Том 60, № 10 (2024)

Данная работа является аналитическим обзором, посвященным поиску драйверных механизмов эпигенетических изменений в патогенезе атеросклероза. Заболевание поражает сердечно-сосудистую систему у взрослого населения, главным образом пожилого и старческого возраста. Атеросклероз сопровождается прогрессирующим отложением в интиме сосудов холестерина и липопротеинов с воспалением, сужением просвета и нарушением кровоснабжения тканей и органов. При этом меняется экспрессия генов CACNA1C, GABBR2, TCF7L2, DCK, NRP1, PBX1, FANCC, CCDC88C, TCF12, ABLIM1. Профилактикой атеросклероза является физическая нагрузка, механизмы реализации которой до конца не изучены. На экспериментальных моделях показано, что регулярные тренировки оказывают не только протективное действие на развитие атеросклероза, но также ингибируют прогрессирование уже развившейся болезни с уменьшением стеноза сосудов, повышением концентрации в бляшках коллагена и эластина, матриксных металлопротеиназ. Полученные результаты были подтверждены клиническими исследованиями. Целью настоящего обзора было систематизировать накопленные данные о причинах эпигенетических изменений, в том числе под влиянием регулярных тренировок, вызывающих изменение экспрессии специфических микроРНК при атеросклерозе. Выявлено, что физические упражнения у Apo-/- мышей повышают экспрессию miR-126 и miR-146a (ингибирующих гены TLR4 и TRAF), miR-20a (воздействующая на PTEN), miR-492 (подавляющая мРНК гена RETN). Клинические исследования показали увеличение уровней miR-146a, miR-126, miR-142-5p, miR-424-5p и снижение транскрипции miR-15a-5p, miR-93-5p, miR-451 под влиянием аэробных тренировок. Сделано предположение, что драйверами эпигенетических изменений при атеросклерозе являются патологически активированные при старении транспозоны, транскрипция которых может меняться под влиянием физических тренировок, что сопровождается нарушением экспрессии произошедших от транспозонов длинных некодирующих РНК и микроРНК. Анализ литературных данных позволил выявить 36 таких микроРНК, для 25 из которых показано идентичное изменение уровней при старении и атеросклерозе.

Транспортеры сахаров играют важную роль в регуляции дальнего транспорта сахарозы в растениях. Основным поглотителем сахарозы у древесных растений является формирующаяся древесина. Таким образом, транспорт сахарозы, регулируемый семействами генов SUT, SWEET и MST, будет определять формирование древесной биомассы. На основании данных генома березы повислой (Betula pendula var. pendula Roth) мы идентифицировали и проанализировали кодирующие транспортеры сахаров у Betula pendula. Мы провели BLAST-поиск, филогенетический, структурный анализы и анализ цис-действующих элементов генов-переносчиков сахаров и определили их хромосомную локализацию. Нам удалось идентифицировать и охарактеризовать три гена семейства SUT, 10 генов SWEET и 36 генов MST, которые имеют типичное для семейства количество функциональных и трансмембранных доменов. Показано, что береза повислая содержит меньшее количество генов-переносчиков сахаров по сравнению с A. thaliana, что, вероятно, связано с апопластным типом загрузки терминальной флоэмы у Arabidopsis, тогда как у березы повислой загрузка флоэмы осуществляется преимущественно симпластически. Полученные результаты могут быть полезны для дальнейшего изучения участия транспортеров сахарозы в различных биосинтетических процессах древесных растений и служить основой для различных биотехнологических манипуляций.

Цистеин-богатые пептиды играют важную роль в защитной системе растений. Цель настоящей работы состояла в поиске in silico генов антимикробных и сигнальных пептидов в геноме пырея удлиненного Thinopyrum elongatum (Host) D.R. Dewey (2n = 14, EE) − дикорастущего злака, обладающего высокой устойчивостью к патогенам и абиотическому стрессу. В результате биоинформатического анализа в геноме пырея было выявлено 154 новых гена предшественников антимикробных и сигнальных пептидов, относящихся к девяти семействам. В ряде генов цистеин-богатых пептидов обнаружены интроны. Были определены структура предшественников пептидов и локализация генов пептидов в хромосомах пырея. Показано наибольшее сходство последовательностей пептидов пырея с гомологичными пептидами растений родов Triticum и Aegilops, что подтверждает цитогенетические данные о родстве генома Е с геномом D и близкими ему геномами. Полученные результаты вносят вклад в характеристику молекулярных компонентов иммунной системы Th. elongatum и послужат базой для дальнейшего исследования механизмов устойчивости, а также для научно обоснованного практического использования этого вида в качестве донора устойчивости в селекции пшеницы.

Впервые представлены данные о популяционно-генетической структуре видов Daphnia cristata Sars, 1862 и D. longiremis Sars, 1862 (Anomopoda: Daphniidae) из водоемов Северной Евразии. На основе фрагмента митохондриального гена 12S рРНК реконструированы филогенетические отношения, связи между гаплотипами и их распространение. Полученные данные свидетельствуют о недавней быстрой пространственной экспансии D. cristata. Согласно результатам исследования, зоны распространения видов D. cristata и D. longiremis разделяются в широтном направлении с зарегистрированной зоной их контакта в Центральной Якутии. Результаты исследования позволяют сделать заключение о сильном влиянии климатических условий ледниковых периодов и межледниковий в позднем плейстоцене – раннем и среднем голоцене – на формирование современного генетического разнообразия и филогеографической структуры D. cristata и D. longiremis.

Исследовано распределение аллелей, в высокой степени специфичных для европейцев, в генофонде коряков, который сформировался в результате интенсивных на территории Северного Приохотья межэтнических контактов, характеризующихся преобладанием генетического вклада со стороны мужчин восточноевропейского происхождения. Для анализа отобраны локусы rs16891982 (ген SLC45A2), rs1426654 (ген SLC24A5), rs1408799 (ген TYRP1), rs1076563 (ген DRD2), rs3827760 (ген EDAR), rs1448485 (ген OCA2), которые в основном связаны с функционированием системы пигментации. Обнаружена высокая гетерогенность в распределении частот специфичных для европейцев аллелей: от 1.4% для варианта rs1076563-C гена DRD2 до 14.7% для варианта rs1426654-A гена SLC24A5. Обсуждаются причины неравномерности притока аллелей, специфичных для европейцев, в генофонд коряков. Не исключено, что формирование генетической структуры современных коряков в условиях активной межэтнической метисации сопровождалось действием естественного отбора на некоторые участки генома.

Метастазирование в лимфатические узлы относится к наиболее важным факторам плохого прогноза больных РМЖ, пятилетняя выживаемость при метастатическом РМЖ составляет менее 30%. Метилирование ДНК происходит на ранних стадиях онкологических заболеваний, а также играет важную роль в развитии лимфогенных метастазов и может служить диагностическим и прогностическим маркером РМЖ. Биоинформатически отобраны гены днРНК GAS5, HOTAIR, HOTAIRM1, SSTR5-AS1, предположительно гиперметилированные при РМЖ и связанные с эпителиально-мезенхимальным переходом и метастазированием. Методом количественной метилспецифичной ПЦР показано статистически значимое повышение уровня метилирования этих генов днРНК в опухолях молочной железы по сравнению с парной нормой. Гиперметилирование генов HOTAIRM1 и SSTR5-AS1 при РМЖ выявлено впервые. Методом статистического анализа установлены положительные корреляции между уровнями метилирования для пар GAS5 – HOTAIR и SSTR5-AS1 – HOTAIRM1. Результат о ко-метилировании GAS5 и HOTAIR при РМЖ согласуется с биоинформатически предсказанным (с привлечением анализа обогащения по функциональной принадлежности и базы данных ncPath) участием этих днРНК в регуляции общих сигнальных путей и биологических процессов. Уровень метилирования генов днРНК HOTAIRM1 и SSTR5-AS1 ассоциирован с показателями прогрессии РМЖ (стадией опухолевого процесса, размером опухоли, наличием метастазов в лимфатические узлы). Предложена модель оценки риска развития лимфогенных метастазов в зависимости от уровня метилирования гена HOTAIRM1. Таким образом, получены данные о днРНК GAS5, HOTAIR, HOTAIRM1 и SSTR5-AS1 и гиперметилировании их генов как факторе развития и прогрессии метастатического РМЖ.

Возникновение антибиотикорезистентности у микроорганизмов, включая микобактерии, представляет собой серьезную проблему в современной медицине, снижая эффективность лечения. В современном мире довольно широко обсуждается влияние на возникновение антибактериальной устойчивости минимальных селективных концентраций антибиотиков (МСК), которые значительно ниже классических минимальных ингибирующих концентраций (МИК). Предполагается, что такие микроконцентрации могут являться дополнительным механизмом отбора лекарственно устойчивых штаммов, что особенно актуально в связи с накоплением концентраций антибиотиков в окружающей среде в результате антропогенной деятельности. В контексте микобактерий понимание процессов индукции устойчивости к антибиотикам на уровне МСК является особенно важным для разработки эффективных стратегий лечения и контроля распространения лекарственной устойчивости. Цель данной работы – изучение индукции системы природной лекарственной устойчивости у микобактерий при воздействии на клетку концентрациями, значительно ниже стандартных МИК, не влияющими на рост клетки. Был проведен анализ устойчивости Mycobacterium smegmatis mc2 155 к одному из основных антибиотиков второго ряда, применяемых в медицинской практике, – бедаквилину, при индукции тетрациклином, офлоксацином и канамицином. Установлено, что одним из механизмов, влияющим на изменение чувствительности штамма M. Smegmatis mc2 155 при индукции микроконцентрациями тетрациклина, является система выброса антибиотика из клетки – MmpS5-Mmpl5.

Дофаминергические нейроны контролируют поведение, память и подвижность, а причинно-следственная связь нарушения их работы с нейродегенеративными заболеваниями и старением привлекает внимание к исследованию участия дофаминергических нейронов в регуляции продолжительности жизни. Важную роль в работе дофаминергических нейронов играет высококонсервативная серин-треониновая протеинкиназа GSK3 (Glycogen Syntase Kinase 3) – один из важнейших мультифункциональных ферментов клеток высших организмов, которую у Drosophila melanogaster кодирует ген shaggy. В этой статье впервые приведены доказательства того, что изменение уровня экспрессии shaggy всего лишь в нескольких кластерах дофаминергических нейронов может повлиять на продолжительность жизни. Это влияние может быть как отрицательным, так и положительным и зависит от пола. Полученные данные могут послужить основой для дальнейшего поиска сфокусированных на конкретных клетках-мишенях факторов, регулирующих темпы старения, а также для разработки высокоспецифичных подходов к терапии нейродегенеративных заболеваний.