При разработке методов генной терапии на основе аденовирусных конструкций одной из основных проблем является иммунный ответ на введение вирусных частиц. Для снижения иммунной реакции предлагается использовать нестероидный противовоспалительный препарат ибупрофен. Установлено, что ибупрофен в высоких концентрациях оказывает дозозависимое токсическое действие на культуры мультипотентных мезенхимальных стромальных клеток. Определено, что в концентрации 0,125 мг/мл ибупрофен не вызывает гибели клеток, а также оказывает положительное влияние на аденовирусную трансдукцию культур ММСК: через 3 суток после заражения Ad-GFP в дозе 320 TCID50/мл выявлено 48,47±2,06% трансдуцированных клеток, а при добавлении в среду 0,125 мг/мл ибупрофена - 60,07±1,64% (p < 0,05). Ибупрофен может быть использован в генной терапии, основанной на аденовирусной трансдукции, для снижения иммунного ответа при локальном воздействии высоких доз вирусных векторов.

Ранее нами было выявлено новое заболевание из группы наследственных болезней обмена веществ с аутосомно-рецессивным типом наследования - мукополисахаридоз-плюс синдром (МПСПС). В результате проведенного полноэкзомного секвенирования была установлена патогенная гомозиготная мутация p.R498W в гене VPS33A. Целью настоящего исследования являлось изучение влияния мутации p.R498W в гене VPS33A на уровень белка и его функции. Клеточная модель заболевания была сгенерирована методом Crispr-Cas9. Исследование активности аутофагии проводилось путем анализа различий в количестве маркера аутофагосом LC3-II между образцами в присутствии или отсутствии ингибитора лизосом бафиломицина A1. Уровень эндоцитоза был определен при исследовании деградации рецепторов EGF. Было выявлено снижение уровня белка VPS33A в клеточных линиях с мутацией p.R498W в гетерозиготном и гомозиготном состоянии до ~43% и ~25%, соответственно. Мы выявили, что мутация p.R498W не оказывает влияния на основные известные функции белка VPS33A - эндоцитоз и аутофагию. Интенсивность флуоресценции в мутантных клетках была значительно повышена в сравнении с контролем, что свидетельствовало о смещении pH лизосом в кислую сторону. Повреждение домена 2-2, в котором расположена мутация p.R498W, приводило к дисфункции белка VPS33A. Фундаментальная значимость исследования обусловлена необходимостью расшифровки механизмов развития данного заболевания с целью поиска подходов к адекватной терапии.

Цель исследования: определить влияние GC-богатого фрагмента рибосомного повтора в среде культивирования на скорость репликативного старения клеток. Установлено, что GC-богатые фрагменты в составе внеклеточной ДНК ускоряют репликативное старение культивируемых фибробластов кожи человека и увеличивают уровень активных форм кислорода в клетках.

Глюкоцереброзидаза (GCase) - лизосомный фермент, кодируемый геном GBA. Мутации в гене GBA являются наиболее распространенным генетическим фактором риска болезни Паркинсона (БП). Гомозиготное носительство мутаций в гене GBA приводит к развитию болезни Гоше (БГ). Было показано, что мутации в гене GBA могут влиять на накопление белка альфа-синуклеина, агрегация которого рассматривается в настоящее время как ключевое звено патогенеза БП. В данном исследовании нами была сопоставлена ферментативная активность GCase, концентрация субстрата фермента HexSph и уровень белка альфа-синуклеина в первичной культуре макрофагов периферической крови пациентов с БГ, GBA-ассоциированной БП, бессимптомных носителей мутации в гене GBA (GBA-носителей), а также в присутствии селективного ингибитора GCase кондуритол-В-эпоксида (CBE) как на первичной культуре макрофагов контрольной группы пациентов, так и в клетках мозга модельных животных (мышей). В результате проведенного исследования на первичной культуре макрофагов, а также в клетках мозга мышиной модели показано, что при снижении активности GCase происходит накопление субстрата HexSph. На модельных животных нами впервые показано влияние ингибирования функции GCase на накопление олигомерных форм альфа-синуклеина. В макрофагах носителей мутаций в гене GBA было показано понижение активности GCase и накопление субстрата вне зависимости от наличия патологии. Таким образом, исходя из полученных данных можно предположить, что выраженная дисфункция GCase сопровождается накоплением лизосфинголипидов и изменением катаболизма альфа-синуклеина как в клетках первичной культуры макрофагов человека, так в клетках модельных животных.

Ранее обнаружено, что в лейкоцитах крови больных шизофренией по сравнению с контролем значительно снижено содержание тандемного повтора - субфракции сателлита III (SatIII), который входит в состав прицентромерного гетерохроматина первой хромосомы (район 1q12). Одной из причин низкого содержания повтора в ДНК больных может являться низкий уровень транскрипции SatIII в условиях стресса. В работе показано, что клеточный стресс в культивируемых фибробластах кожи больных шизофренией и здоровых людей, вызванный повышением температуры культивирования, значительно блокирует транскрипцию SatIII (1q12) и увеличивает в десятки раз уровень транскрипции SatIII на хромосоме 9. В клетках больных шизофренией снижение содержания SatIII(1q12) в ДНК положительно коррелирует со снижением количества РНК SatIII. В контрольных клетках содержание SatIII(1q12) в ДНК при стрессе не изменялось. Блокировка транскрипции SatIII в условиях стресса потенциально может быть одной из причин снижения содержания повтора SatIII(1q12) в ДНК больных шизофренией.

На сегодняшний день не существует нейропротекторных препаратов для лечения распространённого нейродегенеративного заболевания болезни Паркинсона (БП). Наиболее перспективной для разработки тагретной терапии считается форма БП, ассоциированная с мутациями в гене GBA (GBA-БП), как самая распространенная форма БП с известной этиологией. Мутации в гене GBA, кодирующем фермент глюкоцереброзидазу (GCase), приводят к снижению активности данного фермента. Ранее было показано, что ингибирование киназной активности LRRK2 ингибитором MLi-2 приводит к увеличению активности GCase. В данном исследовании мы впервые показали влияние ингибитора киназной активности LRRK2 MLi-2 не только на активность GCase, но и на активность других лизосомных ферментов в первичной культуре макрофагов периферической крови пациентов не только с LRRK2-ассоциированной БП (LRRK2-БП), но и с GBA-БП.

Возрастная макулярная дегенерации (ВМД) - комплексное нейродегенеративное заболевание, которое становится основной причиной потери центрального зрения людьми старше 60 лет. Развитие ВМД контролируется множеством взаимодействующих генетических и средовых факторов, определяющих форму, скорость прогрессии заболевания. Существенно влияют на эти параметры и эпигенетические механизмы, включая изменения паттернов экспрессии микроРНК, оценка циркулирующего пула которых рассматривается как перспективный подход к ранней диагностике, прогнозу течения и оценке эффективности лечения ВМД. Однако информация о паттернах экспрессии микроРНК в сетчатке на разных стадиях развития ВМД, тем более доклинических, практически отсутствует, а получить её позволяет только использование адекватных биологических моделей. Настоящее исследование выполнено на линии крыс OXYS (ИЦиГ СО РАН) - уникальной модели преждевременного старения, одним из проявлений которого становится развитие комплекса ключевых признаков ВМД. Его целью явилась оценка изменений экспрессии ряда перспективных с прогностической точки зрения микроРНК (miR-9, miR-27a, miR-34a miR-146a, miR-155) с возрастом в сетчатке крыс Вистар (контроль) и OXYS при развитии аналогичной ВМД ретинопатии. Экспрессию микроРНК оценивали методом ПЦР в реальном времени. Было выявлено увеличение уровня экспрессии miR-27a в сетчатке крыс OXYS с возрастом и по мере развития признаков ретинопатии, которое может вносить вклад в развитие признаков ВМД.

Изучен генофонд томских татар, проживающих в трех населенных пунктах: д. Черная речка, д. Тахтамышево, д. Эушта. Выявлено, что томские татары являются самой гетерогенной группой на территории Сибири. Полученные данные о генофонде томских татар отражают сложный процесс его формирования на базе различных по происхождению предковых групп населения. По результатам анализа генетической дифференциации по частотам гаплогрупп при делении томских татар на три выборки в соответствии с населенными пунктами показана высокая степень их межгрупповых различий. Томские татары значительно отличаются от других групп сибирских татар по составу гаплогрупп. По разным гаплогруппам показана связь томских татар с телеутами, северными алтайцами, шорцами, хакасами, тувинцами и бурятами, что подтверждает их связь с южносибирскими тюркоязычными и монголоязычными народами. Также выявлена значительная доля генофонда, унаследованная от переселенцев из Поволжья и бухарцев из Средней Азии.

На основе анализа последовательностей митохондриальной ДНК (мтДНК), депонированных в базах данных, исследован спектр аминокислотной изменчивости субъединиц комплекса I дыхательной цепи, кодируемых мтДНК, в зависимости от принадлежности к различным гаплогруппам мтДНК. Установлено, что около 20% аминокислот являются полиморфными в исследованном наборе последовательностей, и для 30% полиморфных аминокислот зарегистрировано более одного мутационного события (гомоплазия). Выявлено действие отрицательного отбора для некоторых генов комплекса I в гаплогруппах мтДНК, распространенных преимущественно в северных широтах. Показано, что индекс консервативности аминокислотных замен в генах комплекса I ниже, чем в других генах мтДНК, а для гена ND1 - выше, чем для других генов комплекса I. Для замен в «северных» гаплогруппах мтДНК по сравнению с распространенными в южных широтах выявлены более высокие средние значения показателя MutPred, отражающего величину эффекта замены аминокислоты на структуру и функцию белка и показателя mtDNA selection score.

Обсуждаются результаты исследования популяционных частот полиморфных вариантов гена VDR (Fokl, rs2228570; BsmI, rs1544410) в популяциях тоболо-иртышских сибирских татар и шорцев. Материал для исследования собран в экспедициях научных групп КемГМУ Минздрава РФ, ФГБНУ МГНЦ, КемГУ, Тобольской комплексной научной станции УрО РАН. Суммарный объем выборки 166 человек. Генотипирование осуществляли методом ПЦР в режиме реального времени с применением TaqMan зондов. Статистическая обработка - с использованием пакета программ STATISTICA 8.0 и стандартных подходов популяционной генетики. Исследование показало, что популяция шорцев (ареал расселения в Таштагольском районе Кемеровской обл.) характеризуется меньшими частотами полиморфных вариантов гена VDR BsmI*А и Fok1*С в сравнении с тоболо-иртышскими сибирскими татарами (Тюменский, Ярковский, Ялуторовский районы Тюменской обл.). В исследованных группах наблюдается отклонение уровня гетерозиготности.

Изучен фонд фамилий искеро-тобольских, иштякско-токузских, саргатско-утузских тоболо-иртышских татар и сибирских бухарцев за 1950-е, 1980-е и 2010-е гг. (18630 человек, более 1150 фамильных вариантов). Территории расселения обследованных групп находятся в контактных зонах - группы территориально граничат друг с другом и, характеризуются «реципрокными» миграциями, что может стать причиной «стирания» четких границ популяционных генофондов. Фамилии, как аналог генетических маркеров, применены для исследования трансформации популяционно-генетической структуры сибирско-татарского населения во времени и географическом пространстве. Полученные результаты свидетельствуют о выраженном своеобразии фамильного состава исследованных этнографических групп и подтверждают эффективность татарских фамилий, как инструмента в оценке трансформации структуры их популяций не только для фиксации событий, но и понимания их причин. Данные анализа фондов фамилий на основе генетических расстояний согласуются с географией расположения этнических ареалов в пределах контактных зон и характеризуют перспективность применения фамилий для решения задач популяционной генетики.

Потеря активности гена ACTN3 из-за стоп-кодона в локусе rs1815739 (аллель rs1815739-T или 577X) приводит к отсутствию α-актинина-3 в быстросокращающихся мышечных волокнах, что способствует повышению выносливости и устойчивости к холоду. Эти обстоятельства стали основой для гипотезы о том, что повышение частоты аллеля rs1815739-T в популяциях Евразии и Америки в сравнении с Африкой произошло под действием отбора еще на начальных этапах освоения планеты человеком. В настоящей работе нами проанализирован полиморфизм локуса rs1815739 в популяциях Сибири - на юге (буряты, алтайцы, тувинцы, тоджинцы) и на севере (чукчи, коряки, эвены, эвенки) региона. Показано, что, вопреки вышеупомянутой гипотезе, частота аллеля rs1815739-T выше на юге Сибири, а к северу, наоборот, повышается частота аллеля rs1815739-C и генотипа CC. Результаты исследования позволяют предположить, что характер распространения вариантов полиморфизма локуса rs1815739 гена ACTN3 в сибирских популяциях не связан с адаптацией к холоду.

Выявлен вклад пермского по происхождению компонента в генофонд различных этносов Поволжья, который присутствует у народов пермской языковой группы и тюркоязычных этносов. Он полностью доминирует у удмуртов и бесермян, а также занимает пятую часть генофонда коми. Анализ распределения этого компонента в популяциях и состава их генофондов по различным сублиниям гаплогрупп Y-хромосомы показывает, что современные удмурты сохранили свой исходный состав генофонда и не подвергались смешению с пришедшими позднее угорскими, тюркскими и славянскими переселенцами. Внесение этого генетического компонента в состав татар и башкир было связано с ассимиляцией местного пермского населения. Распределение в популяциях частот пермского компонента по геномным данным и частот гаплогрупп N1a1a и N1a2b в популяциях удмуртов, бесермян и коми полностью совпадает с данными антропологии и лингвистики.

Внутригенные делеции и дупликации представляют собой серьезную проблему при оценке результатов хромосомного микроматричного анализа у пациентов с подозрением на моногенное заболевание. Оценка клинической значимости и каузативности таких генетических вариантов, особенно протяженных дупликаций, затруднена, поскольку CNV, затрагивающие один или несколько экзонов гена, могут иметь различные фенотипические эффекты. В статье представлены результаты обследования двух пациентов с направительным диагнозом мышечная дистрофия. У обоих пациентов при проведении хромосомного микроматричного анализа диагностированы внутригенные дупликации в гене DMD. В работе обсуждаются особенности интерпретации таких CNV и предлагаются рекомендации для окончательной постановки генетического диагноза.

Парацентрическая инверсия 8р23.1 является одной из самых протяженных полиморфных инверсий у человека. В результате патологической мейотической сегрегации парацентрической инверсии образуются гаметы и впоследствии зиготы с рекомбинантными хромосомами, а именно с хромосомным/геномным дисбалансом в виде инвертированной дупликации со смежной делецией (inv dup del) или с терминальной делецией (del). В исследовании впервые проведена оценка частоты рекомбинации в инверсионной петле у носителя полиморфной парацентрической инверсии 8р23.1. Установлено, что в мужском гаметогенезе при гетерозиготном носительстве данной инверсии частота мейотической рекомбинации составляет 0,03%.

Введение. Малые сверхчисленные маркерные хромосомы (мСМХ), состоящие из гетерохроматиновых районов, могут быть обнаружены у индивидуумов без видимых аномалий фенотипа. Их наличие в кариотипе иногда приводит к репродуктивным проблемам, связанным с риском возникновения ошибок мейоза вследствие нарушения межхромосомного синапсиса и процесса расхождения гомологичных хромосом. Цель: изучение мейотической сегрегации и оценка частоты формирования гамет с анеуплоидией у мужчин с кариотипом 47,XY,+mar без клинически значимых аномалий фенотипа. Материалы и методы: флуоресцентная in situ гибридизация (FISH) на препаратах из эякулята семи мужчин, асимптоматических носителей мСМХ. Результаты: у всех носителей мСМХ частота сперматозоидов, содержащих маркерную хромосому, не превышала 28% и в среднем составляла 15,04±9,4 (±SD). Доля анеуплоидных сперматозоидов не превышала 3,1% и в среднем составляла 1,9±1,1 что сопоставимо с частотой анеуплоидии в гаметах индивидуумов с различными показателями спермы и нормальным кариотипом, которая не превышает 5,9% и в среднем составляет 2,2±1,8. Выводы: в мейозе носителей гетерохроматиновых мСМХ гаметы преимущественно формируются без маркерной хромосомы. Показано, что присутствие мСМХ в клетках эякулята не оказывает существенного влияния на мейотическую сегрегацию других хромосом, т.е. межхромосомный эффект отсутствует.