смысле различных факторов исследований, например постмортальный интервал или гетерогенность клеточного состава исследуемых образцов. В этом обзоре мы рассмотрели широкий спектр предложенных методов нормализации данных ChIP-seq, особенности их применения и выбора в конкретном исследовании, в том числе в экспериментах с образцами клеток мозга человека. Представлены преимущества и недостатки существующих подходов к нормализации, а также примеры, свидетельствующие о перспективности использования методов ChIP-seq при исследовании мозга.

Levilactobacillus brevis 47f – гетероферментативная аэротолерантная молочнокислая бактерия, выделенная из микробиоты желудочно-кишечного тракта здорового человека. В комплексе доклинических исследований штамм проявил противовоспалительные свойства в отношении мукозита слизистой оболочки тонкого и толстого кишечника, индуцированного 5-фторурацилом. Вместе с тем молекулярные механизмы, определяющие свойства штамма и, в частности, его реакцию на воздействие активных форм кислорода, остаются неизученными. Задачей данной работы было исследовать реакцию штамма на действие окислителей – перекиси водорода и кислорода – методом транскрипционного RNAseq-анализа. Оба окислителя оказали сильное действие на штамм, увеличивая или снижая экспрессию нескольких сот генов – как общих, так и специфических для каждого оксиданта. Приведена характеристика белков с наиболее увеличенной экспрессией (ДЭ ≥ 5). Гены, активизирующиеся при действии обоих оксидантов, кодируют белки стресса, антиоксидантной защиты, репарации белков и нуклеотидов, клеточной стенки, транспорта и метаболизма углеводов, катаболических путей запасания энергии. При действии перекиси активизируется транскрипция в основном белков защиты: стрессового ответа и молекулярных шаперонов, антиоксидантной активности, репарации ДНК, а также белков, участвующих в формировании клеточной стенки. В аэробных условиях в значительной степени активизируются гены, определяющие белки преобразования энергии (использование в качестве источника энергии, помимо глюкозы, фруктозы, жирных кислот, нуклеозидов; белки фосфокетолазного пути) и импорта пептидов, аминокислот, сахаров. Полученные в настоящей работе результаты будут использованы нами при интегрированном анализе совокупности транскриптомных, протеомных и метаболомных данных по данному штамму. Это внесет значительный вклад в создание на основе L. brevis 47f фармабиотика для лечения различных воспалительных заболеваний.

Каротиноиды представляют собой вторичные метаболиты, которые синтезируются и откладываются во всех типах пластид растений. Данные пигменты играют значимую роль в защите от оксидативного стресса, а также в окраске цветков и запасающих органов растений. Клубни картофеля Solanum tuberosum L. синтезируют каротиноиды, в том числе в процессе послеуборочного хранения. В данном исследовании был проведен анализ экспрессии генов пути биогенеза каротиноидов (PSY1, PSY2, PSY3, PDS, ZDS, Z-ISO, CRTISO, LCYB1, LCYB2, LCYE, VDE, ZEP, NSY, NCED1, NCED2 и NCED6), а также генов предполагаемой инициации дифференцировки хромопластов (OR1 и OR2) в динамике длительного холодового хранения (сентябрь, февраль, апрель) клубней картофеля сортов Барин, Красавчик, Утро, Северное сияние и Надежда. Было показано, что мРНК OR1 и OR2 присутствует в клубнях всех сортов на всех этапах хранения. Для всех анализируемых генов ферментов пути биосинтеза каротиноидов профиль экспрессии по мере хранения клубней характеризовался существенным снижением уровней транскриптов в феврале в сравнении с сентябрем, за некоторыми исключениями. В период с февраля по апрель уровень транскриптов генов менялся несущественно. Проведенный биохимический анализ содержания каротиноидов в динамике холодового хранения показал, что в момент сбора урожая самое высокое содержание каротиноидов в клубнях сорта Утро; клубни остальных сортов характеризовались сходной суммой каротиноидов. По мере хранения с сентября по апрель суммарное содержание каротиноидов изменялось генотип-зависимым образом без какой-либо общей для сортов тенденции. В целом в работе впервые была охарактеризована активность большинства генов пути метаболизма каротиноидов в процессе длительного холодового хранения клубней, что существенно дополняет известные данные по экспрессионному ответу этих генов на абиотический стресс.

Выявлены особенности экспрессии lncРНК – COOLAIR, COLDAIR и COLDWRAP, выполняющие важную функцию в яровизационно-опосредованном эпигенетическом механизме перехода к цветению растений A. thaliana северных природных популяций (Карелия). Полученные результаты частично отличаются от данных других авторов, выполняющих исследования на чистых линиях и других экотипах этого вида. Предполагается, что генетические и эпигенетические механизмы, участвующие в процессе яровизации и контроле темпов зацветания, могут различаться у растений популяций разных географических регионов.

С целью исследования путей колонизации красно-серой полевкой о. Итуруп на основе распределения и численности гаплотипов фрагмента митохондриального гена цитохрома b (662 пн) проведен сравнительный анализ генетической изменчивости популяций полевок из разных локалитетов по периметру острова и полевок островов Хоккайдо, Кунашир и Сахалин, а также прилежащих районов материковой суши. Все изученные экземпляры красно-серой полевки с о. Итуруп (68) представлены единственным гаплотипом, наиболее близким к гаплотипам полевок с о. Сахалин. Только один экземпляр с о. Кунашир, ближайшего к Итурупу, обладал таким же гаплотипом. Еще три экземпляра с этого острова были близки к гаплотипам полевок с о. Сахалин и попадали с ними в одну кладу, большинство же гаплотипов полевок Кунашира близки к гаплотипам полевок Хоккайдо и составляют с ними одну самостоятельную кладу, сильно отличающуюся генетически от особей Сахалина и Итурупа. Полученные данные о генетической изменчивости полевок с о. Итуруп убедительно свидетельствуют в пользу недавнего завоза красно-серой полевки C. rufocanus на этот остров, вероятнее всего с морским транспортом с Сахалина.

Полногеномные ассоциативные исследования оказались мощным подходом к открытию генов подверженности к шизофрении; их выводы имеют важное значение не только для нашего понимания генетической архитектуры данного заболевания, но и для потенциальных применений в области персонализированной медицины. Цель настоящего исследования – изучение генетических факторов риска развития шизофрении при проведении полногеномного анализа ассоциации в Республике Башкортостан.

В соответствии с Протоколом генетико-эпидемиологического обследования населения проведено изучение популяционно-генетических характеристик ингушей Северной Осетии-Алании. Обнаружен расширенный характер воспроизводства (3.62). Индекс Кроу рассчитан двумя способами – классическим и по методу, предложенному Н.Х. Спицыной, при котором учитываются не только дорепродуктивные, но и пренатальные потери. Возрастные параметры репродукции находятся в тех же рамках, как и для некоторых других обследованных популяций. Проведен графический сравнительный анализ компонентов индекса Кроу, полученных разными методами. Выявлена низкая эндогамность (0.13), положительная, но невысокая этническая брачная ассортативность (1.96). На схеме фамильного ландшафта прослеживаются два кластера, соответствующие ингушскому и осетинскому населению.