• Содержание
    Количество просмотров: 9
  • Том 30 №3 2026 год
    Читать весь выпуск

    Количество просмотров: 12
  • Молекулярная и клеточная биология

  • В.С. Рузанова, Л.Ю. Гривцова, С.Г. Ошихмина, А.С. Проскурина, Г.С. Риттер, Е.В. Долгова, С.С. Кирикович, Е.В. Левитес, Я.Р. Ефремов, Т.Д. Дубатолова, М.И. Мещанинова, А.Л. Мамаев, О.С. Таранов, С.В. Сидоров, О.Ю. Леплина, А.А. Останин, Е.Р. Черных, Н.А. Колчанов, А.С. Брюховецкий, С.С. Богачев
    Концепция природной реконструкции генома. Часть 5. Анализ изменения продолжительности жизни старых животных после реинфузии клеток костного мозга старых животных, обработанных hDNAgr и ангиогенином рекомбинантным человеческим
    Приложения
    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. Проведены две серии тестов (на мышах и крысах) по оценке продолжительности жизни старых животных, которым были реинфузированы клетки костного мозга старых животных, обработанные фрагментированной ДНК человека (hDNAgr), ангиогенином рекомбинантным человеческим и двумя препаратами совместно. В качестве групп сравнения использовались животные, которым реинфузировали необработанные клетки костного мозга старых животных или клетки костного мозга от молодых особей. В случае как аутбредных мышей, так и мышей линии CBA/Lac не выявлено достоверного увеличения продолжительности жизни животных при реинфузии клеток костного мозга, обработанных препаратом hDNAgr, по сравнению с группой мышей, которым реинфузировали необработанные клетки костного мозга. При использовании линии CBA/Lac мыши, которым реинфузировали клетки костного мозга, обработанные ангиогенином, на 10-й месяц после обработки одновременно пали от характерного симптомокомплекса. Патоморфологический анализ предполагает, что одновременная гибель мышей произошла в результате патологических нарушений в выделительных системах животных. Реинфузия клеток костного мозга от старых животных, обработанных ангиогенином и hDNAgr, и клеток костного мозга, взятых от молодых животных, значительно увеличивает продолжительность жизни мышей в группах. Совместное применение двух активаторов, ангиогенина и hDNAgr, увеличивало среднюю продолжительность жизни 30 % экспериментальных мышей до 35 мес. при 28 мес. в контроле. При использовании в качестве модельных животных крыс линии Вистар в первом эксперименте было показано достоверное увеличение жизни крыс при реинфузии клеток костного мозга старых животных, обработанных препаратом hDNAgr, до 28 мес. по сравнению с группой, получавшей необработанные клетки костного мозга старых животных, где средняя продолжительность жизни крыс составила 24 мес. Во втором аналогичном эксперименте достоверной разницы в продолжительности жизни крыс для указанных двух групп показано не было. Животные, которым вводили клетки костного мозга, обработанные ангиогенином, прожили достоверно дольше, чем крысы из контрольной группы. Проведенный анализ количества теломерной ДНК в клетках костного мозга крыс экспериментальных и контрольной групп через 12 мес. после обработки свидетельствовал, что достоверного увеличения теломерной ДНК не произошло. Рассматривается молекулярная/клеточная модель старения организма, связанная с концепцией «природной реконструкции генома».
    Ключевые слова: длина теломеры; продолжительность жизни; препарат двуцепочечной ДНК (hDNAgr); ангиогенин рекомбинантный человеческий; патоморфологический анализ; реинфузия клеток костного мозга
    Для цитирования: Рузанова В.С., Гривцова Л.Ю., Ошихмина С.Г., Проскурина А.С., Риттер Г.С., Долгова Е.В., Кирикович С.С., Левитес Е.В., Ефремов Я.Р., Дубатолова Т.Д., Мещанинова М.И., Мамаев А.Л., Таранов О.С., Сидоров С.В., Леплина О.Ю., Останин А.А., Черных Е.Р., Колчанов Н.А., Брюховецкий А.С., Богачев С.С. Концепция природной реконструкции генома. Часть 5. Анализ изменения продолжительности жизни старых животных после реинфузии клеток костного мозга старых животных, обработанных hDNAgr и ангиогенином рекомбинантным человеческим. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):345-361. doi 10.18699/vjgb-26-39
    Финансирование. Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в Институте цитологии и генетики СО РАН (государственный бюджетный проект № FWNR-2026-0025) и при поддержке И.Н. Зайцевой, А.А. Пуртова и АО Клинический госпиталь «НейроВита».
  • Д.К. Шерман, М.Е. Богомякова, Э.А. Кастуева, И.В. Звягин, В.К. Руппель, Е.В. Барсова, А.Ю. Горбачев, Н.А. Кулемин, А.A. Баринова, Е.А. Зеркаленкова, А.Н. Богомазова, М.А. Лагарькова
    Получение линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток RCPCMi014-A и RCPCMi014-B из Т-лимфоцитов здорового донора и верификация их моноклонального происхождения по V(D)J-перестройкам генов TCR
    Приложения
    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. Получение индуцированных плюрипотентных стволовых клеток из Т-лимфоцитов периферической крови представляет собой перспективную альтернативу использованию фибробластов кожи. Этот подход сочетает минимально инвазивный забор биоматериала совместно с быстрым получением обогащенной популяции целевых клеток. Дополнительным преимуществом является относительно низкий мутационный груз T-лимфоцитов по сравнению с традиционным источником соматических клеток для репрограммирования – фибробластами кожи, ввиду того что Т-лимфоциты защищены от хронического воздействия ультрафиолетового излучения – одного из ключевых факторов накопления соматических мутаций. Объективная верификация моноклональности полученных линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток возможна благодаря наличию V(D)J-перестроек генов Т-клеточного рецептора, формирующихся в результате соматической рекомбинации в тимусе в процессе естественного созревания Т-лимфоцитов. Эти перестройки остаются неизменными при репрограммировании и служат уникальным маркером, позволяющим достоверно идентифицировать моноклональные линии и исключать контаминированные линии или линии поликлонального происхождения. Надежная верификация клонального происхождения индуцированных плюрипотентных стволовых клеток может быть важной в экспериментах, предъявляющих высокие требования к генетической однородности. Данная работа посвящена созданию и комплексной характеристике моноклональных линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток, полученных из CD3+ Т-лимфоцитов здорового донора методом эписомного репрограммирования. Полученные линии RCPCMi014-A (PBM022E5) и RCPCMi014-B (PBM022E7) соответствуют принятым критериям качества для индуцированных плюрипотентных стволовых клеток: они демонстрируют экспрессию ключевых маркеров плюрипотентности (OCT4, SOX2, SSEA-4, TRA-1-81), способность к дифференцировке в производные всех трех зародышевых листков и обладают нормальным кариотипом. Обе линии показали способность к дифференцировке в дефинитивную эндодерму с высокой эффективностью, оцененной по экспрессии CXCR4, что определяет их перспективность для разработки протоколов генерации β-клеток поджелудочной железы. Полученные линии индуцированных плюрипотентных стволовых клеток могут быть использованы для фундаментальных исследований механизмов плюрипотентности и дифференцировки, а также для создания изогенных линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток с внесенными мутациями при моделировании редких наследственных заболеваний.
    Ключевые слова: индуцированные плюрипотентные стволовые клетки; Т-лимфоциты; репрограммирование; T-клеточный рецептор; клон клеток; V(D)J-рекомбинация; дефинитивная эндодерма
    Для цитирования: Шерман Д.К., Богомякова М.Е., Кастуева Э.А., Звягин И.В., Руппель В.К., Барсова Е.В., Горбачев А.Ю., Кулемин Н.А., Баринова А.A., Зеркаленкова Е.А., Богомазова А.Н., Лагарькова М.А. Получение линий индуцированных плюрипотентных стволовых клеток RCPCMi014-A и RCPCMi014-B из Т-лимфоцитов здорового донора и верификация их моноклонального происхождения по V(D)J-перестройкам генов TCR. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(2):362-371. doi 10.18699/vjgb-26-40
    Финансирование. Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (Федеральная научно-техническая программа развития генетических технологий на 2019–2030 годы, соглашение № 075-15-2025-518).

    Селекция растений на иммунитет и продуктивность

  • Е.А. Орлова, Н.П. Бехтольд, Ю.Н. Григорьев, О.Ю. Шоева, А.Ю. Глаголева, Т.В. Кукоева
    Разработка молекулярного маркера к гену Run8 для отбора устойчивых к пыльной головне генотипов ячменя
    Приложения
    Количество просмотров: 19
  • Аннотация
    Аннотация. Пыльная головня ячменя, вызываемая базидиомицетом Ustilago nuda (Jens.) Roster, встречается во всех регионах, где возделывается эта культура. Селекция на резистентность к пыльной головне, основанная на использовании доноров, обладающих генами устойчивости, представляет экологически и экономически безопасный способ, сдерживающий отрицательное действие патогена на ячмень. Внедрение в селекционный процесс молекулярно-генетических подходов позволяет контролировать передачу генов резистентности в гибридный материал. Ген Run8 контролирует устойчивость ко многим изолятам пыльной головни и служит источником высокой устойчивости к этому возбудителю. Цель представленной работы – разработка молекулярного маркера к гену Run8 для отбора из гибридных популяций генотипов ячменя, устойчивых к пыльной головне. С помощью сравнения доступных из базы данных пангенома ячменя нуклеотидных последовательностей гена Run8 определена инсерция/делеция шести пар нуклеотидов в кодирующей области гена. На основе выявленного полиморфизма разработан молекулярный маркер Hor7050, позволяющий дифференцировать аллели гена Run8. Маркер был протестирован на гибридных линиях F5–F6, полученных от скрещивания сорта Эльф – донора резистентности к пыльной головне – и несущего, по данным оригинаторов, ген Run8, с сортом Танай, обладающим практической устойчивостью к возбудителю. С помощью разработанного маркера из 84 гибридов были отобраны 18, несущих ген Run8 сорта Эльф. Однако проведенная фитопатологическая оценка показала, что из выделенных линий восемь восприимчивы к заболеванию. Для уточнения генотипа 18 отобранных линий был проведен дополнительный анализ с помощью микросателлитного маркера EBmac0541, сцепленного с геном Run6. Была установлена взаимосвязь между наличием аллеля данного маркера от сорта Эльф и устойчивостью к заболеванию. Возможно, сорт Эльф, кроме гена Run8, несет ген Run6, эффективный против расы 1 возбудителя пыльной головни. Для уточнения наличия гена Run6 у сорта Эльф требуются дополнительные исследования. Помимо устойчивости, отобранные линии были охарактеризованы по признакам продуктивности. По результатам двухлетнего анализа выделены три продуктивные резистентные линии с геном Run8 – 32, 65 и 79, достоверно превышающие по урожайности контрольный сорт Эльф.
    Ключевые слова: ячмень; пыльная головня; гены устойчивости; маркеры; линии
    Для цитирования: Орлова Е.А., Бехтольд Н.П., Григорьев Ю.Н., Шоева О.Ю., Глаголева А.Ю., Кукоева Т.В. Разработка молекулярного маркера к гену Run8 для отбора устойчивых к пыльной головне генотипов ячменя. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):372-380. doi 10.18699/vjgb-26-41
    Финансирование. Исследования выполнены при финансовой поддержке проекта РНФ № 25-26-20151 и Министерства науки и инновационной политики Новосибирской области (№ 30-2025-000964 от 21.05.2025).
    Благодарности. Работа по оценке гибридных линий ячменя на устойчивость к пыльной головне проведена в Центре коллективного пользования репродукции растений ИЦиГ СО РАН при поддержке бюджетного проекта FWNR-2022-0018. Авторы благодарят Галину Владимировну Генералову (ИЦиГ СО РАН) за помощь в работе.
  • S. Munir, M.A.B. Jaffar, S. Yasmeen, M.T. Khan, I.A. Khan
    Somaclonal variation in Saccharum spp.: unraveling its potential despite current

    Количество просмотров: 8
  • Abstract
    Abstract. Hybridization of different landraces or wild crop species facilitates genetic recombination and leads to the development of improved cultivars, particularly in sexually propagated crops. In contrast, genetic recombination via hybridization in asexually propagated crops like sugarcane (Saccharum spp. hybrid) is challenging due to self or cross incompatibility (low fertility). Such crops can be improved by somaclonal variation, which is achieved by tissue culture techniques. As a major contributor to global sugar and bioethanol production, sugarcane suffers substantial yield loss due to various biotic or abiotic stresses, which may be attributed to its poor resistance mechanism. Despite the potential of in vitro culture techniques, somaclonal variation remains underexplored in sugarcane breeding programs. To address the challenges posed to sugarcane under changing environmental dynamics, this review critically evaluates the role of somaclonal variation in sugarcane variety development, its underlying mechanism, practical applications, and factors affecting its occurrence. This review also discusses the limitations and challenges in the practical implementation of this technique in variety development, resulting in its neglect in modern breeding efforts. The focus on the potential of somaclonal variation, sustained by cutting-edge approaches, can unlock its limitations and fulfill the growing future demands of sugar, biofuel, and bioenergy industries.
    Key words: callus; genetics; in vitro culture; markers; regeneration; somaclonal variation; sugarcane
    For citation: Munir S., Jaffar M.A.B., Yasmeen S., Khan M.T., Khan I.A. Somaclonal variation in Saccharum spp.: unraveling its potential despite current neglect. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2026;30(3):381-390. doi 10.18699/vjgb-26-42
    Funding. The authors declare that no funds, grants, or other support were received during the preparation of this manuscript. Authors contribution. SM conceived the study and wrote the first draft of the manuscript. ABJ designed the figure and wrote the manuscript. SY, MTK and IAK critically review and edit the manuscript. All authors revised the final version. Data availability statements. All data supporting the findings of this study are available within the paper. Data sharing is not applicable to this article, as no new data were created or analyzed in this study.

    Устойчивость растений к абиотическому стрессу

  • Н.Е. Коротаева, А.В. Федяева, К.К. Мусинов, А.С. Сурначёв, Г.Б. Боровский
    Факторы морозоустойчивости пшеницы – белки-ингибиторы рекристаллизации льда

    Количество просмотров: 13
  • Аннотация
    Аннотация. Для озимой пшеницы зимостойкость – один из комплексных признаков, определяющих успешное возделывание этой культуры, а отвечающие за нее гены признаны высоко значимыми для селекционных работ. Накопление белков, препятствующих рекристаллизации льда (ice recrystallization inhibition proteins, IRIP), коррелирует с выживаемостью озимой пшеницы, что указывает на важность учета этого признака при получении более морозоустойчивых сортов. Значение IRIP для выживаемости определяется их способностью встраиваться в растущие кристаллы льда, что ограничивает формирование крупных ледяных конгломератов в тканях озимых растений. IRIP пшеницы, накапливающиеся преимущественно в апопласте листьев и узлов кущения в период холодовой акклимации, характеризуются типичной двойственной структурной организацией, определяющей как проявление IRI-активности, так и антипатогенные свойства. Молекула IRIP пшеницы содержит на С-конце консервативный, несколько раз повторяющийся фрагмент NxVx(x)G, формирующий ответственную за связывание с поверхностью льда β-спираль; на N-конце расположены типичная для активируемых патогенами киназ LRR-последовательность, а также направляющий сигнальный пептид. Геном пшеницы содержит до 11 IRI-генов. Промотор генов TaIRI содержит типичные основные цисактивирующие элементы и некоторые элементы, реагирующие на абиотический стресс и гормоны. Изоформы ответственных за защиту от патогенов белков (pathogenesis related proteins, PRP), накапливающихся у озимой пшеницы в период холодовой акклимации, также обладают IRI-активностью. Экспрессия генов IRIP и PRP положительно коррелирует с холодоустойчивостью растений озимой пшеницы. Регуляция генов IRIP и генов PRP, активируемых холодом, согласно современным данным, АБК-независимая, но зависит от присутствия жасмоновой кислоты и от некоторых протеомных факторов транскрипции. В обзоре приведены примеры практического использования изолированных IRIP озимой пшеницы. Вопрос о факторах регуляции активности генов IRIP и активируемых холодом PRP является наименее разработанным на сегодняшний день. Связь этих белков с зимостойкостью пшеницы указывает на перспективность их дальнейшего изучения.
    Ключевые слова: белки-ингибиторы рекристаллизации льда; Triticum aestivum L.; зимостойкость; регуляция активности генов
    Для цитирования: Коротаева Н.Е., Федяева А.В., Мусинов К.К., Сурначёв А.С., Боровский Г.Б. Факторы морозоустойчивости пшеницы – белки-ингибиторы рекристаллизации льда. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):391-402. doi 10.18699/vjgb-26-43
    Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-24-00117 (https://rscf.ru/project/25-24-00117/).
  • А.Е. Мишко, А.В. Клюкина
    Пути адаптации разных сортов груши к низкотемпературному стрессу в весенний период

    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. Хорошо известная семечковая культура – груша – на территории России занимает около 7 % общих площадей насаждений многолетних плодовых культур. Основную долю грушевых садов составляют зарубежные европейские сорта. Возвратные заморозки, которые характерны для южных регионов страны в весенний период, приводят к значительным потерям урожая. В настоящей работе изучены особенности ответных реакций цветочных почек сортов груши на низкотемпературный стресс. Исследовали крымский сорт Джанкойская поздняя, два краснодарских сорта Левен и Фламенко, а также межвидовой гибрид Киффер. Цветочные почки на разных стадиях развития промораживали в климатической камере в течение 12 ч при температуре –1.5…–2.0 °С. После стресса определяли активность некоторых ферментов антиоксидантной системы, содержание фенольных соединений, малонового диальдегида и уровень экспрессии генов тех же ферментов и белков, участвующих в холодовой адаптации. Выявлено, что осенний сорт Киффер в условиях Краснодарского края быстрее других изученных сортов начинает цвести, вследствие чего наиболее подвержен воздействию возвратных заморозков, о чем свидетельствуют высокие значения малонового диальдегида и уровень активности супероксиддисмутазы. Отечественные сорта Левен (зимний сорт) и Фламенко (летний) обладали самыми высокими показателями активности пероксидазы и экспрессии генов PcDREB2, PcCAP160, PcCOR413, PcPOX1 на фоне сниженного уровня малонового диальдегида. Как правило, данные сорта позднее выходили из состояния покоя по сравнению с сортом Киффер. Крымский сорт зимнего срока созревания был ближе по исследуемым параметрам к межвидовому гибриду, но отличался меньшими показателями ферментативной активности и экспрессией рассматриваемых генов. Полученные результаты позволяют заключить, что в условиях произрастания груши на территории южного региона страны, где возможны возвратные заморозки в весенний период, большей физиологической устойчивостью обладают сорта с началом цветения во второй-третьей декадах апреля, характеризующиеся высокими показателями антиоксидантной ферментативной активности, в первую очередь пероксидазы, и уровнем экспрессии генов PcDREB2, PcCAP160 и PcCOR413.
    Ключевые слова: груша; холодовой стресс; устойчивость; антиоксидантная система защиты; экспрессия генов
    Для цитирования: Мишко А.Е., Клюкина А.В. Пути адаптации разных сортов груши к низкотемпературному стрессу в весенний период. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):403-411. doi 10.18699/vjgb-26-44
    Финансирование. Публикация подготовлена в рамках реализации государственного задания FGRE-2022-0001 (рег. номер 225020408372-9) Министерства науки и высшего образования РФ.
  • М.А. Филюшин, Т.М. Середин, А.В. Щенникова, Е.З. Кочиева
    Характеристика генов галактуронатредуктаз (GalUR) чеснока (Allium sativum L.) и изменение их экспрессии в ответ на абиотические стрессоры

    Количество просмотров: 10
  • Аннотация
    Аннотация. Помимо основного L-галактозного пути синтеза L-аскорбиновой кислоты (АсК) в растениях, известно три альтернативных пути. Один из них, D-галактуроновый, считается специфичным для тканей с избытком D-галактуроната – субстрата D-галактуронатредуктазы (GalUR), относящейся к семейству альдегидкеторедуктаз (AKR). В настоящей работе идентифицировано семейство генов AKR чеснока Allium sativum L. и определено семь генов, AsGalUR1–7, предположительно кодирующих ферменты GalUR. Охарактеризованы структура и филогения генов AsGalUR1–7 и кодируемых ими белков, а также профиль экспрессии генов AsGalUR в различных органах растения чеснока (in silico и ПЦР-РВ). На основе полученных данных гены условно разделены на корневую (AsGalUR1–4) и листовую (AsGalUR5–7) группы по признаку наибольшей экспрессии в подземной и надземной частях растения соответственно. Проведен анализ экспрессии генов AsGalUR в листьях и корнях в ответ на воздействие засухи, солевого и холодового стрессоров, а также экзогенных фитогормонов (абсцизовая кислота, метилжасмонат), вкупе с измерением содержания АсК. Показано, что обработка гормонами подавляет экспрессию всех анализируемых генов в обоих типах органов. Холодовые условия в корнях стимулируют экспрессию корневых генов и подавляют – листовых и оказывают противоположный эффект в листьях. Осмотические стрессоры (NaCl, PEG) подавляют транскрипцию всех генов в листьях, но не меняют (NaCl) или стимулируют (PEG) ее в корнях, что сопровождается ростом накопления АсК. В листьях в стрессовых условиях выявлена положительная корреляция между экспрессией генов AsGalUR1 и 4 и содержанием АсК. Полученные данные могут стать основой для дальнейшего изучения механизмов регуляции синтеза АсК у чеснока и других видов Allium.
    Ключевые слова: чеснок; Allium sativum L.; биосинтез L-аскорбиновой кислоты; D-галактуроновый путь; D-галактуронатредуктаза; GalUR
    Для цитирования: Филюшин М.А., Середин Т.М., Щенникова А.В., Кочиева Е.З. Характеристика генов галактуронатредуктаз (GalUR) чеснока (Allium sativum L.) и изменение их экспрессии в ответ на абиотические стрессоры. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):412-423. doi 10.18699/vjgb-26-45
    Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (№ 24-76-10005; характеристика и анализ генов, экспрессионный анализ) и Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (анализ экспрессии на основе данных транскриптомного анализа).

    Симбиотические системы

  • А.П. Юрков, Т.Р. Кудряшова, А.И. Беляева, А.А. Крюков
    Изменение транскрипции генов аквапоринов в листьях люцерны хмелевидной в результате микоризации грибом арбускулярной микоризы в условиях дефицита воды
    Приложения
    Количество просмотров: 7
  • Аннотация
    Аннотация. Одним из актуальных направлений исследований растительно-микробных взаимодействий является изучение механизмов адаптации растений к стресс-факторам среды за счет развития симбиозов с различными микроорганизмами. Хорошо известна роль грибов арбускулярной микоризы в адаптации растений к засухе, но механизмы данных процессов до сих пор раскрыты не полностью, особенно в тканях листьев. Предполагается, что некоторые из генов аквапоринов могут играть важную роль как в адаптации растений к недостатку влаги, так и в развитии эффективного симбиоза с грибами арбускулярной микоризы. Таким образом, важной задачей в изучении растительно-микробных симбиозов является оценка влияния инокуляции грибом арбускулярной микоризы на экспрессию генов аквапоринов в листьях растений в высокоэффективной модельной растительно-микробной системе “Medicago lupulina + Rhizophagus irregularis” в условиях засухи. Сравнительная оценка транскрипции генов выполнена методом 2–∆∆CT по результатам количественной ПЦР в реальном времени: нормализация проведена по отношению к референсному гену – актину, контролем выступал вариант без инокуляции грибом. Исследование проведено как в начальную фазу развития – фазу развития 2-го листа, так и в фазу активного растительно-микробного взаимодействия – фазу цветения. В результате выявлены гены, имеющие достоверную дифференциальную экспрессию в условиях засухи при сравнении микоризованных и немикоризованных растений люцерны хмелевидной: NIP3;1, NIP4;2, специфический NIP7;1, TIP5;1 – в фазу развития 2-го листа; NIP3;1, NIP5;1, NIP6;4, NIP7;1 (специфический), PIP1;4, TIP2;3 и XIP1;1 (специфический) – в фазу цветения. Ранее в подобном эксперименте, но в условиях нормального полива эти же гены не имели дифференциальной экспрессии в сравнении микоризованных и немикоризованных растений. Вероятно, перечисленные гены принимают участие в адаптации изученных растений к условиям засухи. Полученные сведения могут быть использованы в разработке высокопродуктивных растительно-микробных систем с участием грибов арбускулярной микоризы с целью перехода к биологическому земледелию, минимизации негативного влияния на окружающую среду и повышению устойчивости растений к недостатку влаги.
    Ключевые слова: аквапорины; AQP; арбускулярная микориза; Medicago lupulina; Rhizophagus irregularis; засуха
    Для цитирования: Юрков А.П., Кудряшова Т.Р., Беляева А.И., Крюков А.А. Изменение транскрипции генов аквапоринов в листьях люцерны хмелевидной в результате микоризации грибом арбускулярной микоризы в условиях дефицита воды. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):424-434. doi 10.18699/vjgb-26-46
    Финансирование. Работа выполнена при поддержке РНФ № 24-26-00181.
    Благодарности. Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Геномные технологии, протеомика и клеточная биология» ВНИИСХМ.
  • Ю.В. Косульников, А.А. Крюков, К.Н. Бердышева, А.И. Ковальчук, А.П. Юрков, Ю.В. Лактионов
    Производственный штамм клубеньковых бактерий сои RZ300 Bradyrhizobium japonicum, устойчивый к высыханию на поверхности семян: культуральные свойства и специфические особенности генома

    Количество просмотров: 8
  • Аннотация
    Аннотация. Предпосевная обработка семян возделываемых бобовых культур препаратами клубеньковых бактерий является стандартной агрономической практикой, активно используемой при выращивании сои, эффективные микросимбионты которой часто отсутствуют в почве. В то же время, как показали многие исследования, эффект от применения биопрепарата во многом зависит от выживаемости ризобиальных клеток на семенах при высыхании. В настоящей работе проведен анализ жизнеспособности у трех производственных штаммов Bradyrhizobium japonicum, 643б, 640 и RZ300, на семенах сои Glycine max L. разного происхождения (сорта ЭН Аргента, Бара и Пруденс) в опытах, различающихся по разным параметрам: концентрациям инокулянта (10 и 100 %), температурам высушивания (5, 15, 25 °C) и составам защитных полимерно-углеводных композиций. В результате экспериментов обнаружено, что сорт сои не оказывал заметного влияния на жизнеспособность изучаемых штаммов ризобий, в то время как штаммы существенно различались по этому признаку. Наибольшую устойчивость к высыханию на семенах сои показал штамм RZ300. Сравнительный анализ генома этого штамма с геномом слабо устойчивого к высыханию штамма B. japonicum 634б позволил выявить наличие у штамма RZ300 гена opgC (кодирует белок ОpgC, участвующий в биосинтезе осморегулируемых периплазматических глюканов (OPGs)), который отсутствует у штамма 634б и, возможно, может определять повышенную устойчивость клубеньковых бактерий к высыханию на семенах. При изучении эффекта различных защитных композиций было отмечено, что лучшими защитными свойствами обладают составы на основе 50 % раствора сахарозы, а наибольшая устойчивость ризобий к высыханию проявляется при температуре +5 °C. Полученные в этой работе результаты могут быть использованы как в селекции эффективных штаммовинокулянтов, так и в технологическом сопровождении при создании биопрепаратов. Данные, полученные при изучении геномов штаммов, представляют интерес как для разработки систем генетического скрининга при поиске перспективных штаммов, так и для изучения возможности введения генетических конструкций с геном opgC в перспективные штаммы ризобий для улучшения их технологичности, т.е. обеспечения возможности эффективной заблаговременной инокуляции семян.
    Ключевые слова: клубеньковые бактерии; соя Glycine max L.; Bradyrhizobium japonicum; микробные биопрепараты; осмотический стресс; полногеномное секвенирование; гены устойчивости к осмотическому стрессу
    Для цитирования: Косульников Ю.В., Крюков А.А., Бердышева К.Н., Ковальчук А.И., Юрков А.П., Лактионов Ю.В. Производственный штамм клубеньковых бактерий сои RZ300 Bradyrhizobium japonicum, устойчивый к высыханию на поверхности семян: культуральные свойства и специфические особенности генома. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):435-443. doi 10.18699/vjgb-26-47
    Финансирование. Исcледование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда, грант № 25-26-00242.
    Благодарности. Работа выполнена с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Геномные технологии, протеомика и клеточная биология» ВНИИСХМ.

    Генетика животных

  • Л.П. Малиновская, К.В. Тишакова, П.М. Бородин
    Сравнительный цитогенетический анализ хромосомы, ограниченной клетками зародышевой линии, у вьюрковых птиц (Passeriformes, Aves)
    Приложения
    Количество просмотров: 10
  • Аннотация
    Аннотация. Добавочная хромосома, ограниченная клетками зародышевой линии (germline-restricted chromosome, GRC), обнаружена у всех исследованных воробьинообразных птиц. Она элиминируется из клеток соматической линии в раннем эмбриогенезе и из сперматоцитов после первого или второго деления мейоза. GRC передается в ряду поколений преимущественно по материнской линии, содержит амплифицированные и перестроенные копии последовательностей хромосом основного набора. Некоторые из них экспрессируются в гонадах самцов и самок. Однако функция и эволюционная динамика GRC остаются неизвестными. Мы провели сравнительный цитогенетический анализ GRC пяти видов птиц семейства Вьюрковые – обыкновенного снегиря Pyrrhula pyrrhula, обыкновенной зеленушки Chloris chloris, обыкновенного щегла Carduelis carduelis, обыкновенной чечётки Acanthis flammea и обыкновенного щура Pinicola enucleator – с использованием флуоресцентной гибридизации in situ ДНК-зонда к целой GRC обыкновенного снегиря с материалом ядер распластанных сперматоцитов данных видов и иммунолокализации белков синаптонемного комплекса и центромеры. Мы впервые описали кариотип синаптонемных комплексов обыкновенного щура (2n = 82 + GRC). Биваленты основного набора состоят из девяти субметацентрических (семь макро- и два микробивалента) и 32 акроцентрических микробивалентов. Все акроцентрические микробиваленты основного набора содержат центромеры, состоящие из нескольких центромерных доменов (метаполицентромеры). GRC щура представляет собой крупный акроцентрический макроунивалент. Перекрестная гибридизация in situ ДНК-зонда к GRC снегиря показала только слабые сигналы на GRC щура и чечётки, тогда как на GRC зеленушки и щегла сигналы отсутствовали. Эти данные согласуются с опубликованными результатами, полученными для двух других представителей этого семейства, и свидетельствуют о высокой видовой специфичности последовательностей GRC в пределах семейства Вьюрковые. Мы также обнаружили межвидовые различия в локализации последовательностей, сходных с последовательностями GRC снегиря, на бивалентах основного набора исследуемых видов. Таким образом, наши данные указывают на быструю эволюцию генетического состава GRC и видоспецифичную динамику увеличения и сокращения копийности выявленных последовательностей на хромосомах основного набора в ходе эволюции певчих птиц.
    Ключевые слова: germline-restricted chromosome; GRC; хромосомная эволюция; флуоресцентная гибридизация in situ; центромера; вьюрки
    Для цитирования: Малиновская Л.П., Тишакова К.В., Бородин П.М. Сравнительный цитогенетический анализ хромосомы, ограниченной клетками зародышевой линии, у вьюрковых птиц (Passeriformes, Aves). Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):444-450. doi 10.18699/vjgb-26-48
    Финансирование. Исследование поддержано Российским научным фондом, грант № 23-14-00182.
    Благодарности. Благодарим Центр микроскопии биологических объектов Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия (регламент № 3054), поддержанный грантами Министерства науки и высшего образования Российской Федерации № FSUS-2024-0018 и FWNR-2022-0015.
  • M.А. Kusliy, A.A. Yurlova, N.V. Vorobyeva, A.A. Proskuryakova, M.A. Demin, S.M. Sitnikov, V.N. Zharonkin, S.S. Onishchenko, A.K. Kasparov, A.E. Tupikin, A.S. Graphodatsky, A.S. Molodtseva,
    A.A. Tishkin
    Genetic diversity of horses of the Sargarinsko-Alexeevskaya and Irmen cultures of the Ob-Irtysh region of Western Siberia and their genetic proximity to modern horses of indigenous
    breeds
    Supplementary materials
    Количество просмотров: 9
  • Abstract
    Abstract. The multidisciplinary approach is in increasing use in modern science for solving complicated problems. Molecular genetics not only helps us understand biological processes, such as evolution and speciation, but also sheds light on numerous historical questions as to the directions of peoples’ migrations, the degree of interpenetration of contemporaneous cultures, and their continuity. In particular, investigation of phylogenetic relationships of domestic animals allows us to detail the interactions between bearers of different archaeological cultures. In the Bronze Age, Inner Asia and adjacent territories were characterized by intense human migrations and rapid spread of productive economies, including livestock farming. Here we examine the phylogenetic patterns of horses from two important Bronze Age Ob-Irtysh cultures in Western Siberia, the Sargarinsko-Alexeevskaya and Irmen ones, and the degree of their genetic proximity to horses from earlier (Andronovo and Eluninskaya) and later (Khereksur and “Deer Stone”, Biykenskaya, Bystryanskaya and Pazyryk) cultures in the region and adjacent territories. Data obtained from sequencing and analysis of mitochondrial genomes reveal differences in the mitochondrial gene pool of horses from the Sargarinsko-Alexeevskaya and Irmen cultures of the south of Western Siberia, highlighting the unique mitochondrial genetic diversity of the original horse herds of these cultures and the lack of close breeding contacts between them. We demonstrate an overlap between the mitochondrial gene pools of horses from the Khereksur and “Deer Stone” cultures of Mongolia and the Andronovo culture. We also established continuity between many of the obtained haplotypes of horses from the Early, Developed, Late Bronze Age, and Early Iron Age in southern Western Siberia, indicating the preservation of a significant part of the maternal gene pool diversity of domestic horses in the region across several historical and cultural periods. The similarity of mitochondrial haplotypes among horses of the Sargarinsko-Alexeevskaya culture, modern horses of the Akhal-Teke breed of Central Asia, and indigenous breeds of East Asia and Southern Europe, as well as between horses of the Irmen culture and modern horses of local breeds in Northern Europe, may reflect the migration routes of bearers of these cultures after their disintegration in the region under study. It also characterizes features of the formation of these breeds in ancient times. However, nuclear genetic markers should also be investigated to corroborate these hypotheses.
    Key words: ancient DNA; mitochondrial genome; phylogenetics; domestic horse; Bronze Age; Sargarinsko-Alexeevskaya culture; Irmen culture
    For citation: Kusliy M.А., Yurlova A.A., Vorobyeva N.V., Proskuryakova A.A., Demin M.A., Sitnikov S.M., Zharonkin V.N., Onishchenko S.S., Kasparov A.K., Tupikin A.E., Graphodatsky A.S., Molodtseva A.S., Tishkin A.A. Genetic diversity of horses of the Sargarinsko-Alexeevskaya and Irmen cultures of the Ob-Irtysh region of Western Siberia and their genetic proximity to modern horses of indigenous breeds. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2026;30(3):451-460. doi 10.18699/vjgb-26-49
    Funding. The research was supported by the Russian Science Foundation, project 22–18–00470-П “The World of Ancient Nomads of Inner Asia: Interdisciplinary Research on Material Culture, Sculptures and Economy”, https:// rscf.ru/project/22–18–00470/.

    Генетика человека

  • Б.А. Малярчук, Н.В. Похилюк
    Токсичные металлы и генетический полиморфизм у коренного населения Севера Азии и Америки
    Приложения
    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. В настоящей работе у коренного населения Сибири проанализирован полиморфизм генов, кодирующих ферменты метаболизма тяжелых металлов, на основе данных о содержании ртути, свинца и кадмия в крови у канадских эскимосов – носителей различных генотипов; изучен также полиморфизм генетических локусов, связанных с чувствительностью к воздействию мышьяка по данным о содержании неорганического мышьяка в моче у коренного населения Анд, длительное время (в течение тысячелетий) потребляющего питьевую воду с повышенным содержанием мышьяка. Для поиска генетических маркеров воздействия токсичных металлов на организм человека использован популяционно-генетический подход, направленный на анализ генетических различий между популяциями, проживающими в разных условиях природной среды (и в разных условиях загрязнения токсичными элементами). Статистически значимые различия главным образом обнаружены между коренным населением Северо-Восточной Сибири (эскимосы, чукчи и коряки) и выборками из центральной (эвены, эвенки, якуты) и южной (алтайцы, шорцы, буряты) частей Сибири. Максимальные значения статистики PBS (population branch statistics), свидетельствующие о вероятном действии отбора на генетические локусы чувствительности к воздействию ртути, выявлены в семи локусах генов MTHFR (rs2274976 и rs1801131), GPX4 (rs713041), ABCB1 (rs1128503), AHR (rs2066853), TXNRD2 (rs5748469) и SEPHS2 (rs1133238). К генетическим маркерам воздействия свинца могут быть отнесены локусы rs713041 (GPX4), rs7483 (GSTM3) и rs2282143 (SLC22A1). В отношении распределения кадмия в крови информативны локусы rs2274976 (MTHFR) и rs1056836 (CYP1B1). Обнаружено, что в популяциях коренного населения Северо-Востока Сибири с высокой частотой (65.8 %) распространены варианты полиморфизма гена AS3MT, защищающие от воздействия неорганического мышьяка, хотя сведения о долговременном употреблении коренными жителями побережий Чукотки и Приохотья питьевой воды, загрязненной мышьяком, отсутствуют. Предполагается, что вероятным источником мышьяка, а также других токсичных элементов на Северо-Востоке Сибири могут быть морепродукты, являющиеся основой традиционной «арктической» диеты коренного населения прибрежных районов северных морей. Для прояснения механизмов долговременного воздействия токсичных металлов на генетическую структуру популяций коренного населения Крайнего Севера необходимы дальнейшие молекулярно-генетические, биохимические и токсикологические исследования.
    Ключевые слова: генетические маркеры; генетическая дифференциация; популяции человека; Сибирь; ртуть; свинец; кадмий; мышьяк
    Для цитирования: Малярчук Б.А., Похилюк Н.В. Токсичные металлы и генетический полиморфизм у коренного населения Севера Азии и Америки. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):461-469. doi 10.18699/vjgb-26-50
    Благодарности. Авторы благодарны А.Н. Литвинову (ИБПС ДВО РАН) за помощь в работе.
  • А.В. Казанцева, А.В. Торопова, Э.К. Хуснутдинова, С.Б. Малых
    Исследование ассоциации генетических вариантов с развитием музыкальных способностей человека

    Количество просмотров: 15
  • Аннотация
    Аннотация. Формирование музыкальных способностей, включающих абсолютный слух, музыкальную память, чувство ритма, музыкальность, в значительной степени определяется наследственной составляющей (до 68 %). Проведенные к настоящему времени работы с использованием полногеномного анализа сцепления и ассоциаций с музыкальной одаренностью позволили выявить более 100 генетических локусов. В этот спектр входят гены транскрипционных факторов, регуляции нейрогенеза и синаптической пластичности; гены, закрепленные в ходе позитивной селекции музыкальности, а также связанные с особенностями формирования внутреннего уха. Поскольку ранее в Российской Федерации исследований по изучению связи музыкального таланта с генетической компонентой не проводилось, настоящая работа направлена на репликацию ассоциации ранее идентифицированных 17 однонуклеотидных вариантов (SNP) с формированием музыкальных способностей у русских. Генотипирование полиморфных локусов в генах GATA2, PCDH7, UNC5C, ASAP1, SBSPON, DCBLD2, KALRN, VLDLR, OTOF, GRIN2B, FoxP1, FoxP2, BDNF, EGR1, SNCA проводилось с помощью конкурентной аллель-специфичной ПЦР в выборке студентов, прошедших строгий конкурсный отбор при поступлении в консерватории, и в соответствующей контрольной группе. Метод логистической регрессии применялся как для оценки основного эффекта отдельных полиморфных вариантов, так и для выявления наилучшей прогностической модели, содержащей различные генетические локусы. Математическая модель, полученная в результате включения только ассоциированных SNP, состояла из генетических локусов GATA2 rs9854612, SNCA rs356168 и rs3910105, ASAP1 rs3057 и VLDLR rs1454626 (р = 0.0018, псевдо-r2 = 0.188, AUC = 0.791). Добавление всех изученных генетических локусов в качестве предикторов в регрессионный анализ позволило создать статистически значимую модель, обладающую более высокой прогностической способностью (р = 0.012, псевдо-r2 = 0.380, AUC = 0.889). Полученные результаты указывают на потенциальный кумулятивный эффект белковых продуктов изученных генов, подтверждая вовлеченность дофаминергической и ГАМКергической нейротрансмиссии, рилинового пути и роль альфа-синуклеина в формировании музыкальности.
    Ключевые слова: музыка; логистическая регрессия; математическая модель; когнитивные способности; α-синуклеин; дофамин; толщина извилины Хешля
    Для цитирования: Казанцева А.В., Торопова А.В., Хуснутдинова Э.К., Малых С.Б. Исследование ассоциации генетических вариантов с развитием музыкальных способностей человека. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):470-481. doi 10.18699/vjgb-26-51

    Медицинская генетика

  • M.Yu. Donnikov, P.A. Suchko, A.V. Morozkina, L.N. Kolbasin, E.A. Popova, S.I. Papanov, Yu.S. Koshevaya, L.G. Danilov, Yu.A. Eismont, O.S. Glotov, L.V. Kovalenko
    Diagnostic efficiency of whole exome sequencing in the search for genetic causes of hereditary diseases in Yugra (West Siberia, Russia)

    Количество просмотров: 8
  • Abstract
    Abstract. Whole-exome sequencing (WES) has revolutionized the diagnostics of hereditary diseases, yet its efficacy varies across populations. Data on the genetic architecture of rare hereditary disorders in many Russian regions, including the ethnically diverse Khanty-Mansi Autonomous Okrug (Yugra) are scarce. The aim of this study was to evaluate the diagnostic yield of WES for identifying genetic variants associated with hereditary disorders in this ethnically heterogeneous population. The study involved 286 probands with suspected hereditary disorders observed by regional geneticists in the years 2021–2024. WES was performed on the DNBSEQ-G50 platform (MGI, China). Bioinformatic analysis included variant calling and annotation using population databases and pathogenicity prediction tools. Identified variants were classified according to ACMG/Russian Medical Genetics Society guidelines and correlated with clinical phenotypes. Molecular genetic diagnoses were categorized as definitive, partial, potential (based on variants of unknown significance), or unknown. The examined cohort was predominantly pediatric, the most common clinical indications were neurological, dysmorphic, and metabolic disorders. Definitive molecular diagnoses were established in 24.8 % of patients. Inclusion of potential diagnoses increased the total yield to 48.6 %. Diagnostic efficacy varied significantly among disease categories ranging from 58.3 % for renal disorders to 0 % for neurodevelopmental disorders. A total of 420 unique variants were analyzed, and missense changes were the most frequent among clinically significant findings. The most commonly implicated genes were ATP7B, GJB2, ABCA4, and GALT. The study results indicate that WES is an effective first-tier molecular tool for a wide range of suspected hereditary diseases in the Yugra population, with a diagnostic yield comparable to similar studies abroad. The findings support the utility of WES in diverse populations and highlight the potential for increasing yield through trio-WES and periodic data reanalysis.
    Key words: whole exome sequencing; hereditary diseases; new generation sequencing; genetic counseling; diagnostic effectiveness; molecular genetic diagnosis
    For citation: Donnikov M.Yu., Suchko P.A., Morozkina A.V., Kolbasin L.N., Popova E.A., Papanov S.I., Koshevaya Yu.S., Danilov L.G., Eismont Yu.A., Glotov O.S., Kovalenko L.V. Diagnostic efficiency of whole exome sequencing in the search for genetic causes of hereditary diseases in Yugra (West Siberia, Russia). Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2026;30(3):482-489. doi 10.18699/vjgb-26-52
    Funding. The study was supported by the Foundation for Scientific and Technological Development of Yugra, project 2023-574-05.
  • А.Д. Изюмченко, М.Н. Грунина, К.В. Драчева, О.А. Чумакова, К.О. Танаянц, К.В. Легостаева, А.Н. Куликов, О.А. Беркович, Е.И. Баранова, С.Н. Пчелина, В.В. Мирошникова
    Редкие варианты в генах транспортеров холестерина у пациентов с нарушениями липидного обмена

    Количество просмотров: 8
  • Аннотация
    Аннотация. Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти в России и мире. Один из предрасполагающих к развитию сердечно-сосудистых заболеваний факторов – нарушения липидного обмена (дислипидемии), способствующие прогрессированию атеросклероза. На настоящий момент известны гены, ассоциированные с развитием моногенных форм нарушений липидного обмена, характеризующихся выраженным изменением уровня липидов. Однако выявление лиц с повышенным генетическим риском развития дислипидемии остается нерешенной задачей, что связано с полигенной природой большинства случаев. Целью настоящей работы было изучить спектр редких вариантов в генах транспортеров холестерина ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8 и NPC1L1, которые встречаются у пациентов с нарушениями липидного обмена в популяции Северо-Западного региона России. Проведен поиск редких вариантов (частота gnomAD менее 1 %) в генах ABCA1, ABCG1, ABCG5, ABCG8 и NPC1L1 с использованием данных таргетного секвенирования для 169 пациентов с нарушениями липидного обмена. Выявлено 14 вариантов в гене ABCA1 (17 пациентов), 4 варианта в гене ABCG1 (5 пациентов), 11 вариантов в гене ABCG5 (18 пациентов) и 7 вариантов в гене ABCG8 (11 пациентов). Частота некоторых из них, согласно базе данных RUSeq, была выше, чем в общемировой популяции. 19 пациентов (11 %) были носителями гаплотипа p.(Val177Ile)/p.(His221Tyr)/p.(Ala271Phe) гена NPC1L1, который предположительно может быть специфичен для российской популяции, т.е. эти варианты являются не редкими, а полиморфными и встречаются чаще у пациентов с нарушениями липидного обмена. Для варианта p.(Val177Ile) гена NPC1L1 был проведен анализ его вклада в развитие атеросклероза с использованием дополнительных выборок (группа пациентов с атеросклерозом, контрольная группа), который не выявил достоверных различий в частотах генотипов. Таким образом, в настоящее время данных в пользу влияния гаплотипа p.(Val177Ile)/ p.(His221Tyr)/p.(Ala271Phe) гена NPC1L1 на развитие дислипидемии и атеросклероза недостаточно. Проведенное исследование заставляет обратить внимание на популяционную специфичность ряда вариантов в генах транспортеров холестерина, в частности в гене NPC1L1, для Северо-Западного региона России. Полученные данные в дальнейшем могут быть учтены в разработке шкал генетического риска развития дислипидемий.
    Ключевые слова: семейная гиперхолестеринемия; дислипидемия; таргетное секвенирование; шкала генетического риска; обратный транспорт холестерина
    Для цитирования: Изюмченко А.Д., Грунина М.Н., Драчева К.В., Чумакова О.А., Танаянц К.О., Легостаева К.В., Куликов А.Н., Беркович О.А., Баранова Е.И., Пчелина С.Н., Мирошникова В.В. Редкие варианты в генах транспортеров холестерина у пациентов с нарушениями липидного обмена. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3): 490-501. doi 10.18699/vjgb-26-53
    Финансирование. Грант РНФ № 25-25-00351: «Влияние патогенных вариантов в генах LDLR и APOB на транскриптомный профиль макрофагов при семейной гиперхолестеринемии».
    Благодарности. Авторы выражают признательность всем докторам (врачам-кардиологам и детским специалистам), которые направляли образцы пациентов на генетическую диагностику нарушений липидного обмена в Отдел молекулярно-генетических и нанобиологических технологий НИЦ ПСПбГМУ им. академика И.П. Павлова и тем самым способствовали накоплению данных.

    Биоинформатика и системная биология

  • С.А. Лашин, Р.А. Иванов, Ю.Г. Матушкин
    Математическое и компьютерное моделирование биологических систем на разных иерархических уровнях организации
    Приложения
    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. Современная биология все в большей степени опирается на математическое и компьютерное моделирование для описания сложных иерархически организованных биосистем. В данном обзоре рассматриваются математические модели, охватывающие основные уровни биологической организации – от молекулярногенетического и клеточного до тканевого/органного, организменного, популяционного и экологического. Цель работы состоит в систематизации ключевых подходов к моделированию на каждом из этих уровней, анализе их возможностей и ограничений, а также в обсуждении стратегий построения многомасштабных и гибридных моделей, связывающих воедино процессы разных пространственно-временных масштабов. Рассматриваются классические детерминированные и стохастические модели на основе дифференциальных уравнений в частных производных, логические и графовые модели регуляторных сетей, клеточные автоматы, агентно-ориентированные и индивидуально-ориентированные модели и подходы, базирующиеся на балансе потоков. Приводятся типичные примеры моделирования молекулярно-генетических сетей, метаболизма и хемотаксиса, роста тканей и органов, динамики популяций и генетической структуры, а также функционирования экосистем. Особое внимание уделяется сопоставлению подходов по критериям масштабов описания, сложности моделируемых процессов, доступности исходных данных, вычислительной трудоемкости и интерпретируемости результатов. Обзор обобщает отечественный и зарубежный опыт, подчеркивая вклад российских и, в частности, новосибирских коллективов в развитие гибридных методов моделирования, построения многомасштабных моделей и реализации программных платформ для системной биологии. В результате проведенного анализа показано, что гибридные и многомасштабные модели позволяют наиболее полно учесть нелинейность, стохастичность и структурную неоднородность биологических систем, но требуют значительных вычислительных ресурсов и тщательной калибровки по данным. Отмечаются методические и программно-технологические тенденции, включая развитие специализированных платформ и репозиториев моделей, средств стандартизации описания и повторного использования модельных компонентов.
    Ключевые слова: математическое моделирование; биологические системы; многомасштабные модели; компьютерная биология
    Для цитирования: Лашин С.А., Иванов Р.А., Матушкин Ю.Г. Математическое и компьютерное моделирование биологических систем на разных иерархических уровнях организации. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026; 30(3):502-514. doi 10.18699/vjgb-26-21
    Финансирование. Работа выполнена при поддержке бюджетного проекта № FWNR-2025-0032.
  • А.Ю. Пальянов, А.П. Девятериков, Н.В. Пальянова, А.М. Шестопалов
    Эволюционные аспекты динамики мутаций в репликационно-транскрипционном комплексе SARS-CoV-2
    Приложения
    Количество просмотров: 6
  • Abstract
    Abstract. The SARS-CoV-2 virus continues to evolve and remains a significant public health threat, while the worldwide monitoring and sequencing of its genomic variants provide a unique opportunity to study its evolution and better understand its molecular mechanisms. In our work, we analyze its replication-transcription complex (RTC) over a 5.5-year period (December 2019–July 2025). This complex is significantly more conserved (as any alteration impairing its function prevents viral replication) than the S-protein (directly impacting infectivity and immune evasion) but still dynamically evolving part of the genome. The study focuses on high-frequency substitutions, their temporal behavior, co-occurrence, and structural context. Using genomes from GISAID, we identified 22 amino acid point mutations present in at least 1 % of currently available sequences, analyzed their weekly dynamics, revealed three distinct temporal patterns, and enumerated frequent co-occurring groups (pairs, triplets, and larger sets) within the same genomes. We mapped the affected residues onto an RTC 3D structure and reviewed the literature to examine the reported functional consequences. Notably, all these substitutions were single-nucleotide. One of the mutations, nsp12:G671S, showed a unique dynamic feature: it emerged, dominated globally for months, disappeared twice, and in 2025 reappeared for the 3rd time, always accompanied with other mutations in the RTC. Thus, it was interesting to trace its dynamics as an indicator of probable changes. In addition, our analysis of mutation and variant timelines suggests that the Delta variant may have emerged 7–8 months earlier than commonly reported. Taken together, these results provide a consolidated view of recurrent RTC variation, its temporal classes, co-occurrence, and structural context, underscoring the value of systematic surveillance of nsp7–nsp14 alongside analyses focused on structural proteins.
    Key words: SARS-CoV-2; RdRp; RTC; evolution; substitutions; mutations; dynamics; analysis; nsp12:G671S; Delta
    For citation: Palyanov A.Yu., Devyaterikov A.P., Palyanova N.V., Shestopalov A.M. Evolutionary inferences from the analysis of mutation dynamics in the SARS-CoV-2 replication-transcription complex. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov J Genet Breed. 2026;30(3):515-526. doi 10.18699/vjgb-26-54
    Funding. This research was funded by the Russian Science Foundation, project 23-64-00005.
  • Ю.В. Кручинина, Е.Г. Комышев, М.А. Генаев, В.С. Коваль, Д.А. Афонников, Н.П. Гончаров
    Генетический анализ архитектуры колоса пшеницы и его компьютерное фенотипирование у F2 гибридов тетраплоидных пшениц Triticum aethiopicum и T. carthlicum
    Приложения
    Количество просмотров: 9
  • Аннотация
    Аннотация. Всестороннее описание фенотипов растений конкретных таксонов является важной задачей при описаниях родов, видов и построениях их естественных классификаций. Развитие современных технологий эффективного фенотипирования позволяет получать большое количество данных с количественным и/или качественным описанием различных признаков у растений, преимущественно на основе анализа их цифровых изображений. В исследовании проведено сравнение результатов оценки расщепления в F2 гибридов двух эндемичных тетраплоидных (2n = 4x = 28) видов пшениц – пшеницы эфиопской (Triticum aethiopicum Jakubz.) и пшеницы карталинской (T. carthlicum Nevski), полученных визуально и с помощью методов машинного обучения. В последнем случае для анализа расщеплений предложено использовать метод смеси гауссовых (нормальных) распределений в морфометрии растений для того, чтобы выделить группы, которые различаются по значениям признаков. Ввиду того что большинство таксономически значимых (видообразующих) признаков у пшениц контролируется олигогенно и имеет четкое фенотипическое проявление, гибридологический анализ был незаменимым и основным видом анализа для последующего детального фенотипирования колосьев видов пшениц с использованием методов машинного обучения. По ряду признаков оценки характера наследования таких признаков, полученные разными методами, совпадают. На основании результатов проведенного исследования мы можем утверждать, что признак «тетраостость» (наличие остей одновременно на цветковой и колосковой чешуях) видоспецифический (таксономически значим) для T. carthlicum и он может быть эффективно использован исследователями в таксономических целях как при проведении гибридологического анализа, так и в экспериментах с использованием машинного обучениям. Для T. aethiopicum таким видоспецифическим признаком является «характер (тип) остистости». Наша работа демонстрирует, что комбинация методов автоматического фенотипирования, модели смеси гауссовых распределений в принципе позволит проводить автоматический анализ выделения классов в F2 гибридов, различающихся по величинам фенотипических признаков. Это позволит, в свою очередь, выявлять наличие генов, ассоциированных с видоспецифическими признаками растений. Тем не менее требуется совершенствование применяемых алгоритмов искусственного интеллекта.
    Ключевые слова: тетраплоидные пшеницы; Triticum aethiopicum; T. carthlicum; генетический анализ; гибридизация; расщепление; цифровое фенотипирование; машинное обучение
    Для цитирования: Кручинина Ю.В., Комышев Е.Г., Генаев М.А., Коваль В.С., Афонников Д.А., Гончаров Н.П. Генетический анализ архитектуры колоса пшеницы и его компьютерное фенотипирование у F2 гибридов тетраплоидных пшениц Triticum aethiopicum и T. carthlicum. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2026;30(3):527-536. doi 10.18699/vjgb-26-55
    Финансирование. Подготовка данных, разработка и верификация алгоритма выполнены при поддержке Российского научного фонда, проект № 23-14-00150.
    Благодарности. Растения были выращены в Центре коллективного пользования по выращиванию растений ИЦиГ СО РАН в рамках бюджетного проекта FWNR-2022-0017.

    Все статьи в формате pdf