Том 12, №1

Данный обзор посвящен преимущественно бетакоронавирусу SARS-CoV-2, вызвавшему в начале 2020 г. пандемию в виде опасной высококонтагиозной коронавирусной инфекции COVID-19 и рассмотренному вместе с близкими к нему вирусами SARS-CoV и MERS-CoV. Кратко приведена таксономия 2020 г. пандемию в виде опасной высококонтагиозной коронавирусной инфекции COVID-19 и  рассмотренному бетакоронавирусов и их геномная организация, включая важную информацию о наличии у коронавирусов ExoN экзорибонуклеазы, ответственной за точность репликации. Даны сведения о секвенировании полных геномов коронавирусов SARS-CoV, MERS-CoV, SARS-CoV-2 и о геномах некоторых бетакоронавирусов из дикой природы, свидетельствующие о зоонозном происхождении коронавирусных инфекций у человека. Показана высокая консервативность нуклеотидных последовательностей различных штаммов и изолятов SARS-CoV-2 независимо от места их выделения. Продемонстрировано биоразнообразие бетакоронавирусов и возникновение в природе у рукокрылых новых генотипов путем рекомбинации, включая образование самого вируса SARS-CoV-2. Значительное внимание уделено детекции бетакоронавирусов SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 с помощью обратно-транскрипционной ПЦР и прочих методов амплификации, в том числе приведена информация о существующих и разрабатываемых коммерческих наборах для диагностики COVID-19. Затронут вопрос о нахождении SARS-CoV-2 в окружающей среде, включая сточные воды, которые могут служить источником дополнительной информации о распространении этой инфекции, в том числе среди бессимптомных носителей. Рассмотрены некоторые нетривиальные вакцины против бетакоронавирусов и перспективы их применения. Сделан вывод о недостаточном внимании, уделявшемся в последние годы инфектологии, и необходимости быть в полной готовности к возможным будущим инфекциям, включая ведение постоянного мониторинга и разработку отечественного современного высокотехнологичного оборудования и диагностических тест-систем, а также производство расходных материалов.

Отсутствие смысловой запятой в названии данной публикации «ГМО запретить невозможно разрешить!» не случайно, поскольку нам хотелось бы, чтобы сами читатели после прочтения всей статьи поставили ее в правильное место. Для этого предоставлены убедительные доказательства надуманности выдвигаемых против ГМО обвинений, граничащих с фальсификациями. Приведены аргументы, свидетельствующие, что плейотропное действие генов имеет место не только в ГМ-растениях, а проявляется еще сильнее в гибридах и в сортах, полученных с помощью мутагенной селекции при радиационном или химическом воздействиях, вызывающих огромное количество мутаций с непредсказуемыми последствиями. Показана роль средств массовой информации в раздувании истерии по отношению к ГМ-растениям. Продемонстрировано отношение отдельных юристов к проблеме ГМО. Показана принципиальная невозможность количественной детекции ГМО/ГМИ с необходимой точностью в сельскохозяйственной продукции и в продуктах питания, из-за чего попытки такого контроля превращается в профанацию и ненужную трату средств. При этом новое поколение ГМО, представленное растениями с редактированными геномами представляют собой следующий этап направленного улучшения сельскохозяйственных, декоративных и прочих культур, которые лишены некоторых недостатков, присущих «старым» формам.

Инулин представляет собой полимер, состоящий из нескольких остатков фруктозы (от 10 до 36) в форме фуранозы. Данный полисахарид является вторым по распространенности после крахмала запасным углеводом у растений и наиболее характерен для представителей семейств Asteraceae и Campanulaceae. Данный обзор посвящен рассмотрению природных источников инулина, особенностей метаболизма, функций инулина в растениях и практического применения инулина. Наибольшее содержание инулина обнаруживается в корнях таких растений семейства Asteraceae, как Arctium sp. (Лопух), Cichorium sp. (Цикорий), Taraxacum sp. (Одуванчик), Smallanthus sp. (Якон), Inula sp. (Девясил) и других. В промышленных масштабах инулин получают из цикория, топинамбура и агавы. Синтез инулина в растениях регулируется несколькими ферментами фруктозилтрансферазами, из которых наиболее важными являются сахароза:сахароза-1-фруктозилтрансфераза (1-SST) и фруктан:фруктан-1-фруктозилтрансфераза (1-FFT), гены которых используются в качестве мишени в генной инженерии и геномном редактировании с целью изменения содержания инулина в растениях. Инулин находит широкое применение в качестве биологически активной добавки к пище как пребиотик. Потребление инулина с пищей обеспечивает создание оптимальных условий для роста и развития нормальной микрофлоры кишечника; повышенную устойчивость пищеварительной системы к бактериальным и вирусным инфекциям. В России существует большой спрос на инулин, однако данное пищевое волокно в нашей стране в промышленных масштабах практически не производится. В связи с этим, запуск заводов по производству инулина из растительного сырья является очень перспективным для нашей страны.

Создана векторная конструкция на основе плазмиды pJN105, несущая ген псевдофитохелатина pph6, и получены рекомбинантные по гену pph6 штаммы ризобий. Инокуляция трансформированными штаммами положительно воздействовала на биомассу растений в условиях токсического воздействия кадмия, несмотря на уменьшение числа клубеньков, образуемых на корнях. Проведенные эксперименты показали, что трансформацию геном pph6 целесообразно использовать для повышения устойчивости как самих бактерий, так и бобово-ризобиального симбиоза к воздействию кадмия с целью дальнейшего использования для целей фиторемедиации.

Биопленки служат для многих бактерий физическим барьером от токсичных соединений и защитой от неблагоприятных условий окружающей среды. Кроме того, для клубеньковых бактерий (ризобий) биопленкообразование является фактором, определяющим конкурентоспособность штаммов ризобий в почвенных условиях. В этом процессе немаловажную роль играют экзополисахариды (ЭПС), биосинтез и функции которых для Rhizobium leguminosarum на сегодняшний день изучены недостаточно, в отличие, например, от Sinorhizobium meliloti. В данной статье рассмотрена основная информация о структуре и биосинтезе ЭПС у R. leguminosarum, описываются основные функции ЭПС, а также эксперименты с генами, связанными с синтезом ЭПС, с целью модификации биопленкообразования, в том числе для целей биотехнологии.

Рожь (Secale sereale L.) – важнейшая сельскохозяйственная культура России, отличающаяся стабильным урожаем в зонах рискованного земледелия, высокой стрессоустойчивостью и способностью произрастать на малоплодородных почвах. Важным показателем качества зерна ржи является низкое содержание пентозанов (арабиноксиланов), так как они оказывают негативный эффект на процессы пищеварения у сельскохозяйственных животных. Сорта ржи с низким содержанием пентозанов отличаются хорошими кормовыми качествами, при этом сорта ржи с высоким содержанием пентозанов в зерне характеризуются хорошими хлебопекарными качествами. В связи с тем, что использование ржи для хлебопечения как в РФ, так и в других странах с каждым годом уменьшается, наиболее актуальным становится создание низкопентозановых сортов ржи. Содержание пентозанов может зависеть от условий произрастания, но более существенное влияние оказывает генотип, что предполагает возможность целенаправленного создания сортов ржи с низким содержанием пентозанов. Целью данного обзора является рассмотрение молекулярных основ хлебопекарных и кормовых качеств зерна ржи, в том числе генетических детерминант, которые могут быть связаны с содержанием пентозанов в зерне ржи. Содержание арабиноксиланов в зерне ржи зависит, в первую очередь, от функционирования как ферментов их биосинтеза, например, гликозилтрансфераз, так и ферментов их деградации - ксиланаз. У растений в биосинтез арабиноксиланов (пентозанов) вовлечены гликозилтрансферазы семейств 8, 43, 47 и 75, гены которых секвенированы у мягкой пшеницы, ячменя и некоторых других злаковых, однако у ржи пока остаются неизученными. В связи с тем, что рожь является близким родственником Triticum aestivum, при исследовании генов гликозилтрансфераз ржи могут быть использованы аннотированные нуклеотидные последовательности мягкой пшеницы.

Цель данной работы состояла в оценке влияния предшественника этилена 1-аминоциклопропановой кислоты (АЦК) на уровень, распределение между побегом и корнем и метаболизм ауксинов у растений арабидопсиса (Arabidopsis thaliana) исходного экотипа Columbia. Экзогенная АЦК снижала содержание ИУК в корнях, однако не влияла на накопление их массы. Ранее нами было показано, что потеря чувствительности к этилену у растений арабидопсиса как в результате мутации (etr1-1), так и при фармакологическом действии ингибитора рецепции этилена 1-МЦП на трансформированные DR5::GUS конструкцией растения, приводила к увеличению уровня ИУК в корнях. Все это позволяет нам сделать вывод, что этилен способен препятствовать чрезмерному накоплению ауксинов в корнях, тем самым поддерживая их рост. Введение в среду АЦК приводило к снижению соотношения содержания ИУК в корнях и побегах на фоне неизменного суммарного содержания ИУК в этих органах растений, а также к повышению в корнях экспрессии гена WES1, ответственного за связывание ауксинов с аминокислотами. Можно предполагать, что возможными механизмами снижения уровня ИУК в корнях под влиянием этилена являются повышение оттока ауксина из побега в корни и усиление его инактивации путем конъюгации.