SCI Библиотека

Для улучшения хозяйственно ценных признаков мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) весьма перспективно геномное редактирование, а биобаллистический метод - один из наиболее распространенных способов доставки генетических конструкций. Бóльшая часть опубликованных работ по редактированию мягкой пшеницы выполнена с использованием нескольких модельных сортов. Показано, что эффективность трансформации - генотип-специфичный показатель, поэтому подбор условий для успешной трансформации немодельных генотипов является актуальной задачей. В работе проведено сравнение эффективности биобаллистики для трансформации зародышевых щитков мягкой пшеницы линии Велют при варьировании следующих параметров: материал и концентрация микрочастиц (20, 40 мг/мл для золотых микрочастиц и 50 мг/мл для вольфрамовых), давление гелия (650 и 1100 psi). Эффективность биобаллистики оценивали по среднему числу клеток, экспрессирующих репортерный ген белка eGFP, на эксплант. Результаты показали, что при использовании частиц вольфрама как при 650 psi, так и 1100 psi, а также частиц золота при 1100 psi и 40 мг/мл эффективность трансформации снижается из-за усиления повреждения тканей щитков. Наибольшая эффективность бомбардировки отмечена для микрочастиц золота при следующих сочетаниях параметров: концентрация частиц 20 мг/мл и давление 1100 psi либо 40 мг/мл и давление 650 psi.

Обратимое метилирование мРНК - модификация N6-метиладенозина (m6A) - оказывает влияние почти на все стадии ее метаболизма. Динамические и обратимые процессы регулируются «записывающими» m6A-метилтрансферазами, «стирающими» m6A-деметилазами и «считывающими» m6A-связывающими белками. Эти регуляторы распознают, добавляют или удаляют сайты, модифицированные m6A, соответствующим образом изменяя биологические процессы. m6A присутствует во многих мРНК, кодируемых генами, связанными с заболеваниями человека, в том числе онкологическими. Роль модификации m6A мРНК в возникновении опухоли и ее прогрессии связана главным образом с активацией экспрессии онкогенов и подавлением экспрессии генов опухолевой супрессии. В зависимости от уровня метилирования аденозина, экспрессии и активности соответствующих ферментов эта модификация мРНК может приводить как к активации, так и к торможению роста опухоли. Показано участие m6A совместно с другими эпигенетическими модификациями в регуляции возникновения, развития и прогрессии опухоли, в частности в ангиогенезе. Молекулярный механизм действия метилтрансферазы METTL3 является возможной мишенью для диагностики и лечения онкологических заболеваний, что важно для практической медицины. Об этом говорит влияние на рост опухоли ингибиторов METTL3 и ангиогенеза, показавших эффективность при некоторых типах опухолей.

Аденоассоциированные вирусы (AAV) прочно вошли в практику научных исследований в широком спектре областей, от молекулярной биологии до физиологии. Они прошли путь от открытия их как вирусов в 1965 г. до широко используемого молекулярно-биологического инструмента на сегодняшний день. Исследователей привлекает в них надежность, стабильная экспрессия трансгена и низкая иммуногенность. Часто AAV становятся привлекательным средством доставки для генотерапии. Все больше фармацевтических компаний запускают клинические испытания с использованием AAV в качестве доставки гено-терапии. В 2023 г. Food and Drug Administration (FDA - Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, США) был одобрен препарат Roctavian для лечения гемофилии A на основе AAV. Прогресс в этой области навел нас на мысль о его концептуальном обобщении и написании настоящей работы. В статье приведен анализ последних молекулярно-биологических и биотехнологических решений для аденоассоциированной вирусной доставки, а также ее оптимизации на животных моделях и способах сделать ее более направленной. Рассмотрены особенности серотипов аденоассоциированных вирусов, особое внимание уделено их тропизмам к клеткам организма и генно-инженерным способам их изменения - направленной эволюции капсидов, использованию химерных капсидов, сшитых с рецепторами или одноцепочечными антителами альпак. Существенным недостатком AAV является ограниченность кассеты - лишь 4.7 кб генного материала. В обзоре описаны приемы увеличения переносимого генетического материала и осуществления трансдукции длинных по протяженности до 10 кб последовательностей кДНК; собрана информация по проводимым клиническим испытаниям, в которых задействованы AAV, а также охарактеризованы проблемы реализации доставки генов при применении AAV в терапии.

Описана математическая модель расщепления, основанная на фундаментальных свойствах нормального распределения. Предложены классификация расщеплений и их соотнесение с методикой исследования, ориентированной на преимущественное использование количественных (измеряемых) признаков. Описан алгоритм последовательного разделения би- и мультимодальных выборок на отдельные группы с применением свойства симметрии нормального распределения. Представлен метод балансировки групп, повышающий точность деления исходной выборки и унифицирующий подсчет количества объектов в группах. Продемонстрирована применимость описываемого метода к сложным распределениям различного вида, обеспечивающая определение формулы расщепления для выявленных групп. Приведены сведения о доступе к исполняемому модулю и исходным текстам специально разработанного инструментального средства.

В последние годы в список модельных организмов внесен свободноживущий плоский червь Macrostomum lignano, нашедший широкое применение в ряде областей научных изысканий. Его ключевая особенность, высокий потенциал к регенерации, предоставляет ему устойчивость к токсичным соединениям и онкогенам, высокую адаптивность к резким изменениям факторов окружающей среды, а также длительный срок жизни, граничащий с условным бессмертием. С другой стороны, особенности хромосомного состава генома M. lignano, выраженные в ряде геномных нестабильностей, вкупе с регенерацией, не переходящей в опухолевый генез, открывает широкие возможности для фундаментальных исследований противораковых терапий. Обзор посвящен разбору направлений биологических наук, где применяется или мог бы применяться M. lignano.

Монография «Внутривидовое разнообразие твердой пшеницы (Triticum durum Desf.)» (Ляпунова, 2022) знакомит читателя с внутривидовой классификацией твердой пшеницы Triticum durum Desf., разработанной во Всероссийском институте генетических ресурсов растений им. Н. И. Вавилова (ВИР), и ее упрощенным аналогом, опубликованным ранее (Ляпунова, 2021). Классификация основана на системе рода Triticum L., созданной коллективом ученых под руководством известного тритиколога Владимира Филимоновича Дорофеева (Чикида, 2020) в отделе пшеницы ВИР и опубликованной в «Культурной флоре СССР. Т. 1. Пшеница» (Дорофеев и др., 1979)

Яровая мягкая пшеница ( Triticum aestivum L.) - основная зерновая культура Западно-Сибирского региона. В статье описан новый сорт яровой мягкой пшеницы Баганочка. С 2023 г. сорт включен в Государственный реестр селекционных достижений, допущенных к использованию по Западно-Сибирскому (десятому) региону. Достоинства нового сорта: высокая урожайность, стекловидность, устойчивость к неблагоприятным условиям произрастания, принадлежность к сильным пшеницам.

Наблюдаемые изменения климата не только приводят к варьированию гидротермических условий, но и сказываются на развитии растений, распространении и проявлении заболеваний. На сегодняшний день главная задача селекционера - создание сортов, устойчивых к стрессовым факторам и способных давать высокий и стабильный урожай. В работе представлены результаты оценки устойчивости образцов мягкой пшеницы из питомника КАСИБ-22 к основным листовым патогенам и пыльной головне. Цель исследования - иммунологический мониторинг сортов и линий российской и казахстанской селекции в условиях лесостепной зоны Приобья. Объектом исследований выбраны 44 образца пшеницы, полученные из различных регионов России и Казахстана в рамках программы челночной селекции КАСИБ. Полевые наблюдения в 2021-2022 гг. позволили выделить генотипы, обладающие высокой устойчивостью к местным популяциям возбудителей бурой ржавчины, пыльной головни и мучнистой росы. Так, комплексной устойчивостью к этим патогенам обладают Линия Пт-235, Линия Пт-311, Лютесценс 1462, Лютесценс 1486, Лютесценс 1489, Лютесценс 76-17. По результатам корреляционного анализа отмечена сильная отрицательная связь между урожайностью и развитием листовых патогенов. Более благоприятным для формирования высокой урожайности был 2021 г. Урожайность на уровне 51.0 ц/га и выше получена у генотипов Новосибирская 18, Линия Пт-311, KS 60/09-9 и Лютес ценс 71/10-4. В 2022 г. максимальная урожайность составила 46.9 ц/га (Лютесценс 1486). В качестве высокопродуктивных и обладающих высокой и средней устойчивостью к бурой ржавчине, мучнистой росе и пыльной головне отмечены селекционные образцы Линия Пт-311 (Курганский НИИСХ), Лютесценс 1462, Лютесценс 1486, Линия 1616ае14 (Самарский НИИСХ), Лютесценс 1356 (ИЦиГ СО РАН). Каждая из указанных линий представляет практическую ценность для селекции.

В Новосибирской области широко распространено заболевание покрытой головни овса, вызванное возбудителем Ustilago kolleri Wille. C 2013 по 2022 г. проведены исследования по определению расовой дифференциации популяции возбудителя покрытой головни овса. Работа выполнена на искусственном инфекционном фоне фитопатологического участка лаборатории генофонда растений СибНИИРС - филиала ИЦиГ СО РАН с использованием общепринятого российского набора сортов-дифференциаторов. Анализ экспериментальных данных показал, что новосибирская популяция U. kolleri не дифференцируется на расы. Сорта-дифференциаторы проявляют тип реакции, который не соотносится с известным ключом для определения рас. С 2020 г. выявлены изменения в вирулентности популяции U. kolleri. Высокоустойчивые сорта Monarch, Fulghum, Сиг и Орион с 2020 г. стали в значительной степени поражаться патогеном. Стабильную устойчивость к возбудителю покрытой головни за все годы наблюдений проявляли сорта Black Diamond, Black Mesdag и Льговский 1026. Отмечено отличие новосибирской популяции гриба по вирулентности от популяций Омской области и Алтайского края.

Животноводство - важный продовольственный ресурс для жителей территорий с холодным климатом, таких как Северная Евразия и высокогорные регионы, где возможности сельскохозяйственной деятельности крайне ограничены. В России площадь суши Арктической зоны составляет более 4.7 млн квадратных километров. Холодовой стресс является критической проблемой в отечественном животноводстве из-за воздействия на потребление корма (повышается), надои (понижаются), скорость роста (понижается) и репродуктивную функцию (снижается) крупного рогатого скота. Информация о молекулярных маркерах ДНК может быть использована для маркер-ориентированной и геномной селекции скота на устойчивость к холоду. Цель исследования включала выявление на основании доступной литературы молекулярных маркеров в потенциальных генах-кандидатах, ассоциированных с адаптацией к холоду, у различных пород крупного рогатого скота для дальнейших исследований, а также использования при маркер-ориентированной и геномной селекции. В результате изучения литературы по анализу ассоциаций отдельных однонуклеотидных полиморфизмов (SNP), полногеномному анализу ассоциаций, полногеномному секвенированию животных с экстремальными фенотипами, поиску следов отбора в геноме нами описаны 25 SNP (из них 8 приводили к несинонимичным аминокислотным заменам) в 18 генах-кандидатах ( HSP70, GRIA4, DDX23, MAATS1, COX17, THBS1, CCL5, UPK1B, PLA1A, NR1I2, ATF1, PRKAG1, IFNGR1, PPT1, NRAP, CD36, FGF5, PRDM16 ), достоверно ассоциированных с устойчивостью к холоду у шести пород крупного рогатого скота (саньхэ, голштинской, герефордской, казахской белоголовой, якутской, янбиан). Включение информации о молекулярных маркерах крупного рогатого скота в селекционные программы будет способствовать созданию новых устойчивых к холоду пород и повышению эффективности традиционных методов селекции.