Аннотация. Гены GRIN1, ASCL3 и NOS1 связаны с различными фенотипами нервно-психических расстройств. Эти гены делают вклад в развитие шизофрении, болезней Альцгеймера и Паркинсона, эпилепсии и др. и ассоциируются также с различными онкологическими заболеваниями. Например, повышенная экспрессия ASCL3 наблюдается при раке молочной железы, NOS1 – в клеточных линиях рака яичников. Ранее на основе наших и литературных данных мы получили результаты, свидетельствующие в пользу того, что SNP, нарушающие эритропоэз, с большой вероятностью могут быть связаны с когнитивными и нервно-психическими расстройствами у человека. В настоящей работе исследовано влияние выявленных с помощью SNP_TATA_Z-tester неаннотированных SNP ТАТА-боксов промоторов генов GRIN1, ASCL3 и NOS1, участвующих в нервно-психических расстройствах и онкологических заболеваниях, на взаимодействие ТАТА-связывающего белка (ТВР). Для изучения in vitro кинетических характеристик образования комплексов ТВР/ТАТА и аффинности с помощью метода задержки ДНК в геле использованы двуцепочечные олигодезоксирибонуклеотиды, идентичные ТАТА-содержащим участкам промоторов генов GRIN1, ASCL3 и NOS1 (референсным и минорным аллелям), и рекомбинантный ТВР человека. Показано, например, что аллель «A» rs1402667001 промотора гена GRIN1 повышает аффинность ТВР/ТАТА в 1.4 раза, а аллель «С» ТАТА-бокса промотора гена ASCL3 снижает аффинность в 1.4 раза; при этом время жизни комплексов в обоих случаях уменьшается примерно на 20 % за счет изменения скоростей образования и диссоциации комплексов (ka и kd соответственно). Наши экспериментальные результаты согласуются с литературными данными, показывающими низкую экспрессию гена GRIN1 при шизофренических расстройствах и повышенный риск возникновения рака шейки матки, мочевого пузыря, почек и лимфомы при пониженной экспрессии гена АSCL3. Влияние аллеля «А» SNP –27G>A (rs1195040887) промотора гена NOS1 гипотетически может свидетельствовать о повышенном риске возникновения ишемического повреждения мозга у носителей. Сравнение экспериментальных значений аффинности (KD) ТВР/ТАТА «диких» (WT) и минорных аллелей c прогнозируемыми показало, что данные хорошо коррелируют друг с другом: коэффициент линейной корреляции r = 0.94 (p < 0.01).
Ключевые слова: GRIN1; ASCL3; NOS1; TATA-связывающий белок; aффинность; TBP/TATA взаимодействие.
Для цитирования: Шарыпова Е.Б., Драчкова И.А., Чадаева И.В., Пономаренко М.П., Савинкова Л.К. Экспериментальное изучение влияния SNP ТАТА-боксов генов GRIN1, ASCL3 и NOS1 на взаимодействие с ТАТА-связывающим белком. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):227-233. DOI 10.18699/VJGB-22-29

Аннотация. Репродуктивные технологии являются одним из ключевых направлений в условиях необходимости сохранения и отбора выдающихся по хозяйственно полезным признакам особей сельскохозяйственных животных. Совершенствование имеющихся моделей созревания ооцитов in vitro в различных вариациях способствует решению проблемы низкого выхода эмбрионов свиней на завершающих стадиях доимплантационного развития. В настоящем исследовании с использованием технологии созревания и оплодотворения донорских ооцитов свиней in vitro предложена модель среды для культивирования гамет (NCSU-23 с 10% гомологичной фолликулярной жидкостью, 10 МЕ ХГЧ и 10 МЕ ХГ лошади), модернизированная введением 1·106 клеток гранулезы (КГ) на 1 мл среды и 0.001% наночастиц высокодисперсного кремнезема (нВДК). Анализ статуса хроматина ооцитов по методу Тарковского и оценка уровня деструктивных изменений хроматина соматических клеток овариальных фолликулов (апоптоз, пикноз) выявили значительное повышение показателей ядерного созревания гамет и снижение доли клеток гранулезы с дегенерированным хроматином при применении разработанной системы культивирования. Обнаружено позитивное влияние совместного введения КГ и нВДК в систему дозревания, позволившего увеличить показатели мейотического созревания и оплодотворяемости ооцитов. Оптимальные показатели фертильности ооцитов достигнуты при сочетанном использовании в системе дозревания КГ и нВДК (доля созревших клеток достигла 89 %, уровень ооцитов с дегенерацией хромосом составил 12 %, 39 % эмбрионов достигли завершающей стадии доимплантационного развития). Положительный эффект нВДК на показатели оплодотворяемости ооцитов сопровождался резким снижением деструктивных процессов в КГ при их культивировании в присутствии нВДК. Уровень пикнозов составил 32%, а уровень апоптозов (TUNEL-test) – 21% по сравнению с контролем (43 и 31% соответственно, р<0.01). Таким образом, выявлена высокая эффективность системы созревания ооцитов свиней в условиях совместного кокультивирования гамет с КГ и нВДК, что позволяет рекомендовать модель разработанной среды в технологии экстракорпорального созревания женских гамет Sus scrofa domesticus для повышения качества донорских яйцеклеток, используемых в клеточной и генетической инженерии.
Ключевые слова: ооциты свиней; созревание in vitro; наночастицы высокодисперсного кремнезема; апоптоз; гранулеза.
Для цитирования: Кузьмина Т.И., Чистякова И.В., Притужалова А.О., Татарская Д.Н. Роль наночастиц высокодисперсного кремнезема в реализации эффектов гранулезы на компетентность к созреванию и оплодотворению ооцитов Sus scrofa domesticus. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):234-239. DOI 10.18699/VJGB-22-30

Abstract. Recombinant chymosins (rСhns) of the cow and the camel are currently considered as standard milk coagulants for cheese-making. The search for a new type of milk-clotting enzymes that may exist in nature and can surpass the existing “cheese-making” standards is an urgent biotechnological task. Within this study, we for the first time constructed an expression vector allowing production of a recombinant analog of moose chymosin in the expression system of Escherichia coli (strain SHuffle express). We built a model of the spatial structure of moose chymosin and compared the topography of positive and negative surface charges with the correspondent structures of cow and camel chymosins. We found that the distribution of charges on the surface of moose chymosin has common features with that of cow and camel chymosins. However, the moose enzyme carries a unique positively charged patch, which is likely to affect its interaction with the substrate. Biochemical and technological properties of the moose rChn were studied. Commercial rСhns of cow and camel were used as comparison enzymes. In some technological parameters, the moose rChn proved to be superior to the reference enzymes. Сompared with the cow and camel rСhns, the moose chymosin specific activity is less dependent on the changes in CaCl2 concentration in the range of 1–5 mM and pH in the range of 6–7, which is an attractive technological property. The total proteolytic activity of the moose rСhn occupies an intermediate position between the rСhns of cow and camel. The combination of biochemical and technological properties of the moose rСhn argues for further study of this enzyme.
Key words: moose; recombinant chymosin; milk-clotting activity; biochemical properties; cheese-making; Alces alces.
For citation: Balabova D.V., Rudometov A.P., Belenkaya S.V., Belov A.N., Koval A.D., Bondar A.A., Bakulina A.Yu., Rukhlova E.A., Elchaninov V.V., Shcherbakov D.N. Biochemical and technological properties of moose (Alces alces) recombinant chymosin. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2022;26(3):240- 249. DOI 10.18699/VJGB-22-31

Аннотация. Крахмал – основной запасной углевод растений и важный источник калорий в рационе питания человека и животных, широко применяется также для ряда промышленных нужд. Нативный крахмал представляет собой не растворимые в воде полукристаллические гранулы, сформированные молекулами амилозы и амилопектина, которые являются природными полимерами глюкозы. Физикохимические свойства крахмала определяются соотношением амилозы и амилопектина в грануле, степенью их полимеризации и фосфорилирования. Одно из основных растений-продуцентов крахмала – картофель Solanum tuberosum L. Растущие потребности рынка диктуют необходимость получения сортов с повышенным содержанием и заданными свойствами крахмала, необходимым условием чего является получение детальной информации о процессе его метаболизма в организме растения. Процесс метаболизма крахмала сложен и представляет собой согласованную работу множества ферментов, транспортных и направляющих белков, транскрипционных и других регуляторных факторов. По принципу выполняемой биологической функции крахмал делится на два типа: транзиторный, который синтезируется в хлоропластах фотосинтезирующих органов и распадается при отсутствии освещения, обеспечивая клетку углеводами; и запасной, который синтезируется и хранится в амилопластах запасающих органов (зерен, клубней). Основные ферментативные реакции биосинтеза и деградации крахмала, а также транспорта и метаболизма углеводов хорошо изучены на транзиторном крахмале модельного объекта Arabidopsis thaliana; об особенностях метаболизма крахмала в запасающих органах, в частности клубнях картофеля, известно несколько меньше. При этом ряд вопросов остается открытым: недостаточно изучены участие различных изоформ ферментов и влияние на них регуляторных факторов в зависимости от ткани и стадии развития растения, а также условий внешней среды; реализация альтернативных путей ферментативных превращений; участие направляющих и транспортных белков. В данном обзоре рассмотрены ключевые ферментативные реакции углеводного обмена, биосинтеза и деградации транзиторного и запасного крахмала, общие для растений, и отмечены особенности, характерные для картофеля; уделено внимание известным регуляторным факторам, влияющим на метаболизм крахмала.
Ключевые слова: картофель; Solanum tuberosum; крахмал; амилоза; амилопектин; синтез; деградация.
Для цитирования: Сергеева Е.М., Ларичев К.Т., Салина Е.А., Кочетов А.В. Метаболизм крахмала у картофеля Solanum tuberosum L. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):250-263. DOI 10.18699/VJGB-22-32

Аннотация. Потепление климата оказалось существенным фактором для виноградарства и виноделия всех виноградарских районов мира. Многие страны рассматривают продвижение виноградарства на север и в горные районы как возможный путь адаптации к потеплению. Факторы, лимитирующие зону виноградарства в России, определены советским ученым Ф.Ф. Давитая в 1948 г. и актуальны до сих пор. Это сумма активных температур выше 10 °С (ΣT10> 2500 °C), средний из абсолютных минимумов температуры (Tmin > –35 °C), продолжительность безморозного периода (Lff< 150 сут) и гидротермический коэффициент (0.5 < ГТК < 2.5). Значения лимитирующих факторов современной зоны промышленного виноградарства (ЗПВ) соответствуют определенным Ф.Ф. Давитая диапазонам, за исключением Тmin, которая в современной ЗПВ на европейской территории России везде выше –26 °C. Целью исследования было определение возможности продвижения на север границ зоны промышленного виноградарства в современных и прогнозируемых климатических условиях европейской территории России. По суточным данным 1980–2019 гг. для 150 метеостанций Росгидромета рассчитали среднемноголетние значения, тренды и прогнозы к 2050 г. значений лимитирующих факторов ЗПВ, определили точки, лежащие в допустимом для виноградарства диапазоне. В программе QGIS нанесли точки на карту европейской территории России, определили предельную широту. Были рассмотрены варианты с Тmin> –26 °C и Tmin > –35 °C. В 1980–2019 гг. в среднем на европейской территории России наблюдался рост ΣT10, Tmin, Lff и снижение ГТК. Однако южнее 55° N в ряде точек прослеживалась тенденция к снижению Tmin. Рост теплообеспеченности вегетационного периода на европейской территории России создает предпосылки продвижения промышленного виноградарства к северу от современной предельной широты 46.6° до 51.8° в текущих условиях, а к 2050 г. – до 60.7° N. Кроме того, уже сейчас виноградарство возможно в районе Калининграда (54° N, 20° E). При дополнительных мерах по укрытию на зиму до –35 °С виноградарство возможно до 53.3° N в текущих условиях и до 60.7° N – в прогнозируемых. Возможное снижение минимальной температуры зимы на юге европейской территории России потребует дополнительных мер защиты зимой, а повышение засушливости климата на северо-западном побережье Каспийского моря будет уменьшать площади под неорошаемыми виноградниками.
Ключевые слова: виноградарство; лимитирующие климатические факторы; изменения климата; тренды; прогнозы; ГИС.
Для цитирования: Новикова Л.Ю., Озерский П.В. Прогноз зоны возделывания винограда на европейской территории России в условиях изменения климата. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3): 264-271. DOI 10.18699/VJGB-22-33

Abstract. Potato spindle tuber viroid (PSTVd) is a naked, circular, single-stranded RNA (356–363 nucleotides in length) which lacks any protein-coding sequences. It is an economically important pathogen and is classified as a high-risk plant quarantine disease. Moreover, it is known that PSTVd is mechanically transmitted by vegetative plant propagation through infected pollen, and by aphids. The aim of this study is to determine the possibility of viroid transmission by potato pathogen Phytophthora infestans (Mont.) de Bary. PSTVd-infected (strain VP87) potato cultivars Gala, Colomba, and Riviera were inoculated with P. infestans isolate PiVZR18, and in 7 days, after the appearance of symptoms, re-isolation of P. infestans on rye agar was conducted. RT-PCR diagnostics of PSTVd in a mixture of mycelia and sporangia were positive after 14 days of cultivation on rye agar. The PSTVd-infected P. infestans isolate PiVZR18v+ was used to inoculate the healthy, viroid-free plants of potato cv. Gala and tomato cv. Zagadka. After 60 days, an amplification fragment of PSTVd was detected in the tissues of one plant of tomato cv. Zagadka by RT-PCR with the primer set P3/P4, indicating successful transmission of PSTVd by P. infestans isolate PiVZR18v+. This result was confirmed by sequencing of the RT-PCR amplicon with primers P3/P4. The partial sequence of this amplicon was identical (99.5 %) to PSTVd strain VP87. RT-PCR showed the possibility of viroid stability in a pure culture of P. infestans isolate PiVZR18v+ after three consecutive passages on rye agar. PSTVd was not detected after the eighth passage on rye agar in P. infestans subculture. These results are initial evidence of potato viroid PSTVd being bidirectionally transferred between P. infestans and host plants.
Key words: potato; tomato; PSTVd strains; transmission; Phytophthora infestans; RT-PCR detection.
For citation: Afanasenko O.S., Khiutti A.V., Mironenko N.V., Lashina N.M. Transmission of potato spindle tuber viroid between Phytophthora infestans and host plants. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2022;26(3):272-280. DOI 10.18699/VJGB-22-34

Abstract. Various psychopathologies, including schizophrenia, bipolar disorder and major depression, are associated with abnormalities in social behavior and learning. One of the syndromes that may also take place in these disorders is catatonia. Catatonia is a psychomotor syndrome in which motor excitement, stereotypy, stuporous state, including the phenomenon of “waxy flexibility” (catalepsy), can be observed. Rats with genetic catatonia (GC) and pendulum-like movements (PM) of the anterior half of the body have physiological and behavioral changes similar to those observed in schizophrenia and depression in humans and can be considered as incomplete experimental models of these pathologies. The social behavior of the GC and PM rats has not been previously studied, and the cognitive abilities of animals of these strains are also insufficiently studied. To determine whether the GC and PM rats have changes in social behavior and spatial learning, behavioral phenotyping was performed in the residentintruder test, three-chamber test, Barnes maze test. Some deviations in social behavior, such as increased offensive aggression in PM rats in the resident-intruder test, increased or decreased social interactions depending on the environment in different tests in GC, were shown. In addition, principal component analysis revealed a negative association between catatonic freezing and the socialization index in the three-chamber test. Decreased locomotor activity of GС rats can adversely affect the performance of tasks on spatial memory. It has been shown that PM rats do not use a spatial strategy in the Barnes maze, which may indicate impairment of learning and spatial memory.
Key words: catatonia; GC rat strain; PM rat strain; epilepsy; stereotypes; learning; social interaction.
For citation: Plekanchuk V.S., Prokudina O.I., Ryazanova M.A. Social behavior and spatial orientation in rat strains with genetic predisposition to catatonia (GC) and stereotypes (PM). Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2022;26(3):281-289. DOI 10.18699/VJGB-22-35

Аннотация. Mugil cephalus L., 1758 (лобан) – ценная промысловая рыба и перспективный объект разведения в бассейнах Черного и Азовского морей. Изучение его паразитофауны крайне важно для рыбного промысла и марикультуры. Одними из массовых эктопаразитов, обитающих на жабрах кефалевых, являются моногенеи рода Ligophorus. На лобане в Азово-Черноморском регионе паразитируют два представителя этого рода: Ligophorus mediterraneus Sarabeev, Balbuena et Euzet, 2005 и Ligophorus cephali Rubtsova, Balbuena, Sarabeev, Blasco-Costa et Euzet, 2006. Морфологическое определение этих видов весьма трудоемко и требует высокого уровня квалификации. Для быстрого и точного различия двух названных видов паразитов нами разработан метод, основанный на ПЦР вариабельных участков рибосомного гена 28S. Данный ген широко используется для молекулярной таксономии рода Ligophorus. В настоящей работе применялись три подхода: анализ длины амплифицированных фрагментов, аллель-специфичная ПЦР с детекцией в конечной точке и аллельспецифичная ПЦР в реальном времени с использованием интеркалирующего красителя SYBR Green. Первый подход заключался в подборе праймеров для получения ПЦР-продуктов различной длины, которые были характерны для L. mediterraneus или L. cephali. Этот подход был осуществлен благодаря наличию нескольких вариабельных локусов, которые находятся на расстоянии друг от друга. ПЦР-смесь содержала три праймера: один прямой и два обратных. Прямой праймер был комплементарен консервативному участку, который не различался между видами. Обратные праймеры были видоспецифичны, при этом для каждого вида они были комплементарны различным участкам ДНК, которые расположены на удалении 100 п. н. друг от друга. В результате L. mediterraneus характеризовался более короткими ампликонами, чем L. cephali. Для второго и третьего подхода конструировалась пара праймеров по следующему принципу: прямой праймер был комплементарен обоим видам, так как подбирался к консервативному участку гена. Обратные праймеры были видоспецифичными и разрабатывались к вариабельному участку 28S. На этом участке два вида паразита различались тремя точечными мутациями. Таким образом, одна пара праймеров была комплементарна L. mediterraneus, вторая – L. cephali. Анализ длины амплифицированных фрагментов и аллель-специфичная ПЦР в реальном времени продемонстрировали 100 % совпадение результатов генотипирования при сравнении с морфологической идентификацией и секвенированием по Сэнгеру. Разработанные протоколы генотипирования могут быть использованы не только для различия обитающих на лобане двух видов Ligophorus при экологических исследованиях и в ветеринарной практике, но и для последующей разработки подобных методов для других моногеней, среди которых много патогенных видов.
Ключевые слова: генотипирование; аллель-специфическая ПЦР; Monogenea; Ligophorus; Mugil cephalus.
Для цитирования: Водясова Е.А., Челебиева Э.С., Шихат О.В., Атопкин Д.М., Дмитриева Е.В. Молекулярногенетические подходы к видовой идентификации паразитических плоских червей рода Ligophorus (Monogenea), обитающих на лобане. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):290-297. DOI 10.18699/VJGB-22-36

Аннотация. Генетический состав породы и ее генетические отличия от других пород определяют ее облик и характерные особенности, включая экономически важные признаки и встречаемость патологий. К настоящему времени выявлено множество локусов, контролирующих наиболее значимые фенотипы, что успешно используется в мировой практике для маркер-ассоциированной селекции в целях улучшения свойств пород. В настоящей работе проведен сравнительный анализ частот известных каузативных нуклеотидных замен, вставок и делеций, связанных с заболеваниями и хозяйственно ценными признаками, в российских и зарубежных породах крупного рогатого скота. Выявлены частоты вышеуказанных ДНК-полиморфизмов в популяциях российских пород крупного рогатого скота, выполнено их сравнение с частотами в зарубежных популяциях для пород, разводимых в Российской Федерации, а также с другими зарубежными породами. Наши результаты показывают схожесть частот большинства аллелей внутри пород (российского или зарубежного разведения), а также связь между представленностью аллелей исследуемых полиморфизмов и наличием определяемых ими фенотипических признаков. Были найдены и превышения по частотам ряда нежелательных аллелей в российских популяциях крупного рогатого скота, на которые стоит обратить внимание при селекционной работе с породами. Обнаружено, что аллели, отвечающие за повышенную фертильность породы герефорд, имеют повышенную частоту в популяциях российского разведения по сравнению с зарубежными популяциями. Интересно, что для азиатских турано-монгольских вагю и якутского скота наблюдалась меньшая связь между фенотипическими признаками и частотами известных каузативных аллелей по сравнению с европейскими породами. Наша работа указывает на конкретные генетические варианты, которые могут быть использованы для улучшения и/или поддержания качеств ряда пород крупного рогатого скота, разводимых в Российской Федерации.
Ключевые слова: крупный рогатый скот; селекция; порода; Российская Федерация; генетические варианты; SNP; инсерция; делеция.
Для цитирования: Игошин А.В., Ромашов Г.А., Черняева Е.Н., Елаткин Н.П., Юдин Н.C., Ларкин Д.M. Сравнительный анализ частот ДНК-полиморфизмов, ассоциированных с заболеваниями и хозяйственно важными признаками, в геномах российских и зарубежных пород крупного рогатого скота. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):298-307. DOI 10.18699/VJGB-22-28

Аннотация. Идиопатический легочный фиброз – тяжелая прогрессирующая интерстициальная болезнь легких с распространенностью 2–29 случаев на 100 000 человек населения в мире. Значимым фактором риска заболевания является старение, механизмы развития которого задействованы в патогенезе идиопатического легочного фиброза. К ним относятся истощение теломер, геномная нестабильность, дисфункция митохондрий и потеря протеостаза. Важную роль в развитии идиопатического легочного фиброза играют также эпителиально-мезенхимальный переход, активация TGF-β и снижение экспрессии сиртуина SIRT7. Молекулярно-генетические исследования показали, что в патогенезе идиопатического легочного фиброза имеют значение мутации и полиморфизмы в генах муцина (MUC5B), в генах, ответственных за целостность теломер (TERC, TERT, TINF2, DKC1, RTEL1, PARN), генов сурфактанта (SFTPC, SFTPCA, SFTPA2, ABCA3, SP-A2) и иммунной системы (IL1RN, TOLLIP), а также гаплотипы генов HLA (DRB1*15:01, DQB1*06:02). Перспективно изучение влияния на развитие болезни обратимых эпигенетических факторов, которые могут быть скорректированы таргетной терапией. Среди них с идиопатическим легочным фиброзом ассоциированы специфические микроРНК и длинные некодирующие РНК. Сделано предположение, что драйверным событием для идиопатического легочного фиброза служит дисрегуляция транспозонов, которые являются ключевыми источниками некодирующих РНК и влияют на механизмы старения. Это обусловлено тем, что при патологической активации транспозонов происходит нарушение регуляции генов, в эпигенетическом управлении которых участвуют происходящие от этих транспозонов микроРНК (в связи с комплементарностью нуклеотидных последовательностей). Анализ базы данных MDTE (miRNAs derived from Transposable Elements) позволил выявить 12 различных микроРНК, гены которых в эволюции возникли от транспозонов и ассоциированы с идиопатическим легочным фиброзом (miR-31, miR-302, miR-326, miR-335, miR-340, miR-374, miR-487, miR-493, miR-495, miR-630, miR-708, miR-1343). Описаны взаимосвязи мобильных элементов с TGF-β, сиртуинами и теломерами, дисфункция которых вовлечена в патогенез идиопатического легочного фиброза. Новые данные об эпигенетических механизмах развития патологии могут стать основой для улучшения результатов таргетной терапии болезни с использованием в качестве мишени некодирующих РНК.
Ключевые слова: идиопатический легочный фиброз; иммунная система; микроРНК; теломеры; транспозоны; эпигенетические факторы.
Для цитирования: Мустафин Р.Н. Молекулярно-генетические особенности патогенеза идиопатического легочного фиброза. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):308-318. DOI 10.18699/VJGB-22-37

Аннотация. Идиопатический легочный фиброз – тяжелая прогрессирующая интерстициальная болезнь легких с распространенностью 2–29 случаев на 100 000 человек населения в мире. Значимым фактором риска заболевания является старение, механизмы развития которого задействованы в патогенезе идиопатического легочного фиброза. К ним относятся истощение теломер, геномная нестабильность, дисфункция митохондрий и потеря протеостаза. Важную роль в развитии идиопатического легочного фиброза играют также эпителиально-мезенхимальный переход, активация TGF-β и снижение экспрессии сиртуина SIRT7. Молекулярно-генетические исследования показали, что в патогенезе идиопатического легочного фиброза имеют значение мутации и полиморфизмы в генах муцина (MUC5B), в генах, ответственных за целостность теломер (TERC, TERT, TINF2, DKC1, RTEL1, PARN), генов сурфактанта (SFTPC, SFTPCA, SFTPA2, ABCA3, SP-A2) и иммунной системы (IL1RN, TOLLIP), а также гаплотипы генов HLA (DRB1*15:01, DQB1*06:02). Перспективно изучение влияния на развитие болезни обратимых эпигенетических факторов, которые могут быть скорректированы таргетной терапией. Среди них с идиопатическим легочным фиброзом ассоциированы специфические микроРНК и длинные некодирующие РНК. Сделано предположение, что драйверным событием для идиопатического легочного фиброза служит дисрегуляция транспозонов, которые являются ключевыми источниками некодирующих РНК и влияют на механизмы старения. Это обусловлено тем, что при патологической активации транспозонов происходит нарушение регуляции генов, в эпигенетическом управлении которых участвуют происходящие от этих транспозонов микроРНК (в связи с комплементарностью нуклеотидных последовательностей). Анализ базы данных MDTE (miRNAs derived from Transposable Elements) позволил выявить 12 различных микроРНК, гены которых в эволюции возникли от транспозонов и ассоциированы с идиопатическим легочным фиброзом (miR-31, miR-302, miR-326, miR-335, miR-340, miR-374, miR-487, miR-493, miR-495, miR-630, miR-708, miR-1343). Описаны взаимосвязи мобильных элементов с TGF-β, сиртуинами и теломерами, дисфункция которых вовлечена в патогенез идиопатического легочного фиброза. Новые данные об эпигенетических механизмах развития патологии могут стать основой для улучшения результатов таргетной терапии болезни с использованием в качестве мишени некодирующих РНК.
Ключевые слова: идиопатический легочный фиброз; иммунная система; микроРНК; теломеры; транспозоны; эпигенетические факторы.
Для цитирования: Мустафин Р.Н. Молекулярно-генетические особенности патогенеза идиопатического легочного фиброза. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):308-318. DOI 10.18699/VJGB-22-37

Аннотация. Вспышка нового варианта коронавирусной инфекции, известной как COVID-19, произошла в конце 2019 г. в Китае, в городе Ухань, и была вызвана вирусом SARS-CoV-2. Данный вариант вируса характеризуется высокой степенью изменчивости и, как показывает сложившаяся ситуация с его распространением по различным регионам земного шара, способен приводить к прогрессирующему распространению инфекции среди человеческой популяции и становиться причиной возникновения пандемии. Мировое сообщество исследователей прилагает огромные усилия для разработки средств защиты, профилактики и лечения этого заболевания, основываясь на современных достижениях в области молекулярной биологии, иммунологии и вакцинологии. В предлагаемом обзоре суммирована информация о современном состоянии исследований в области создания вакцин против COVID-19 с акцентом на роль растений в решении этой сложной проблемы. Хотя растения издавна использовались человечеством в качестве источников различных лекарственных субстанций, в условиях пандемии растительные системы экспрессии становятся привлекательными в качестве биофабрик или биореакторов для наработки искусственно созданных белковых молекул, включающих протективные антигены для вакцины против вирусной инфекции. Дизайн и конструирование таких искусственных молекул лежат в основе создания рекомбинантных субъединичных вакцин, нацеленных на быстрое реагирование против распространения инфекций с высокой степенью изменчивости. В обзоре представлено состояние исследований, охватывающее период немногим более двух лет, т. е. с момента появления новой коронавирусной инфекции. Обсуждается важность быстрого реагирования исследовательских групп из разных научных областей в направлении использования уже существующих разработок для создания средств защиты против различных патогенов. На примере двух растительных систем экспрессии – стабильной и транзиентной – показано развитие работ по конструированию рекомбинантных субъединичных вакцин против COVID-19 в различных лабораториях и коммерческих компаниях. Подчеркнута перспективность использования растительных систем экспрессии для разработки не только средств защиты в условиях быстрого реагирования (субъединичные вакцины), но и терапевтических средств в виде моноклональных антител против COVID-19, синтезируемых в растительных клетках.
Ключевые слова: растительные вакцины; системы экспрессии растений; вирусоподобные частицы; транзиентная экспрессия; стабильная экспрессия; рекомбинантные белки.
Для цитирования: Уварова Е.А., Белавин П.А., Дейнеко Е.В. Разработка и создание кандидатных вакцин против СOVID-19 на основе растительных систем экспрессии: состояние исследований и перспективы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2022;26(3):327-335. DOI 10.18699/VJGB-22-39