Том 13, № 1

The genotypes of phylogenetically homogeneous Rhizobium leguminosarum bacterial strains in nodules of Lathyrus vernus plants were studied. The degree of genetic variation between bacteria within nodules of one L. vernus population correlated with the distance between host plants: the greater the distance, the greater the genetic differences between their microsymbionts. This may be due to the ongoing process of exchanging genetic information between Rhizobium strains, with the depends on the distance between them. But in some cases, this pattern was not observed, and there were significant differences between the microsymbionts of neighboring plants. Most likely, with the exception of spatial limitations, there are some other barriers that exist to the free exchange of genetic information between nodule bacteria.

Появление нового коронавируса SARS-CoV-2 породило множество загадок, на которые на все пока нет ответов. Однако степень угрозы человечеству, обусловленная тем, что к началу февраля 2021 г. в мире переболело более 100 миллионов человек, из которых 2 миллиона умерло, привела к тому, что усилия очень многих исследователей оказались направлены на борьбу с этой болезнью, включая массовое секвенирование полных геномов SARS-CoV-2, поскольку это необходимо для диагностики и прогнозирования эпидемиологической ситуации, в том числе в долгосрочной перспективе. В настоящее время показан довольно высокий уровень консервативности генома SARS-CoV-2, но имеется и значительная вариабельность внутрихозяйской вирусной РНК, подтверждающая концепцию существования квазивидов для РНК-содержащих вирусов. По состоянию на февраль 2021 г. в мире секвенированы полные геномы почти полумиллиона изолятов нового коронавируса, для упорядочения анализа которых предложен ряд номенклатур, включающий удобную динамическую номенклатуру Pango lineage. Продемонстрированы вариации геномов SARS-CoV-2 в виде консенсусных SNP (Single Nucleotide Polymorphism) и внутрихозяйских iSNV (intra-host Single Nucleotide Variant). С учетом iSNV и минорных мутаций, из 29,9 тысяч нуклеотидов вирусного генома к настоящему времени хотя бы однажды были изменены около 85% его нуклеотидов, но лишь очень немногие из них, благодаря определенным особенностям, обеспечивающим преимущественное распространение таких штаммов, превратились в мажорные мутации. На примере гена S-белка с учетом iSNV, минорных и мажорных мутаций показана его значительная вариабельность, обнаруживаемая при секвенировании сотен тысяч геномов SARS-CoV-2. На основе анализа 400 полных геномов SARS-CoV-2, выделенных на территории Российской Федерации в течение 2020 г., оценена динамика циркуляции отдельных штаммов с приобретенными мажорными мутациями, представленность которых несколько отличается от происходящих изменений генома SARS-CoV-2 в остальном мире. Отмечена возможность длительной персистенции нового коронавируса в организме человека, при этом резервуары для вероятного латентного существования SARS-CoV-2, в отличие, например, от вируса герпеса, остаются неизвестными. Нет единого мнения и о возможности реактивации SARS-CoV-2 или реинфекции. Последнее теоретически возможно в тех случаях, когда в организме «повторно инфицированных» обнаруживаются штаммы SARS-CoV-2, относящиеся к другим генетическим линиям и кладам. Это, однако, не исключает возможность мутирования вируса внутри одного хозяина. Несмотря на значительный прогресс в мониторинге распространения SARS-CoV-2, еще остается немало вопросов, но по мере накопления знаний о биологии нового коронавируса на них также непременно будут даны ответы.

В судебной медицине существует необходимость установить для анализируемого биологического материала половую принадлежность их владельца. Для этого необходимо с помощью ПЦР выявлять специфичные последовательности ДНК, характерные только для Y-хромосомы. Для этих целей используется целый ряд локусов, располагающихся как на Y- и X-хромосомах и несущих при этом определенные различия в нуклеотидных последовательностях (альфоидные сателлиты DYZ и DXZ; амелогениновые локусы AMELY и AMELX; гены стероидной сульфатазы STS; гены нейролигина NLG4Y и NLG4X и др.), так и находящиеся только на Y-хромосоме (пол-определяющий регион SRY; ген специфического белка семенника TSPY и др.). При этом эксперты-криминалисты часто имеют дело с поврежденными или старыми образцами, в которых ДНК подверглась разрушению и протяженных фрагментов может не быть; при анализе такого материала могут быть получены ложноотрицательные результаты. Таким образом, в ДНК-криминалистике при детекции гендерных локусов нужно стремиться к детекции ампликонов минимально возможных размеров. В данном обзоре определенный акцент делается на размерах ампликонов и, как показывает практика, для большинства локусов их минимизация оказывается востребованной. Причем подобный ПЦР анализ в ряде случаев (у XX-мужчин, XY-женщин, у лиц с другими аномалиями половых хромосом, у людей, сознательно сменивших свою половую принадлежность) способен приводить к ложному определению фенотипического пола из-за генетических особенностей таких индивидов и в результате расследование преступления, сориентированное на поиск представителя конкретного пола, может пойти по ложному пути. Кардинальным решением данной проблемы в ДНК-криминалистике может стать всеобщая ДНК-регистрация всего населения, которая позволит по биологическим следам с высокой точностью устанавливать конкретного человека, кому эти следы принадлежа(т)ли, и его реальный пол уже будет неважен и определять его с помощью ПЦР будет не актуально. Помимо судебной медицины проблема установления пола существует и в женском спорте. На протяжении целого десятилетия для этого использовался метод ПЦР с некоторыми из перечисленных выше локусов, но с 2011 г. от проведения ПЦР отказались, и вместо нее стали определять уровень мужского гормона тестостерона. Однако с полом у спортсменок гораздо больше этических вопросов, нежели генетических.

Исследовали влияние 24-эпибрассинолида (ЭБ) на рост, содержание пролина и показатели состояния антиоксидантной системы в проростках пшеницы в условиях дефицита влаги, моделируемой 12% полиэтиленгликолем (ПЭГ). В условиях дефицита влаги выявлено, что предобработка ЭБ оказывала защитный эффект на проростки пшеницы, стабилизируя состояние антиоксидантной системы, регулируя баланс пероксида водорода и активность пероксидазы, а также индуцируя дополнительное накопление пролина, что отражалось в поддержании более высокого уровня митотической активности клеток в корнях этих растений.

Кратко рассмотрены процессы, происходящие при ферментативном росте цепи ДНК, в виде удлинения этой молекулы, выделения пирофосфата, протона, тепловой энергии и увеличении электрического импеданса, находящих применение в разных методах высокопроизводительного секвенирования ДНК путем синтеза. При этом детекция роста цепи ДНК контролируется с помощью высоковольтного гель-электрофореза и имеет ограниченную масштабируемость. Что касается упомянутых выше прочих побочных продуктов полимеризации цепи ДНК, то их детекция может быть легко масштабируема, что привело к появлению методов полногеномного секвенирования ДНК новых поколений, получивших широко используемую аббревиатуру NGS – Next Generation Sequencing. Однако отнесение того или иного нового метода секвенирования к какому-либо конкретному поколению подчас вызывает затруднения в связи с тем, что используемый в нем принцип зародился раньше, чем был воплощен другой, оказавшийся в итоге менее производительным. Следует разграничивать методы нового секвенирования ДНК на две группы, в которых происходит массовое мультимолекулярное секвенирование одинаковых матриц, или имеет место секвенирование единичных молекул ДНК, получившее обозначение мономолекулярное секвенирование. В данном обзоре, наряду с классическим методом секвенирования ДНК по Сэнгеру, являющимся до сих пор «золотым стандартом», рассмотрены из первой группы пиросеквенирование, полупроводниковое секвенирование, термосеквенирование, электронное секвенирование, флуоресцентные мостиковое секвенирование и секвенирование с помощью наношариков, а также мономолекулярные методы – tSMS секвенирование, SMRT секвенирование и нанопоровое секвенирование. Уделено внимание стоимостным вопросам секвенирования ДНК и перспективам его развития.

В работе проведен сравнительный анализ влияния 24-эпибрассинолида (ЭБ) и 6-бензиламинопурина (БАП) на рост и состояние основных компонентов глутатионовой системы в корнях проростков пшеницы при действии 2% NaCl, который впервые выявил способность этих фитогормонов сходным образом стабилизировать стресс - индуцированное снижение показателя соотношения GSH/GSSG, позитивно регулировать активность глутатионредуктазы и глутатион-S-трансферазы. Обнаружен сопоставимый по уровню защитный эффект ЭБ и БАП на длину корней. Полученные данные свидетельствуют в возможном выполнении эндогенными цитокининами роли гормональных интермедиатов в реализации защитного действия ЭБ на растения пшеницы.

Морфогенный каллус – интегрированная система, образующаяся in vitro из экспланта как экзогенно (в результате пролиферации поверхностных клеток различных тканей), так и эндогенно (в глубине этих тканей), изначально состоящая из однородных меристематических клеток, которые постепенно преобразуются в группы гетерогенных морфогенетически компетентных клеток. В оптимальных условиях дальнейшего культивирования in vitro потенции таких клеток реализуются различными путями морфогенеза, включая образование полноценных растений-регенерантов – цель ряда биотехнологий. Преимущество использования морфогенных каллусов в биотехнологических исследованиях, помимо ряда несомненных методических удобств, состоит в сходстве морфогенетических процессов в растениях in vivo и в культивируемых каллусах in vitro, что следует расценивать как проявление универсальности морфогенеза при различных системах размножения растений. Формирование морфогенных каллусов из эксплантов в условиях in vitro определяется комплексом взаимосвязанных эндогенных  и экзогенных факторов. В целом, эндогенные факторы расцениваются как наличие в эксплантах in vivo способных к восприятию индуктора таргетных клеток (так называемые инициальные клетки каллусов), тогда как экзогенные (как правило, стрессовые) факторы – как индуктор процесса каллусообразования in vitro. В обзорной статье на примере представителей различных семейств растений проведен анализ литературных и собственных данных по выявлению и характеристике структурных особенностей инициальных клеток морфогенных каллусов в эксплантах in vivo. Приведены имеющиеся в доступной литературе ответы на принципиальные вопросы: каковы инициальные клетки каллусов (обладающие свойствами меристематичности, плюри- и тотипопотентности и, возможно, стволовости) и чем они структурно отличаются от других клеток эксплантов; обладают ли инициальные клетки компетентностью к каллусообразованию в условиях in vivo или же условия предварительного стрессового воздействия in situ и/или начальных этапов культивирования in vitro индуцируют приобретение этими клетками способности к репрограммированию. Высказано мнение о положительной роли позиционного расположения инициальных клеток каллуса в системе клеток и тканей экспланта.

Известно, что стресс формируется в ответ на неблагоприятные условия средовых факторов в результате взаимодействия разных нейроэндокринных систем, ключевой из которых является дофаминергическая. Для выполнения нейротрансмиттерной функции дофамина необходимо его связывание со специфическими рецепторами, экспрессия которых варьирует в разных тканях, органах и структурах мозга. К тому же особый интерес представляет исследование экспрессии генов дофаминовых рецепторов именно в периферической крови, как потенциального маркера оценки выраженности хронического стресса. В данной работе на вивальной модели крыс линии Вистар проведена оценка изменения уровня относительной экспрессии генов дофаминовых рецепторов Drd1, Drd2 и Drd3 в периферической крови в течение 6-ти месячного индуцированного хронического стресса разных типов, таких как интенсивная физическая нагрузка (принудительное плавание), иммобилизационный стресс, а также их сочетания (плавание с иммобилизацией). Экспрессия генов дофаминовых рецепторов типа D2 и D3 в крови не выявлена. Значительное увеличение экспрессии гена Drd1 показано во всех исследованных группах на 3-й месяц эксперимента, тогда как после шести месяцев нагрузки в группе крыс с иммобилизацией, относительный уровень экспрессии значимо снижался, что доказывает негативное влияние хронического стресса на выработку дофаминовых рецепторов типа D1. Таким образом, уровень активности гена Drd1 в крови может являться маркером для оценки степени выраженности хронического стресса у крыс.