Аннотация. Мягкая пшеница, наряду с другими представителями трибы Пшенициевых, обладает огромным генетическим потенциалом для создания сортов с высокими технологическими и реологическими свойствами муки. Поэтому исследования генетической базы полиморфизма сортов мягкой пшеницы и выявление аллелей генов, ассоциированных с высокими хлебопекарными признаками, представляются актуальными. Цель данной работы – анализ нуклеотидных последовательностей гена субъединиц x-типа высокомолекулярных глютенинов Glu-B1-1 и анализ предсказанных аминокислотных последовательностей его белкового продукта у трех генотипов мягкой пшеницы. В ходе генотипирования по гену Glu-B1-1 у сортов мягкой пшеницы Авеста, Ленинградка крупнозерная и линии С-75094 были обнаружены ранее не описанные изменения в размерах амплифицируемых участков. Сравнительный анализ нуклеотидных последовательностей этих генов с известными опубликованными последовательностями показал наличие двух делеций у генотипов Авеста и С-75094 и семи однонуклеотидных замен у сорта Ленинградка крупнозерная. Выравнивание предсказанных аминокислотных последовательностей Glu-В1 рассматриваемых генотипов и стандартного сорта, несущего аллель Glu-B1-а, показало, что делеции в аминокислотных последовательностях у сорта Авеста и линии С-75094 локализуются в центральном домене белка и влияют на количество три-, гекса- и нонапептидов. У сорта Ленинградка крупнозерная было выявлено уменьшение количества трипептида GQQ и гексапептида PGQGQQ на одну единицу; кроме того, выявлены замены пяти аминокислот. Таким образом, нами обнаружены ранее не описанные делеции и замены в нуклеотидных последовательностях гена высокомолекулярных глютенинов Glu-B1-1, которые приводят к изменениям аминокислотных последовательностей в функционально значимых участках, а именно в центральных доменах белковых молекул. Выявленные мутации могут быть использованы при генотипировании сортообразцов мягкой пшеницы.
Ключевые слова: хлебопекарные качества; высокомолекулярные субъединицы глютенина; гены Glu-1; генотипирование.
Для цитирования: Галимова А.А., Кулуев Б.Р. Идентификация новых нуклеотидных последовательностей гена Glu-B1-1, кодирующего глютенины х-типа у мягкой пшеницы. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):433-439. DOI 10.18699/VJGB-23-52

Аннотация. Селекционная биофортификация направлена на обогащение съедобных частей растения микронутриентами. В рамках данной стратегии молекулярный скрининг коллекций различных культур позволяет определять аллельные варианты генов, новые аллели и сцепленность аллельных вариантов с морфофизиологическими признаками. Кукуруза Zea mays L. является важной зерновой и силосной культурой, а также источником основного предшественника витамина А – β-каротина, производного β,β-ветви пути биосинтеза каротиноидов. Параллельная β,ε-ветвь запускается ликопин-ε-циклазой LCYE, низкая экспрессия которой приводит к росту содержания провитамина А и связана с вариабельностью регуляторной последовательности 5’-UTR гена. В настоящем исследовании проведены скрининг коллекции 165 инбредных линий кукурузы российской селекции на варианты аллелей 5’-UTR LCYE, а также поиск зависимости уровня экспрессии гена LCYE от аллельного варианта 5’-UTR в листьях 14 коллекционных линий. Проанализированные 165 линий разделились на три группы, несущие аллели А2 (64 линии), А5 (31) и А6 (70). В сравнении с А2, аллель А5 содержал две делеции (в позициях -267–260 и -296–290 от ATG-кодона) и замену G251→T, тогда как аллель А6 – одну делецию (-290–296) и две замены (G251→T, G265→T). Анализ экспрессии гена LCYE в листовой ткани проростков образцов 14 линий, различающихся аллельными вариантами, показал отсутствие ассоциаций варианта аллеля 5’-UTR LCYE с уровнем экспрессии гена. Четыре линии, несущие аллели А2 (образцы 6178-1, 6709-2, 2289-3) и А5 (образец 5677), имели значительно более высокий уровень экспрессии гена LCYE (~0.018–0.037) по сравнению с остальными десятью проанализированными линиями (~0.0001–0.004), среди которых были представлены все три аллельных варианта.
Ключевые слова: Zea mays L.; инбредные линии кукурузы; ликопин-ε-циклаза; аллели LCYE; экспрессия гена.
Для цитирования: Архестова Д.Х., Шомахов Б.Р., Щенникова А.В., Кочиева Е.З. Аллельные варианты 5’-UTR и экспрессия гена ликопин-ε-циклазы LCYE у инбредных линий кукурузы Zea mays L. российской селекции. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):440-446. DOI 10.18699/VJGB-23-53

Abstract. The response of 250 common winter wheat breeding lines was investigated for resistance to the causative agent of Puccinia triticina under conditions of an infected field on the territory of Dobrudzha Agricultural Institute – General Toshevo, Bulgaria, during three successive seasons. Twenty lines with different degrees of resistance under field conditions were selected. Multi-pathotype testing was used to study the response of these lines at seedling stage under greenhouse conditions to individual pathotypes of P. triticina. Based on the response of the lines at seedling and adult stages, we found out that 20 % of them carried race-specific resistance. One of the lines (99/08-52) reacted with full resistance to the pathotypes used under greenhouse conditions. The reaction demonstrated by this line coincided with the response of isogenic lines carrying the genes Lr9, Lr19, Lr22a, Lr22b and Lr25. The other three lines (19/06-108, 82/08-43 and 82/08-35) showed a resistant reaction to 6 or 5 of the pathotypes used in the study. Their response partially coincided with the reaction of 5 isogenic lines, and the presence of some of these genes in the above lines is quite possible. Lines carrying this type of resistance are to be subjected to further genetic and breeding investigations to prove the presence of a race-specific gene. Twenty-five percent of the lines combined partial race-specific resistance at seedling stage with the resistance of race non-specific nature at adult stage. Forty percent of all studied lines carried race non-specific resistance, and 15 % of the lines possessed resistance of the “slow rusting” type. As a result of the study we carried out, the lines that demonstrated stable resistance to leaf rust can provide sufficient protection of the host and can be included in the breeding programs for developing varieties resistant to P. triticina.
Key words: wheat; Puccinia triticina; pathotypes; adult and juvenile resistance.
For citation: Ivanova V. Seedling and adult plant resistance to leaf rust in some Bulgarian common wheat lines. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(5):447-453. DOI 10.18699/VJGB-23-54

Аннотация. Орех грецкий – важная садовая культура, которая по объему производства занимает второе место среди всех орехоплодных. Несмотря на значительную потребность на внутреннем рынке, промышленное производство плодов ореха грецкого в России в настоящее время развито недостаточно. При этом существует необходимость обновления сортимента новыми высокопродуктивными сортами, адаптированными к местным агроклиматическим условиям и обладающими высоким качеством плодов, конкурентоспособными на мировом уровне. Важным вопросом для успешной реализации селекционных программ является комплексное изучение генофонда. В связи с этим в рамках исследования была поставлена задача оценки по комплексу признаков перспективных сортов из коллекции генофонда ореха грецкого Никитского ботанического сада и анализа генетических взаимосвязей на основе микросателлитного генотипирования. По результатам выполненной фенотипической оценки изучаемая выборка, включающая 31 сорт, была разделена на несколько групп по основным хозяйственно-биологическим характеристикам, таким как морозо- и засухоустойчивость, срок начала вегетации, сроки созревания, тип цветения, масса плода, толщина эндокарпа. Выделены сорта с хозяйственно ценными признаками, которые можно рекомендовать как перспективные в качестве исходных родительских форм в селекционной работе на устойчивость к абиотическим стресс-факторам, а также сорта с повышенной урожайностью и обладающие крупным размером плодов. На основании анализа восьми SSR-маркеров (WGA001, WGA376, WGA069, WGA276, WGA009, WGA202, WGA089 и WGA054) оценен уровень генетического разнообразия и определены генетические взаимосвязи в изученной выборке сортов. Выявлено наличие от шести (WGA089) до одиннадцати (WGA276) аллелей на локус. Суммарно по восьми использованным ДНК-маркерам было идентифицировано 70 аллелей при среднем значении 8.75. Анализ данных SSR-генотипирования в программе Structure 2.3.4 установил наличие двух основных групп генотипов. С учетом того, что все изученные сорта представляют собой отборы из местных семенных популяций в разных районах Крымского полуострова, выявленный уровень полиморфизма может опосредованно отражать уровень генетического разнообразия местного генофонда ореха грецкого. При этом наличие двух генетически обособленных групп, вероятно, свидетельствует о существовании двух независимо сформировавшихся пулов автохтонного генофонда вида Juglans regia L. на Крымском полуострове.
Ключевые слова: орех грецкий; SSR-маркеры; перспективные сорта; коллекция; генетическое разнообразие; фенотипическая оценка.
Для цитирования: Плугатарь Ю.В., Супрун И.И., Хохлов С.Ю., Степанов И.В., Аль-Накиб Е.А. Комплексная агробиологическая оценка и анализ генетических взаимосвязей перспективных сортов ореха грецкого Никитского ботанического сада. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):454-462. DOI 10.18699/VJGB-23-55

Аннотация. Известно, что различные виды животных при обитании в одинаковых условиях среды могут сформировать сходные фенотипы. Изучение конвергентной эволюции нескольких видов под действием одного и того же средового фактора позволяет выявить у них общие механизмы генетической адаптации. Местные породы крупного и мелкого рогатого скота формировались на протяжении тысяч лет под воздействием доместикации, а также отбора, направленного на адаптацию к факторам местной среды обитания и удовлетворение потребностей человека. Ранее нами был выявлен ряд генов-кандидатов в участках генома, подвергшихся отбору в ходе доместикации и адаптации к климатическим условиям России, включая низкие зимние температуры, у местных пород крупного рогатого скота (КРС) и овец с использованием данных полногеномного генотипирования. Однако эти данные обладают низким разрешением и не позволяют выявить большинство нуклеотидных замен. Целью работы было создание по данным полногеномного секвенирования списка генов, связанных с адаптацией российских пород КРС и овец, а также идентификация генов-кандидатов и метаболических путей для проведения селекции на адаптацию к холоду. Использованы опубликованные нами данные по поиску следов отбора в геномах российских или разводимых в России пород КРС (якутская, холмогорская, бурятская, вагю) и овец (забайкальская, тувинская). Количество генов-кандидатов в районах, потенциально подвергавшихся селекции, составило 946 у КРС и 151 у овец. Нами показано, что изученные российские породы КРС и овец имеют не менее 10 общих генов под отбором, по-видимому, участвующих в процессах адаптации/селекции, в том числе адаптации к холодному климату, включая гены ASTN2, PM20D1, TMEM176A, GLIS1. На основании пересечения со списком генов, подвергавшихся отбору по крайней мере у двух видов арктических/антарктических млекопитающих, у КРС и овец выявлено 20 и 8 генов соответственно, которые потенциально вовлечены в адаптацию к холоду. Среди них наиболее перспективными для дальнейших исследований являются ASPH, NCKAP5L, SERPINF1 и SND1. Анализ генных онтологий указывает на существование возможных общих биохимических путей адаптации к холоду у домашних и диких млекопитающих, связанных с разборкой цитоскелета и апоптозом.
Ключевые слова: признаки селекции; адаптация; холод; крупный рогатый скот; овца; местная порода; Россия; полногеномное секвенирование.
Для цитирования: Юдин Н.С., Ларкин Д.М. Гены-кандидаты доместикации и устойчивости к холоду по данным полногеномного секвенирования российских пород крупного рогатого скота и овец. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):463-470. DOI 10.18699/VJGB-23-56

Abstract. In this study, 371 Holstein cows from six herds and 26 Holstein bulls, which were used in these herds, were genotyped by the Illumina BovineSNP50 array. For runs of homozygosity (ROH) identification, consecutive and sliding runs were performed by the detectRUNS and Plink software. The missing calls did not significantly affect the ROH data. The mean number of ROH identified by consecutive runs was 95.4±2.7, and that by sliding runs was 86.0±2.6 in cows, while this number for Holstein bulls was lower 58.9±1.9. The length of the ROH segments varied from 1 Mb to over 16 Mb, with the largest number of ROH having a length of 1–2 Mb. Of the 29 chromosomes, BTA 14, BTA 16, and BTA 7 were the most covered by ROH. The mean coefficient of inbreeding across the herds was 0.111±0.003 and 0.104±0.004 based on consecutive and sliding runs, respectively, and 0.078±0.005 for bulls based on consecutive runs. These values do not exceed those for Holstein cattle in North America. The results of this study confirmed the more accurate identification of ROH by consecutive runs, and also that the number of allowed heterozygous SNPs may have a significant effect on ROH data.
Key words: ROH; SNP; inbreeding; cattle.
For citation: Smaragdov M.G. Identification of homozygosity-rich regions in the Holstein genome. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(5):471-479. DOI 10.18699/VJGB-23-57

Abstract. Sexual selection is considered as one of the leading factors of evolutionary development. In the conditions of incessant competition, specialized methods of attracting individuals of the opposite sex as well as criteria for assessing the quality of a sexual partner have been formed. In order for animals to rely on signaling from sexual partners, the signal must reflect the morpho-physiological status of animals. A high reproductive efficiency of male mice is a good advantage for mate selection and thus must be somehow demonstrated to potential mates. The aim of our study was to find out if male mice could demonstrate their reproductive efficiency through urine volatile organic compounds. The experiment implies cohabiting one male with two mature females for 6 days. The reproductive success of the male was assessed by the presence or absence of pregnant females. At the same time, naive females, who did not participate in reproduction, assessed the urine of the successful males as more attractive, which was expressed in shorter Latency time of sniffs in the Olfactory test. Using a rapid headspace GC/MS analysis, we have found volatile organic compounds (VOCs) in male urine that correlated with female behavior. It turned out that these substances are derivatives of mouse pheromone 6-hydroxy-6-methyl-3-heptanone. The amplitude of peaks corresponding to this pheromone correlated with the testosterone level in blood and the weight of preputial glands. The amplitude of peaks increased in males after mating with whom the females turned out to be pregnant. It is important to note that body weight, weight of testes, weight of seminal vesicles, weight of preputial glands, and plasma testosterone level alone are not reliable indicators of male reproductive success. Thus, the content of the pheromone 6-hydroxy-6-methyl-3-heptanone in the urine of males can serve as a good predictor of the quality of the male as a sexual partner for female CD-1 mice.
Key words: chemical signals; dihydrofuran; GC/MS; 6-hydroxy-6-methyl-3-heptanone; mating preference; olfactory preference; reproductive success.
For citation: Khotskina A.S., Zavjalov E.L., Shnayder E.P., Gerlinskaya L.A., Maslennikova S.O., Petrovskii D.V., Baldin M.N., Makas A.L., Gruznov V.M., Troshkov M.L., Moshkin M.P. CD-1 mice females recognize male reproductive success via volatile organic compounds in urine. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii=Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2023;27(5):480-487. DOI 10.18699/VJGB-23-58

Аннотация. Дифференциация близкородственных биологических видов с использованием методов молекулярно-генетического анализа имеет важное значение для селекционных процессов при разведении сельскохозяйственных животных, создании гибридных линий, поддержании генетической чистоты пород, линий, отводок. Подход к дифференциации Bos grunniens и Bos taurus на основании полиморфизма STR-локусов будет способствовать поддержанию генетической обособленности данных видов и, как следствие, выявлению гибридных особей. Целью исследования была оценка дифференцирующего потенциала 15 микросателлитных локусов для различения особей домашнего яка (B. grunniens), разводимых в высокогорном регионе Калмак-Ашуу (Кочкорский район, Нарынская область, Кыргызская Республика), и крупного рогатого скота (B. taurus) трех пород (абердин-ангусская, голштинская и алатауская) с использованием молекулярно-генетического анализа. Образцы были генотипированы по 15 микросателлитным локусам (ETH3, INRA023, TGLA227, TGLA126, TGLA122, SPS115, ETH225, TGLA53, BM2113, BM1824, ETH10, BM1818, CSSM66, ILSTS006 и CSRM60). Двенадцать из рассматриваемых STR-локусов составляли стандартную панель маркеров, рекомендованную ISAG. Статистический анализ данных проводили с использованием программ GenAlEx v.6.503, Structure v.2.3.4, PAST v.4.03 и POPHELPER v1.0.10. Анализ субпопуляционной структуры исследуемых выборок в программе Structure v.2.3.4 по данным генотипирования 15 STR-локусов показал, что точность отнесения образца к B. taurus составила 99.6±0.4 %, к B. grunniens – 99.2±2.6 %. Наибольшим потенциалом для дифференциации B. grunniens и B. taurus обладали те локусы, для которых рассчитанные значения показателя FST оказались максимальными – BM1818 (0.056), BM1824 (0.041), BM2113 (0.030), CSSM66 (0.034) и ILSTS006 (0.063). Точность классификации B. grunniens с использованием только этих пяти микросателлитных локусов составила 98.8±3.4 %, B. taurus – 99.1±1.2 %. Предложенный нами подход, основанный на молекулярно-генетическом анализе пяти STR-локусов, может быть использован в качестве экспресс-теста в селекционных и воспроизводительных программах Кыргызстана для B. grunniens.
Ключевые слова: домашний як; Bos grunniens; крупный рогатый скот; Bos taurus; ДНК; микросателлитные маркеры; STR; генотипирование; дифференциация.
Для цитирования: Чекиров К.Б., Исакова Ж.Т., Кипень В.Н., Ирсалиев М.И., Мукеева С.Б., Айтбаев К.А., Шаршеналиева Г.А., Бейшеналиева С.Б., Кыдыралиева Б.У. Дифференциация Bos grunniens и Bos taurus на основании полиморфизма STR-локусов. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):488-494. DOI 10.18699/VJGB-23-59

Аннотация. Здоровое долголетие человека – глобальная цель мировой системы здравоохранения. В то же время неуклонное старение населения стало серьезным вызовом для систем здравоохранения многих стран мира, в том числе из-за возросшего риска развития многих тяжелых нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера (БА) и болезнь Паркинсона (БП). Определение причин и процессов, влияющих на старение и продолжительность жизни человека, а также выявление механизмов развития возрастных патологий – первостепенная фундаментальная задача, стоящая перед научным сообществом. В настоящее время основные усилия направлены на идентификацию качественных характеристик генома, детерминирующих признак. Вместе с тем при их оценке существует множество проблем, затрудняющих установление ассоциаций. Количественные признаки обременены таковыми проблемами в меньшем объеме, но в большинстве случаев упускаются при проведении современных геномных исследований, посвященных вопросам старения и долголетия. Несмотря на наличие широкого круга возможностей проведения анализа геномных данных по количественным признакам, большинство возможностей не используется, что наряду с недоступностью опубликованных данных ведет к потере этой важной информации. Настоящий обзор посвящен описанию количественных признаков, важных для понимания процесса старения и необходимых для анализа в дальнейших геномных исследованиях, и является рекомендацией для включения описанных признаков в анализ. Рассматривается взаимосвязь количественных характеристик ядерного и митохондриального генома со старением, долголетием и возрастными нейродегенеративными заболеваниями, таких как частота обширных делеций митохондриальной ДНК (mtDNA), время полураспада mtDNA, частота замен A>G в тяжелой цепи mtDNA, количество копий mtDNA, длина теломер, частота соматических мутаций. В целом можно отметить, что есть достаточно серьезные причины полагать, что различные количественные характеристики генома могут быть прямо или косвенно ассоциированы с теми или иными аспектами старения и продолжительности жизни. Но имеющихся данных недостаточно для окончательных выводов и выявления причинно-следственных связей.
Ключевые слова: количественные параметры генома; старение; долголетие; нейродегенеративные заболевания; mtDNA; длина теломер; соматические мутации.
Для цитирования: Волобаев В.П., Кунижева С.С., Уральский Л.И., Куприянова Д.А., Рогаев Е.И. Количественные параметры генома человека при старении. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):495-501. DOI 10.18699/VJGB-23-60

Аннотация. Одно из наиболее актуальных направлений современной генетики и геномики человека – разработка новых биомаркеров для прогнозирования и раннего выявления заболеваний человека, а также для мониторинга ответа на терапию. До недавнего времени считалось, что функция генов Y-хромосомы человека ограничена определением пола и контролем сперматогенеза. Благодаря созданию крупных баз данных, полученных на основе метода поиска ассоциаций (GWAS), произошел переход к использованию больших выборок при анализе генетических изменений в норме и при патологиях, в том числе стало возможно оценить связь мозаичной анеуплоидии по Y-хромосоме в соматических клетках с более короткой продолжительностью жизни у мужчин по сравнению с женщинами. На основе данных Британского биобанка (UK Biobank) была обнаружена ассоциация между мозаичной потерей Y-хромосомы (mLOY) в лейкоцитах периферической крови с возрастом мужчин старше 70 лет, а также с рядом онкологических, сердечных, метаболических, нейродегенеративных и психических заболеваний. В результате mLOY в клетках периферической крови стала рассматриваться в качестве потенциального маркера биологического возраста мужчин и как маркер определенных возрастных болезней. На сегодняшний день определено множество ассоциаций между mLOY и генами, выявленными на основании данных GWAS и транскриптомов в пораженных тканях, однако не установлены ни точная причина возникновения mLOY, ни влияние и последствия этого феномена на уровне всего организма. В частности, неясно, влияет ли анеуплоидия по Y-хромосоме в клетках крови на развитие патологий, проявляющихся в других органах, например на мозг при болезни Альцгеймера, или представляет собой нейтральный биомаркер общей геномной нестабильности. В обзоре рассмотрены основные патологии и генетические факторы, ассоциированные с mLOY, и гипотезы их взаимосвязи. Особое внимание уделено последним исследованиям, посвященным mLOY в клетках мозга при болезни Альцгеймера.
Ключевые слова: мозаичная потеря Y-хромосомы (mLOY); болезнь Альцгеймера; GWAS; возрастные заболевания; онкологические заболевания.
Для цитирования: Кузнецова И.Л., Уральский Л.И., Тяжелова Т.В., Андреева Т.В., Рогаев Е.И. Мозаичная потеря Y-хромосомы при нейродегенеративных и онкологических заболеваниях человека. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):502-511. DOI 10.18699/VJGB-23-61

Аннотация. Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) – многофакторное заболевание дыхательной системы, развивающееся в результате комплексного взаимодействия молекулярно-генетических и средовых факторов, тесно связанных с образом жизни. Цель исследования – анализ комбинированного вклада генов PI3K/AKT/mTOR-сигнального каскада (PIK3R1, AKT1, MTOR, PTEN) и сиртуинов (SIRT1, SIRT3, SIRT6) в риск развития хронической обструктивной болезни легких. В работе использованы образцы ДНК 1245 индивидов. Полиморфные варианты генов SIRT1 (rs3758391, rs3818292), SIRT3 (rs3782116, rs536715), SIRT6 (rs107251), AKT1 (rs2494732), PIK3R1 (rs10515070, rs831125, rs3730089), MTOR (rs2295080, rs2536), PTEN (rs701848, rs2735343) анализировали методом полимеразной цепной реакции в реальном времени. Логистическую регрессию использовали для выявления ассоциации полиморфных локусов в различных моделях. Проводили линейный регрессионный анализ для оценки вклада генотипов изучаемых локусов в вариабельность показателей функции внешнего дыхания и индекса курения. Установлена ассоциация генов: SIRT1 (rs3818292) (P = 0.001, OR = 1.51 для генотипа AG), SIRT3 (rs3782116) (P = 0.0055, OR = 0.69) и SIRT3 (rs536715) (P = 0.00001, OR = 0.50) в доминантной модели; SIRT6 (rs107251) (P = 0.00001, OR = 0.55 для генотипа СT), PIK3R1: (rs10515070 (P = 0.0023, OR = 1.47 для генотипа AT), rs831125 (P = 0.00001, OR = 2.28 для генотипа AG), rs3730089 (P = 0.0007, OR = 1.73 для генотипа GG)) и PTEN: (rs701848 (P = 0.0015, OR = 1.35 в лог-аддитивной модели) и rs2735343 (P = 0.0001, OR = 1.64 для генотипа GC)). Обнаружена вариабельность показателей функции легочного дыхания в зависимости от полиморфных вариантов генов SIRT1 (rs3818292), SIRT3 (rs3782116), PIK3R1 (rs3730089) и MTOR (rs2536). Идентифицированы ген-генные сочетания, ассоциированные с ХОБЛ; наибольший риск развития ХОБЛ определялся сочетанием аллеля G гена PIK3R1 (rs831125) с генотипом GG гена SIRT3 (rs536715) (OR = 3.45). Полученные результаты полигенного анализа указывают на взаимодействие генов, кодирующих сиртуины SIRT3, SIRT2, SIRT6 и PI3KR1, PTEN, MTOR, и находят подтверждение в функциональной взаимосвязи сиртуинов и PI3K/AKT/mTOR-сигнального каскада.
Ключевые слова: хроническая обструктивная болезнь легких; PI3K/AKT/mTOR-сигнальный каскад; сиртуины; клеточное старение; окислительный стресс.
Для цитирования: Корытина Г.Ф., Ахмадишина Л.З., Маркелов В.А., Азнабаева Ю.Г., Кочетова О.В., Насибуллин Т.Р., Ларкина А.П., Хуснутдинова Н.Н., Загидуллин Н.Ш., Викторова Т.В. Роль генов PI3K/AKT/mTOR-сигнального каскада и сиртуинов в развитии хронической обструктивной болезни легких. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):512-521. DOI 10.18699/VJGB-23-62

Аннотация. Одним из наиболее распространенных врожденных метаболических нарушений является семейная гиперхолестеринемия. Это заболевание приводит к раннему развитию сердечно-сосудистых заболеваний атеросклеротического генеза. Семейная гиперхолестеринемия относится к моногенным заболеваниям с преимущественно аутосомно-доминантным типом наследования. Редкие патогенные варианты в гене LDLR определяются в 75–85 % случаев у пациентов с выявленной молекулярно-генетической причиной заболевания, варианты в других генах встречаются с частотой менее 5 % (APOB, PCSK9, LDLRAP1, ABCG5, ABCG8 и др.). Отрицательный результат генетического скрининга патогенных вариантов генов рецептора липопротеинов низкой плотности и его лигандов не исключает диагноз «семейная гиперхолестеринемия». В 20–40 % случаев при молекулярно-генетическом исследовании не удается определить изменения в вышеназванных генах. Цель настоящей работы – поиск новых генов, ассоциированных с фенотипом семейной гиперхолестеринемии, с использованием современных высокотехнологичных методов секвенирования и машинного обучения. На основании выборки пациентов с семейной гиперхолестеринемией, сформированной по критериям Dutch Lipid Clinic Network и включающей случаи заболевания, подтвержденные молекулярно-генетическим анализом, построены решающие деревья, которые позволили выделить из выборки случаи, требующие дополнительного молекулярно-генетического анализа. Определены пять пробандов с наиболее тяжелым течением семейной гиперхолестеринемии без патогенных вариантов в изученных генах для проведения полногеномного секвенирования на платформе HiSeq 1500 (Illumina). При выполнении полногеномного секвенирования у трех из пяти обследованных пациентов найдены редкие варианты: гетерозиготный вариант (rs760657350), локализованный в акцепторном сайте сплайсинга гена PLD1: c.2430-1G>A, ранее не описанная однонуклеотидная делеция гена SIDT1: c.2426del (p.Leu809CysfsTer2), новый миссенс-вариант c.10313C>G (p.Pro3438Arg) гена LRP1B и вариант однонуклеотидной делеции rs753876598: c.165del (p.Ser56AlafsTer11) гена CETP. Все варианты впервые описаны у пробандов с клиническим диагнозом «семейная гиперхолестеринемия». Идентифицированы варианты, которые потенциально могут влиять на формирование фенотипа семейной гиперхолестеринемии.
Ключевые слова: семейная гиперхолестеринемия; полногеномное секвенирование; машинное обучение; SIDT1; LRP1B; PLD1; CETP.
Для цитирования: Иванощук Д.Е., Колкер А.Б., Тимощенко О.В., Семаев С.Е., Шахтшнейдер Е.В. Поиск новых генов, ассоциированных с фенотипом семейной гиперхолестеринемии, методами полногеномного секвенирования и машинного обучения. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):522-529. DOI 10.18699/VJGB-23-63

Аннотация. Этиология гипертонической болезни неочевидна, поскольку одновременно оказываются задействованы различные системы организма, тем или иным образом связанные с регуляцией артериального давления: симпатическая нервная, ренин-ангиотензин-альдостероновая и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая системы, почечные и эндотелиальные механизмы. На патогенез гипертонической болезни влияет множество как генетических, так и средовых факторов, что обусловливает популяционную гетерогенность заболевания у людей. В связи с этим возникает необходимость в проведении исследований на экспериментальных моделях – инбредных линиях животных. Таковой является линия крыс НИСАГ (ISIAH), воспроизводящая наследственную индуцированную стрессом артериальную гипертензию, максимально приближенную к артериальной гипертонии у людей. Для определения специфических маркеров заболеваний используются «омиксные» технологии, в том числе метаболомные, которые дают представление о профиле концентраций низкомолекулярных соединений – аминокислот, липидов, углеводов, фрагментов нуклеиновых кислот – в биологических образцах, доступных для клинического анализа (кровь и моча). В настоящей работе проведен анализ метаболомного профиля сыворотки крови самцов крыс линии НИСАГ с генетической стресс-зависимой формой артериальной гипертензии по сравнению с нормотензивной линией крыс WAG. С применением метода спектроскопии ядерно-магнитного резонанса (ЯМР-спектроскопия) в образцах сыворотки крови было идентифицировано 56 метаболитов, при этом для 18 метаболитов выявлены достоверные различия по концентрации в сыворотке крови между линиями крыс. Статистический анализ полученных данных показал, что гипертензивный статус крыс НИСАГ характеризуется сочетанным повышением концентраций лейцина, изолейцина, валина, мио-инозитола, изобутирата, глутамата, глутамина, орнитина и креатинфосфата и понижением концентраций 2-гидроксиизобутирата, бетаина, тирозина и триптофана. Такие изменения концентраций метаболитов ассоциированы с характерными для гипертензивного статуса изменениями в регуляции метаболизма глюкозы (метаболомные маркеры – лейцин, изолейцин, валин и мио-инозитол), синтеза оксида азота (орнитин) и катехоламинов (тирозин) и с воспалительными процессами (метаболомные маркеры – бетаин, триптофан). Таким образом, идентификация метаболомного профиля стрессзависимой формы артериальной гипертонии представляется важным результатом, полезным для разработки персонализированного подхода к профилактике и лечению гипертонической болезни.
Ключевые слова: артериальная гипертензия; крысы НИСАГ (ISIAH); метаболомные маркеры.
Для цитирования: Серяпина А.А., Малявко А.А., Политыко Ю.К., Яньшоле Л.В., Центалович Ю.П., Маркель А.Л. Метаболомный профиль сыворотки крови при экспериментальной артериальной гипертензии. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2023;27(5):530-538. DOI 10.18699/VJGB-23-64