Тезисы докладов регуляция экспрессии копий рибосомной днк, содержащих инсерции ретротранспозонов



страница3/4
Дата02.06.2018
Размер0,66 Mb.
1   2   3   4

Поиск молекулярных мишеней и механизмов, связанных с развитием депрессии: между моделью и пациентом

Шадрина М.И.

Лаборатория молекулярной генетики наследственных болезней (ЛМГНБ)

Клиническая депрессия является одним из наиболее распространённых и тяжелых типов аффективных расстройств. По оценке ВОЗ, от этого заболевания в мире страдает примерно 350 миллионов человек. Семейные и близнецовые исследования показали, что в развитие депрессии могут вносить свой вклад генетические факторы - но не описаны моногенные формы депрессивных расстройств. Начиная с 1978 г. во всем мире было проведено значительное число работ по поиску генов, вовлеченных в развитие этого заболевания с использованием различных методических подходов (анализ кандидатных генов, полногеномный ассоциативный анализ, полногеномное секвенирование) и было выявлено большое число ассоциаций с разными клиническими вариантами и субфенотипами депрессии. Однако в большинстве случаев выявляемые ассоциации не подтверждались в репликативных исследованиях и в настоящее время можно говорить только о небольшом количестве генов, для которых ассоциация с риском развития депрессии считается доказанной. В связи с этим необходимо продолжать поиск генетических факторов, вовлеченных в патогенез депрессии. При этом крайне важно дополнить проводимые ассоциативные исследования наследуемых вариантов генома анализом динамических изменений, происходящих в организме в процессе развития депрессивных расстройств. Однако возможности исследования изменений транскриптома, протеома и эпигенома при депрессии ограничены самой природой заболевания и необходимостью анализа ткани головного мозга, возможной только post-mortem. Исходя из этого, любые исследования по изучению патогенеза депрессивных расстройств у человека должны быть дополнены экспериментами на различных моделях депрессии на животных. Это позволит оценить весь процесс формирования депрессивного состояния на разных уровнях организации нервной ткани и при выявлении интересных с точки зрения патогенеза заболевания молекулярных процессов вернуться к их анализу у пациентов с депрессией. В связи с этим нами проводится комплексное исследование механизмов развития депрессии, основанное на сочетании изучения развития депрессии при ее моделировании на экспериментальных животных с анализом полиморфизма ДНК в группах больных с различными фенотипическими проявлениями заболевания



Публикации Лаборатории молекулярной генетики наследственных болезней (ЛМГНБ):

1. Kasian A, Kolomin T, Andreeva L, Bondarenko E, Myasoedov N, Slominsky P, Shadrina M. Peptide Selank Enhances the Effect of Diazepam in Reducing Anxiety in Unpredictable Chronic Mild Stress Conditions in Rats. Behav Neurol. 2017;2017:5091027.

2. Filatova E, Kasian A, Kolomin T, Rybalkina E, Alieva A, Andreeva L, Limborska S, Myasoedov N, Pavlova G, Slominsky P, Shadrina M. GABA, Selank, and Olanzapine. Affect the Expression of Genes Involved in GABAergic Neurotransmission in IMR-32 Cells. Front Pharmacol. 2017 Feb 28;8:89.

3. Shulskaya MV, Shadrina MI, Fedotova EY, Abramycheva NY, Limborska SA, Illarioshkin SN, Slominsky PA. Second mutation in PARK2 is absent in patients with sporadic Parkinson's disease and heterozygous exonic deletions/duplications in parkin gene. Int J Neurosci. 2017 Sep;127(9):781-784.

4. McLaughlin RL, Schijven D, van Rheenen W, van Eijk KR, O'Brien M, Kahn RS, Ophoff RA, Goris A, Bradley DG, Al-Chalabi A, van den Berg LH, Luykx JJ, Hardiman O, Veldink JH; Project MinE GWAS Consortium; Schizophrenia Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium. Genetic correlation between amyotrophic lateral sclerosis and schizophrenia. Nat Commun. 2017 Mar 21;8:14774.

5. Dorokhov, Vladimir B.; Puchkova, Alexandra N.; Taranov, Anton O.;.Slominskii P. et al. A pilot replication study of two PER3 single nucleotide polymorphisms as potential genetic markers for morning and evening earliness-lateness. Biological rhythm research.  2017. V. 48, N 4, P. 531-540.  

6. Alieva, Anelya Kh.; Filatova, Elena V.; Kolacheva, Anna A.; et al. Transcriptome Profile Changes in Mice with MPTP-Induced Early Stages of Parkinson's Diseas. Molecular neurobiology.  Nov 2017. V. 54.   N 9 . P.  6775-6784.

7. Filatova EV, Alieva AK, Shadrina MI, Slominsky PA. Differences in relative levels of 88 microRNAs in various regions of the normal adult human brain. Microrna. 2017. Aug 16;6(2):125-135.

8. Дорохов В.Б., Пучкова А.Н., Таранов А.О., Ермолаев В.В., Тупицына Т.В., Cломинский П.А., Дементиенко В.В. Полиморфизмы генов, связанных со сном и когнитивными функциями, и их ассоциация с аварийностью у работающих посменно водителей автобусов. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова2017. Т. 67, 1, 49-54.

9. Крюкова Е.В., Шелухина И.В., Колачева А.А., Алиева А.Х., Шадрина М.И., Сломинский П.А., Кашеверов И.Е., Уткин Ю.Н., Угрюмов М.В., Цетлин В.И. Возможное участие нейрональных никотиновых ацетилхолиновых рецепторов в компенсаторных механизмах мозга на ранних стадиях болезни Паркинсона. Биомедицинская химия. 2017. Т. 63.  3. С. 241-247.

10. Таранов А.О., Пучкова А.Н., Сломинский П.А., Тупицына Т.В., Дементиенко В.В., Дорохов В.Б. Ассоциации хронотипа, аварийности и полиморфизмов генов, связанных с биологическими часами и дофаминергической системой. Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017. Т. 117.  4-2. С. 28-33.



11. Сломинский П.А., Шадрина М.И., Коломин Т.А., Ставровская А.В., Филатова Е.В., Андреева Л.А., Иллариошкин С.Н., Мясоедов Н.Ф. Пептиды семакс и селанк влияют на поведение крыс в условиях экспериментальной модели болезни Паркинсона.
Доклады Академии наук 2017. Т. 474. № 2. С. 264-267.

12. Константинова О.В., Аполихин О.И., Сивков А.В., Сломинский П.А., Тупицына Т.В., Калиниченко Д.Н. Значение молекулярно-генетических методов при поиске факторов риска множественных камней почек у больных уролитиазом в российской популяции
Урологические ведомости. 2017. Т. 7. № спецвыпуск. С. 55-56.

13. Аполихин О.И., Сивков А.В., Константинова О.В., Сломинский П.А., Тупицына Т.В., Калиниченко Д.Н. Ранняя диагностика риска развития кальций-оксалатной формы мочекаменной болезни. Урология. 2017. № 3. С. 5-9.

14. Аполихин О.И., Сивков А.В., Константинова О.В., Сломинский П.А., Тупицына Т.В., Калиниченко Д.Н. Роль методов молекулярной генетики в прогнозировании развития кальций- оксалатного уролитиаза. В сборнике: Молекулярная диагностика 2017. Сборник трудов IХ Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 2017. С. 33-34. Издательство: ООО фирма «Юлис».

15. Шадрина М.И., Алиева А.Х., Росинская А.В., Иллариошкин С.Н., Сломинский П.А.
Экспрессионное профилирование периферической крови при болезни Паркинсона: поиск РНК-маркеров заболевания В сборнике: Болезнь Паркинсона и расстройства движений. Руководство для врачей по материалам IV Национального конгресса по болезни Паркинсона и расстройствам движений (с международным участием). Под редакцией С.Н. Иллариошкина, О.С. Левина. 2017. С. 85-89.

16. Шульская М.В., Зырин В.В., Федотова Е.Ю., Абрамычева Н.Ю., Пчелина С.Н., Иллариошкин С.Н., Сломинский П.А., Шадрина М.И. Полноэкзомное секвенирование в изучении генетических основ болезни Паркинсона. В сборнике: Болезнь Паркинсона и расстройства движений. Руководство для врачей по материалам IV Национального конгресса по болезни Паркинсона и расстройствам движений (с международным участием). Под редакцией С.Н. Иллариошкина, О.С. Левина. 2017. С. 52-55.

Эволюционная история популяций субарктического

трансуральского региона
Хрунин А.В., Хворых Г.В., Лимборская С.А.

Лаборатория молекулярной генетики человека Отдела молекулярных основ генетики человека (ОМОГЧ)

Уральский регион, как пограничная зона между Европой и Азией, и населяющие его народы всегда были предметом большого интереса, как биологов, так и антропологов. Популяции, живущие по обе его стороны, сочетают в своем внешнем облике как европейские, так и азиатские черты. Традиционно, уральские этнические группы рассматривались антропологами как общности, возникшие в результате долговременного смешения азиатских и европейских популяций. Однако известный советский антрополог В.В. Бунак, исходя из необычности наблюдаемых у уральцев, особенно их северных представителей (манси, ханты, ненцы), антропологических комплексов, предположил, что они являются потомками отдельной эволюционной линии, формировавшейся достаточно независимо от европейской и монголоидной ветвей. Следы этих процессов, очевидно, должны были сохраняться в геномах людей, населяющих территории трансуральского региона.



В рамках нашей работы были секвенированы полные геномы 28 индивидов из 14 этнических групп восточной Европы и Сибири (средняя глубина покрытия 38x) и сравнены с 76 геномами современных людей и людей предыдущих эпох из различных популяций и регионов мира. Моделирование и оценка генетических взаимоотношений между представителями популяций проводилось с использованием программ TreeMix, AdmixTools и MSMC. В ходе анализа моделей было установлено, что более половины (57%) присущей ханты, манси и ненцам генетической вариабельности восходит к древним северным евразийцам, жившим 17-24 тыс. лет назад (представлены костными останками с позднепалеолитических стоянок Афонтова гора и Мальта, расположенных на юге Сибирского федерального округа). Вторая же ее часть (43%) происходит от смешения с некоей древней восточносибирской популяцией, наиболее близкой к современным эвенкам, с которой предки современных манси, ханты и ненцев вступили в контакт 7-9 тысяч лет назад. Таким образом, можно предполагать, что именно двухкомпонентность генома, складывавшаяся в своей основе на древневразийском (протазиатском) субстрате, отличает уральцев от других сибирских популяций, в частности, восточносибирских. Последние, к тому же, являются эволюционно более молодыми (выделение восточносибирских популяций как самостоятельной группы из общего пула восточноазиатских популяций произошло около 10 тыс. лет назад). По результатам комплексного анализа также предполагается, что предки манси и ханты (но не ненцев) сыграли важную роль в становлении генофондов населения значительной части восточной Европы.

Исследование изменений работы генов при развитии заболеваний и под действием пептидных препаратов

Дмитриева В.Г., Ставчанский В.В., Филиппенков И.Б., Рожкова А.В., Носова Е.В.,

Сударкина О.Ю., Лимборская С.А., Дергунова Л.В.

Лаборатория функциональной геномики Отдела молекулярных основ генетики человека

(ОМОГЧ)
Пептидные препараты, основанные на природных регуляторных пептидах, перспективны для коррекции нарушений, возникающих при патологических состояниях, однако молекулярные механизмы их действия не до конца понятны и требуют изучения. С использованием современных технологий полногеномного анализа продолжено изучение механизма действия семакса на клетки мозга крыс в условиях реперфузионной модели ишемии, наиболее полно отражающей ишемический инсульт у человека. С помощью метода RNASeq проведен поиск дифференциально экспрессирующихся генов в подкорковых структурах мозга крыс, где формируется очаг повреждения. Из более 17 тысяч исследованных генов под воздействием семакса в подкорковых структурах мозга крыс с ишемией через 24 после операции изменили экспрессию 654. С использованием биоинформатического ресурса DAVID проведена функциональная аннотация этих генов и выявлены сигнальные пути, в которых они участвуют. Дифференциально экспрессирующиеся гены были ассоциированы с 25 сигнальными путями, преимущественно связанными с нейросигнализацией и воспалением. При этом на экспрессию отдельных генов в подкорковых структурах нейропептид оказал компенсаторный эффект, обратный воздействию повреждения. С помощью Вестерн-блот анализа показано подавляющее действие семакса на активность семейства JNK киназ, активирующихся при гипоксии, оксидативном и эксайтотоксическом стрессе и регулирующих активацию целого спектра транскрипционных факторов. Обнаруженное нами ингибирующее действие семакса на гены, участвующие в воспалении, а также на JNK киназы, схоже с действием меланоцитстимулирующего гормона в условиях ишемии. Мы предполагаем, что ряд генов, участвующих в работе нейромедиаторных систем и при воспалении, обеспечивающих компенсаторный эффект семакса в условиях обратимой ишемии, могут являться неизвестными ранее потенциальными мишенями воздействия пептида.

С целью изучения молекулярных механизмов атеропротективной роли липопротеинов высокой плотности (ЛВП) на транскриптомном уровне проведен поиск генов, вовлеченных в атерогенез у пациентов с ишемической болезнью сердца. С использованием первичных данных полногеномных исследований базы GEO и базы Reactome выявлена вовлеченность 60 генов в биологические процессы, связанные с метаболизмом липопротеинов, обратным транспортом холестерина и развитием воспаления. Проведено сравнительное исследование уровня экспрессии основных генов метаболизма липопротеинов в мононуклеарных клетках крови 35 пациентов с широко-варьирующим содержанием холестерина липопротеинов высокой плотности (ХС-ЛВП). В клетках пациентов с высоким содержанием ХС-ЛВП относительно лиц с низким содержанием ХС-ЛВП обнаружено значимое снижение содержания мРНК генов ЛНП-рецептора (LDLR); транспортеров холестерина из клеток (ABCA1, SCARB1); фермента лецитин-холестерин ацилтрансферазы (LCAT) и печеночной липазы (LIPC). Предложены механизмы действия обнаруженных изменений при дислипидемии.



Публикации Отдела молекулярных основ генетики человека (ОМОГЧ) (ЛМГЧ, ЛФГ):

1. Filippenkov IB, Kalinichenko EO, Limborska SA, Dergunova LV. Circular RNAs-one of the enigmas of the brain. Neurogenetics. 2017 Jan;18(1):1-6.

2. Wong EH, Khrunin A, Nichols L, Pushkarev D, Khokhrin D, Verbenko D, Evgrafov O, Knowles J, Novembre J, Limborska S, Valouev A. Reconstructing genetic history of Siberian and Northeastern European populations. Genome Res. 2017. Jan;27(1):1-14.

3. Filatova E, Kasian A, Kolomin T, Rybalkina E, Alieva A, Andreeva L, Limborska S, Myasoedov N, Pavlova G, Slominsky P, Shadrina M. GABA, Selank, and Olanzapine. Affect the Expression of Genes Involved in GABAergic Neurotransmission in IMR-32 Cells. Front Pharmacol. 2017 Feb 28;8:89.

4. Medvedeva EV, Dmitrieva VG, Limborska SA, Myasoedov NF, Dergunova LV. Semax, an analog of ACTH((4-7)), regulates expression of immune response genes during ischemic brain injury in rats. Mol Genet Genomics. 2017 Jun;292(3):635-653.

5. Shulskaya MV, Shadrina MI, Fedotova EY, Abramycheva NY, Limborska SA, Illarioshkin SN, Slominsky PA. Second mutation in PARK2 is absent in patients with sporadic Parkinson's disease and heterozygous exonic deletions/duplications in parkin gene. Int J Neurosci. 2017 Sep;127(9):781-784.

6. Stavusis J, Inashkina I, Lace B, Pelnena D, Limborska S, Khrunin A, Kucinskas V, Krumina A, Piekuse L, Zorn B, Fodina V, Punab M, Erenpreiss J. A New Baltic Population-Specific Human Genetic Marker in the PMCA4 Gene. Hum Hered. 2016 -2017;82(3-4):140-146.

7. Хрунин А.В., Хворых Г.В. // Комплексная генетическая история популяций северо-востока Европы и Западной Сибири.// Историческая демография. 2017. № 2. С. 81-85.

Измерения альфа-сателлита

Глобальный взгляд на альфа-сателлитные повторы центромер
Шепелев В.А.

Лаборатория биоинформатики
Центромеры большинства приматов, в т.ч. человека, состоят из центрального гомогенного домена альфа-сателлита (АС) и окружающих его старых дивергентных слоев АС. В человеческой линии нами выявлено около 20 таких предковых слоев, каждый из которых, вероятно, соответствует предковой филогенетической группе. В результате многолетней работы нами (совместно с НЦПЗ и ИОГен РАН) построена схема всеобъемлющей морфо-функциональной классификации АС, где структурные характеристики последовательности АС используются для предсказания ее функциональных свойств (участие в формировании кинетохора, структура хроматина, транскрипция и т.д.). Выделено 6 основных морфо-функциональных классов АС, так что по результатам анализа последовательности каждый известный домен может быть отнесен к одному из классов или (в сложных случаях) обозначен как кандидат в 2 класса. Такой уровень понимания для центромерного повтора многоклеточного организма достигнут впервые.

Разнообразие форм организации АС может быть рассмотрено как многомерное пространство, где различные измерения представляют собой структурные и функциональные характеристики АС. Три основных измерения – это центромерный статус (живая или мертвая центромера), старый или новый АС и, наконец, наличие или отсутствие ПЕВП (мономерная или сложная структура повтора). В качестве очень важных дополнительных измерений можно назвать дивергенцию, хромосомную специфичность, локализацию, транслокацию и т.д.

Каждое из этих измерений имеет свою динамику в филогенетической истории приматов и в жизненном цикле индивидуальной центромеры от рождения до смерти.

Так в филогении, в человеческой линии у ранних приматов преобладали мономерные гомогенные центромеры, одинаковые на всех хромосомах. На смену им у высших приматов пришли сложные хромосом-специфичные повторы. В жизни индивидуальной центромеры основными вехами являются рождение в борьбе (амплификация и вытеснение старой центромеры), годы на престоле, умирание (вытеснение новой центромерой и превращение в мертвую центромеру) и посмертная деградация, которая имеет несколько этапов. Возможна также «жизнь после жизни», когда исчезнувшая центромера оставляет после себя след в виде сегментных дупликаций (которые могут не иметь АС).



Роль белка TRIM14 в формировании противовирусных реакций врожденного иммунитета

Ненашева В.В.

Лаборатория репликации и репарации генома Отдела вирусной и клеточной молекулярной генетики (ОВКМГ)

В последние годы установлено, что белки семейства TRIM играют важную роль в процессах врожденного иммунитета, в первую очередь, в антивирусной защите организма. Существует высокая специфичность в антивирусной активности различных членов семейства TRIM. Это в значительной мере связано с тем, что TRIM белки участвуют в различных противовирусных механизмах, связанных с разнообразием вирусов, на которые они нацелены. TRIM14, впервые описанный нами, привлек в последнее время пристальное внимание исследователей, так как было обнаружено, что он активно способствует защите организма от различных патогенов. Цель нашего исследования заключалась в изучении влияния TRIM14 на вирус гриппа A (IAV). IAV– высоко инфекционный респираторный патоген, который вызывает сезонные эпидемии и периодические глобальные пандемии с очень высокими уровнями заболеваемости и смертности. Когда IAV попадает в клетки, стимул-специфические сигналы передаются по сигнальному интерфероновому пути для активации антивирусных реакций. Когда интерфероновый ответ не может контролировать репликацию IAV, клетки активируют вторичный антивирусный ответ через запрограммированную смерть (апоптоз).

В своем исследовании мы показали, что TRIM14 ингибирует репродукцию IAV как in vitro (в клетках А549), так и in vivo (на двух полученных нами линиях трансгенных мышей c геном TRIM14 человека). Повышенная экспрессия гена TRIM14 способствовала выживанию двух независимых линий трансгенных животных при заражении IAV. По нашим данным, защитный эффект гена TRIM14 связан главным образом с повышением уровня интерферонов (ИФН), которое наблюдалось как в клетках с повышенной экспрессией гена TRIM14, так и в легких трансгенных мышей, и последующим запуском сигнального интерферонового пути. Интересно, что после IAV инфекции через 12-72 ч наблюдалось значительное уменьшение транскрипции генов ИФН в клетках А549 с гиперэкспрессией гена TRIM14 по сравнению с контрольными клетками и уменьшение уровня транскрипции ИФН в легких, селезенке и печени у трансгенных мышей обеих линий по сравнению с контрольными животными. Эти данные коррелируют с нашими ранее полученными данными о влиянии гена TRIM14 на экспрессию генов ИНФ при инфекции вирусом Синдбис клеточной культуры HEK293. В клетках A549 с нокдауном эндогенного гена TRIM14 наблюдалось повышение транскрипции ИФН через 24-72 ч после инфекции IAV, что подтверждает участие TRIM14 в этом процессе. Такая регулирующая роль гена TRIM14 была выявлена нами впервые и может иметь значение для сбалансированной работы иммунной системы при вирусной инфекции.

Исследование влияния TRIM14 на апоптоз и некроз в ходе вирусной инфекции показало, что при защите от инфекции IAV ген TRIM14 регулирует процессы апоптоза на ранних стадиях инфекции (24 ч) через подавление сигнального пути гена BAX.

Таким образом, наши данные, полученные на моделях in vivo и in vitro, свидетельствуют об активном участии TRIM14 в процессах врожденной иммунной системы, происходящих в клетке при заражении вирусом гриппа, и механизмах его действия.

Нейрональные производные ИПСК in vivo и in vitro, особенности и перспективы использования

Новосадова Е.В.

Лаборатория молекулярной генетики соматических клеток

Отдела вирусной и клеточной молекулярной генетики (ОВКМГ)

Нейродегенеративные заболевания (НДЗ) являются одной из главных проблем современной неврологии. Для подавляющего большинства НДЗ характерен длительный латентный период развития и прогрессирующее течение, приводящее к выраженной инвалидизации пациентов. В настоящее время в мире разрабатывается ряд подходов в терапии НДЗ, при этом основные усилия сосредоточены на создании нейропротекторной среды для снижения гибели или замены уже утраченных нейронов. Это можно осуществить либо путем стимулирования эндогенного нейрогенеза, либо трансплантацией нейрональных клеток с последующей интеграцией их в соответствующие стуктурно–функциональные церебральные сети. Для решения этих задач в настоящее время активно используют индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) человека. Крайне важным является изучение дегенеративных изменений в нейронах в процессе их дифференцировки, что стало возможным только с получением ИПСК. Возможность влиять на процесс нейродегенерации замедляя, либо полностью предотвращая его, позволит выйти на принципиально новый уровень лечения НДЗ.

В нашей работе были исследованы нейрональные клетки разной степени зрелости пациентов со спорадическими и наследственными формами болезни Паркинсона, а также здоровых доноров. Был изучен профиль экспрессии нейронспецифических, про- и антиапоптотических генов, что позволило нам выявить не только дифференциально экспрессирующиеся гены двух групп доноров, но и определить зависимость уровня экспрессии от стадии зрелости получаемых нейронов. В работе также была изучена возможность влияния пептидов семейства меланокортинов на уровень экспрессии нейронспецифичных генов. Показано, что длительное культивирование нейронов в присутствии данных пептидов стимулирует процесс образования дофаминергических нейронов, как в клетках здоровых доноров, так и пациентов с болезнью Паркинсона.

Было изучено влияние трансплантированных нейрональных клеток в стриатум крыс с 6-OHDA-моделью паркинсонизма. Показано, что клетки после нейротрансплантации сохраняют свою локализацию в стриатуме и остаются жизнеспособными до 4 месяцев после операции, при этом наблюдалось распространение их отростков и формирование контактов с стриатными нейронами экспериментальных животных. Животные через 3 недели после нейротрансплантации демонстрировали стабильное повышение двигательной активности в «открытом поле», к концу 6 недели у них полностью регрессировали мышечная ригидность, гипокинезия, нарушения позы и птоз. Проведенное исследование показывает принципиальную возможность коррекций нарушений моторики у эксперементальных животных за счет репопуляции дофаминергических нейронов, полученных из ИПСК человека.



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница