Том 16, № 4 (2018)

Инфузории являются отличной моделью для исследования интерференции РНК, играющей важнейшую роль в биологии этих протистов. В обзоре в сравнительном аспекте рассмотрены механизмы геномного сканирования, при каждом половом процессе обеспечивающие формирование соматического генома из хромосом генеративного ядра, у инфузорий Tetrahymena и Paramecium, относящихся к классу Oligohymenophorea. Сравнение нескольких одновременно существующих в клетке геномов осуществляется при посредничестве малых РНК и приводит к точному воспроизведению материнского соматического генома у потомков.

Широкое распространение Vibrio cholerae в эндемичных странах определяет риски их заноса на территорию Российской Федерации. Токсигенные (содержащие гены холерного токсина ctxAB) штаммы вызывают эпидемические вспышки холеры, нетоксигенные (ctxAB-) — единичные либо множественные случаи холероподобной диареи. Изучение их способности к выживанию в объектах окружающей среды в климатических условиях средних широт за счет формирования биопленок актуально для оценки потенциальных угроз здоровью населения. Нами проведено определение сроков образования биопленок на абиотических поверхностях в микрокосмах в сочетании с биоинформатическим анализом генов, ответственных за продукцию пилей MSHA (msh), полисахаридов (vps) и белков (rbm) матрикса, а также ряда регуляторов. Изученные 15 штаммов различались по срокам формирования биопленки, что коррелировало со структурой отдельных генов и их кластеров. Штаммы, не имеющие существенных отклонений от прототипа, формировали зрелую биопленку за 5–7 суток, тогда как содержащие усеченные гены mshL, mshN, rbmC — только за 13, а у штамма с усеченным геном положительного регулятора vpsR созревание биопленки не завершалось. Сокращение сроков до 2–3 суток было связано с повреждением гена отрицательного регулятора hapR либо с наличием измененных кластеров msh и vps-rbm. Анализ генетических детерминант биопленкообразования может быть использован для оценки способности возбудителей к выживанию в водоемах России и потенциальной опасности последних как источников инфекции.

Целью работы была оценка нодуляционной конкурентоспособности производственных штаммов на фоне аборигенных клубеньковых бактерий, а также анализ распределения генотипов штаммов, образовавших клубеньки на корнях четырёх видов растений. Объектами исследования являлись штаммы ризобий, образовавшие клубеньки на корнях растений (клубенёк-образующие единицы — КлОЕ) в результате проведенного полевого испытания с применением предпосевной обработки семян гороха (Pisum satіvum L.), бобов (Vicia faba L.), чины (Lathyrus sativus L.) и чечевицы (Lens culinaris L.). При инокуляции семян использовали смесь коллекционных штаммов, выделенных из клубеньков гороха и бобов и имеющих различные сочетания хромосомных и симбиотических генотипов. Идентификацию КлОЕ проводили с помощью анализа выделенной тотальной ДНК клубенька по нескольким хромосомным маркерам: фрагменту гена rpoB и hin-регио на и плазмидному (sym) маркеру nodD. Установлено, что только около 50 % клубеньков были образованы штаммами, использованными при инокуляции семян. Кроме того, были определены комбинации хромосомного и симбиотического генотипов, специфичные для ризобий — симбионтов конкретных растений-хозяев: IA-генотипа с sym-2 — для P. sativum; Ia (или IB)-генотипа с sym-4 — для V. faba. Результаты исследования создают предпосылки для подбора пар макро- и микросимбионтов с целью повышения эффективности микробно-растительных систем, в которых характер симбиотических взаимодействий определяет продуктивность партнеров.

Проблема загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами, в том числе кадмием, остро стоит перед современным обществом. В связи с этим изучение молекулярных и генетических механизмов, лежащих в основе устойчивости растений к этим токсичным веществам, является крайне актуальным в настоящее время. В данном исследовании был проведен сравнительный анализ экспрессии генов, связанных с развитием защитных реакций, у двух генотипов гороха, контрастных по устойчивости к кадмию. В исследовании использовали уникальный мутант гороха SGECdt, характеризующийся повышенной устойчивостью к кадмию, и исходную линию SGE. У линии SGE обработка растений кадмием приводила к усилению экспрессии генов, кодирующих каталазу, хитиназу, гевеинподобный антимикробный пептид PRP4A и белок PI206 (относящийся к группе dirigent protein). У мутанта SGECdt кадмий повышал экспрессию генов, кодирующих хитиназу, глутатионредуктазу и дефензин DRR230. В контрольных образцах экспрессия генов, кодирующих белки PRP4A и DRRR230, была усилена у мутанта SGECdt по сравнению с линией SGE. Таким образом, на молекулярном уровне мутация в гене cdt модифицирует ответ на кадмий, причем у мутанта SGECdt даже без воздействия кадмия было отмечено повышение уровня экспрессии некоторых генов, вероятно, опосредующих защиту от вредного воздействия данного тяжелого металла.