Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 22, № 1 (2024)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

От редакции

Третья Международная конференция «ГМО: история, достижения, социальные и экологические риски»

Матвеева Т.В.

Аннотация

С 3 по 5 октября 2023 г. в Санкт-Петербургском государственном университете в рамках реализации Программы создания и развития Научного центра мирового уровня «Агротехнологии будущего» прошла Третья Международная конференция «ГМО: история, достижения, социальные и экологические риски». В этом выпуске представлены материалы избранных докладов конференции, посвященной 300-летнему юбилею Санкт-Петербургского государственного университета.

Экологическая генетика. 2024;22(1):5-12
pages 5-12 views

Генетические основы эволюции экосистем

CRISPR/Cas-редактирование гена CPC у Arabidopsis thaliana

Хуснутдинов Э.А., Панфилова М.А., Терехов М.П., Михайлова Е.В.

Аннотация

Актуальность. Идентификация генов-мишеней, обеспечивающих видимый фенотипический эффект, может способствовать разработке стратегий бесследного геномного редактирования и использованию получаемых сортов сельскохозяйственных культур в сельском хозяйстве. CAPRICE (CPC) представляет собой одноповторный транскрипционный фактор R3 MYB, участвующий в биосинтезе антоцианов и образовании трихом. Предположительно, CPC контролирует экспрессию дигидрофлавонол-4-редуктазы (DFR) — ключевого гена биосинтеза антоцианов.

Цель — определить, приводит ли нокаут гена CPC с помощью CRISPR/Cas9 к видимому накоплению антоцианов.

Материалы и методы. Для вырезания домена MYB из гена CPC Arabidopsis thaliana были подобраны 3 направляющие РНК. В редактированных растениях изучали содержание антоцианов и экспрессию генов CPC и DFR.

Результаты. Ожидаемая делеция 662 п. н. была обнаружена у 2,7 % устойчивых к глюфосинату растений, однако ни одна из мутаций не была гомозиготной. Четыре отредактированные линии были изучены в четырех поколениях. В отредактированных линиях наблюдалась активация гена DFR, однако по экспрессии гена CPC, содержанию антоцианов и развитию трихом они существенно не отличались от контрольных растений. Более того, у A. thaliana пигментация не зависела напрямую от экспрессии генов DFR или CPC.

Заключение. Наши результаты демонстрируют, что ген CPC участвует в регуляции экспрессии гена DFR и пути биосинтеза антоцианов, однако при появлении мутаций растения могут использовать другие факторы транскрипции для поддержания гомеостаза. Таким образом, ген CPC арабидопсиса не является подходящей мишенью для исследований системы CRISPR/Cas.

Экологическая генетика. 2024;22(1):13-22
pages 13-22 views

Биохимическая характеристика трансформированных корней Pisum sativum L. subsp. sativum var. Sativum с модифицированным морфотипом листа

Тимина О.О., Тимин О.Ю., Степанова А.Ю.

Аннотация

Актуальность. В литературных источниках данные об успешном получении высокобелковых корневых культур гороха с мутантными аллелями tl и af tl и их биохимическая характеристика не представлены.

Цель — биохимическая характеристика полученных трансформированных культур мутантных линий гороха с модифицированным морфотипом листа. Задачи исследований: уточнение состава генов rol трансформированных культур гороха дикими штаммами Agrobacterium rhizogenes и аминокислотный анализ общего белка полученных культур.

Материалы и методы. Тотальная ДНК была выделена из культуры корней мутантов гороха. Исследования выполнены на оборудовании термоциклер «Терцик» фирмы «ДНК-Технология» (Россия). Выявление ампликонов проводили методом электрофореза в 2 % агарозном геле. Гель визуализировали и фотографировали в ультрафиолетовом излучении (λ = 312 нм). Количественный и качественный аминокислотный состав корневых культур определяли методом ионообменной хроматографии на аминокислотном анализаторе ААА-339 (Microtechna, Чехия).

Результаты. Методом ПЦР выявлено отсутствие агробактериальной контаминации в трансформированных культурах и их стабильный рост на жидких и агаризованных безгормональных средах в течение 5 лет. ПЦР-анализ показал наличие двух генов rol C и D в культуре с генотипом tltl и четырех генов rol A, B, C и D в культуре с генотипом afaftltl. Обнаружено дифференцированное содержание ряда аминокислот в биомассе трансформированных культур в зависимости от генотипа культуры и вставок генов rol. Выявлены семь незаменимых аминокислот в обеих культурах. Лимитирующей незаменимой аминокислотой для обеих культур оказался триптофан.

Вывод. По содержанию суммы незаменимых, кетогенных и серосодержащих аминокислот корневая культура с генами rol A, B, C, D оказалась наиболее богатой и сбалансированной.

Экологическая генетика. 2024;22(1):23-32
pages 23-32 views

Взаимодействие гомеодомена транскрипционного фактора WOX4 Raphanus sativus с промотором гена биосинтеза цитокининов LOG3

Кузнецова К.А., Додуева И.Е., Лутова Л.А.

Аннотация

Транскрипционный фактор WOX4 — ключевой регулятор развития камбия, однако к настоящему времени нет данных о его прямых мишенях. В задачи нашей работы входило изучение влияния сверхэкспрессии гена RsWOX4-2 на развитие корня и экспрессии генов у редиса (Raphanus sativus L.) — модельного корнеплодного растения, родственного Arabidopsis thaliana, а также поиск вероятных прямых мишеней транскрипционного фактора RsWOX4-2. Сверхэкспрессия и РНК-интерференция RsWOX4-2 вызывает изменение уровней экспрессии ряда генов, промоторы которых содержат консервативные сайты связывания транскрипционных факторов семейства WOX. С помощью дрожжевой одногибридной системы мы показали, что ДНК-связывающий гомеодомен RsWOX4-2 взаимодействует с сайтом TAATCC в промоторе гена RsLOG3, который кодирует фермент биосинтеза цитокининов.

Экологическая генетика. 2024;22(1):33-46
pages 33-46 views

Трансгенез микроводоросли Chlamydomonas reinhardtii: актуальные подходы

Виролайнен П.А., Чекунова Е.М.

Аннотация

Микроводоросли — богатый источник биологически активных веществ природного происхождения, которые находят применение в фармацевтическом, сельскохозяйственном, пищевом и промышленном производстве. Генетическая инженерия микроводорослей открывает большие возможности для создания штаммов-продуцентов различных пищевых добавок, коммерческих ферментов, а также белков терапевтического назначения — антител, гормонов и вакцин. Одноклеточная зеленая водоросль Chlamydomonas reinhardtii P.A. Dang. — модельный объект генетики фотосинтеза — оказалась удобной для разработки новых подходов в генетической инженерии микроводорослей. Преимущества C. reinhardtii состоят в возможности трансформации всех трех ее геномов (ядерного, митохондриального и хлоропластного), низкой стоимости и простоте культивирования, безопасности для человека и наличии системы посттрансляционной модификации белков, что делает этот организм потенциально интересной платформой для применения в биотехнологии. За последние несколько лет были достигнуты значительные успехи в трансгенезе C. reinhardtii, в том числе с применением новых методик редактирования генома. В этом обзоре мы представляем данные о современных достижениях в области модификации генома одноклеточной зеленой водоросли C. reinhardtii: принципы дизайна трансгенных конструкций, методики трансформации ядерного и хлоропластного геномов, используемые селективные маркеры и подходы к редактированию геномов с помощью системы CRISPR/Cas9.

Экологическая генетика. 2024;22(1):47-62
pages 47-62 views

Методология экологической генетики

Разработка подходов для геномного редактирования растений гороха с использованием технологии CRISPR/Cas9

Канцурова Е.С., Козлов Н.В., Долгих Е.А.

Аннотация

Митоген-активируемые протеинкиназы (МАРК) являются важными внутриклеточными регуляторами сигнальных путей у растений. Установлено, что некоторые МАРК активируются в корнях бобовых растений при симбиозе с азотфиксирующими бактериями — ризобиями. Один из таких сигнальных регуляторов — MAPK6, которая участвует в развитии симбиоза растений гороха посевного Pisum sativum L. с ризобиями. С использованием генно-инженерных подходов была осуществлена сверхэкспрессия гена PsMAPK6 в трансгенных корнях гороха, что привело к увеличению количества клубеньков и биомассы растений. Мы разработали новые подходы для редактирования генома гороха с использованием технологии CRISPR/Cas9 первичного редактирования (prime editing), когда в качестве мишени использовали ген PsMAPK6. При анализе трансгенных корней гороха в геноме трансформантов был выявлен ген, кодирующий последовательность направляющей РНК Cas9 (pegRNA, от англ. prime-editing guide RNA). Возможность использования методов генной инженерии для получения растений с повышенной эффективностью симбиоза является перспективной для дальнейших экспериментов.

Экологическая генетика. 2024;22(1):63-74
pages 63-74 views

Методы «прогулки по геному» на основе ПЦР (обзор)

Окулова Е.С., Бурлаковский М.С., Лутова Л.А.

Аннотация

В обзоре рассматриваются ряд классических и современных методов, позволяющих установить нуклеотидную последовательность неизвестных участков ДНК, фланкирующих известные. Они применяются для расшифровки регуляторных областей генов, определения сайтов встраивания Т-ДНК или вирусов и т. д., в тех случаях, когда использование полногеномного секвенирования неоправданно. Чтобы амплифицировать участок ДНК, к концу неизвестной последовательность необходимо добавить участок связывания для праймера; это реализуется либо путем лигирования адаптера, либо посадкой вырожденного праймера в мягких условиях, либо закольцовыванием фрагмента ДНК, чтобы изучаемый участок оказался окружен известными. Второй важной задачей является избавление от неизбежно возникающих продуктов неспецифического связывания адаптеров либо вырожденных праймеров — чаще всего данная проблема разрешается несколькими раундами вложенной ПЦР. Разные методы существенно отличаются по трудоемкости, распространенности и доступности необходимых реактивов.

Экологическая генетика. 2024;22(1):75-104
pages 75-104 views

Постпубликационные изменения

Ошибка в статье «The strong base for using base editing in plants» (doi: 10.17816/ecogen567885)

Мыльников С.В.

Аннотация

Редакция сожалеет, что в опубликованной версии тезиса доклада произведения инициал отчества автора М. Лебедевой был указан как А вместо В. Имя автора — Лебедева Марина Валерьевна. Редакция уверена, что допущенная ошибка не могла существенно повлиять на восприятие произведения и интерпретацию информации читателями. В электронной форме на сайте журнала ошибка исправлена, файл статьи и выпуска обновлены.

Экологическая генетика. 2024;22(1):105-106
pages 105-106 views


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».