Том 18, № 3 (2020)

Врожденный неспецифический иммунный ответ растений реализуется при взаимодействии консервативных молекулярных структур («паттернов»), ассоциированных с патогенами, и рецепторов растений, что приводит к передаче клеточного сигнала, инициирующего защитные механизмы на молекулярном и клеточном уровнях. В настоящее время молекулярно-генетические механизмы неспецифического паттерн-активируемого иммунитета Hordeum vulgare L. изучены мало. В данном обзоре описаны современные представления о молекулярных механизмах врожденного неспецифического иммунитета у ячменя с привлечением данных по другим представителям злаков, в первую очередь триб Triticeae и Oryzeae, а также затронут вопрос о связях между иммунитетом, автофагией и запуском программированной клеточной смерти при иммунных ответах в клетках ячменя.

Аннексины относятся к суперсемейству кальций-зависимых фосфолипид-связывающих белков. Участие этих белков в изменении структурной организации мембран, везикулярном транспорте и разнообразных путях передачи сигналов имеет важное значение для многих клеточных процессов. Несмотря на структурное сходство с аннексинами животных, аннексины растений характеризуются существенной вариабельностью N-концевой области и модификацией кальций-связывающих мотивов во II и III повторах, тогда как кальций-связывающие мотивы в I и IV повторах остаются консервативными. Однако физиологическая роль аннексинов животных и растений, а также механизмы влияния на кальциевый обмен могут быть схожими. В обзоре рассматриваются современные данные о строении и функционировании аннексинов растений.

Крысы обладают врожденной способностью плавать и нырять, обеспечивающей им адаптацию в дикой природе и широко применяемой в качестве инструмента в лабораторных физиологических исследованиях. Однако работ, целенаправленно освещающих особенности поведения ныряния у крыс, сравнительно мало. В данной работе мы сравнили особенности спонтанного и вынужденного поведения ныряния у крыс двух контрастных линий, селектированных по величине порога возбудимости нервной системы. Обнаружили, что у высоковозбудимой линии крыс поведение ныряния — как спонтанного, так и вынужденного — выражено в достоверно большей степени, что может быть связано с такими базовыми особенностями этой линии, как высокая исследовательская активность и повышенный уровень страха. Выявлено также, что для второй, низковозбудимой линии в «Тесте экстраполяционного избавления» характерно дезадаптивное прыжковое поведение, связанное с более выраженным по сравнению с контрастной линией уровнем тревожности. Наблюдаемые межлинейные различия позволяют нам рассматривать выраженное поведение ныряния у высоковозбудимых крыс как наследуемую линейную характеристику, сходную с адаптивным поведением крыс в дикой природе, и исследовать ее генетические механизмы.

Проанализированы физико-химические параметры, растительное сообщество и структура прокариотных комплексов микробиомов однолетних (с растительным покровом и без него), 25- и 50-летних эмбриональных почв (техноземов), сформированных в районе Курской магнитной аномалии (КМА, Россия). Для анализа прокариотных сообществ использовали метод полимеразной цепной реакции в реальном времени (qPCR) и высокопроизводительное NGS-секвенирование библиотек вариабельного V4 участка генов 16S рРНК. В процессе почвообразования, наряду с увеличением содержания органического углерода и азота, наблюдалось постепенное увеличение копий гена 16S рРНК архей и численности бактериальных таксонов, принадлежащих к семействам Bradyrhizobiaceae, Blastocatellaceae, Xantobacteriaceae. Анализ биоразнообразия выявил специфическую кластеризацию микробиомов — образцы однолетних отвалов без растительности формировали отдельную группу, при этом остальные техноземы в целом имели сходную структуру и разнообразие прокариотных сообществ, значительно отличающихся от зрелой почвы. Содержание тяжелых металлов и количество бактерий в ходе почвообразования существенным образом не изменялось. Полученные результаты показывают, что пятидесяти лет недостаточно для развития почвы на отвалах вскрышных пород, установления в ней экологически безопасного уровня тяжелых металлов и восстановления функционирования почвенной экосистемы.

Альфа-тест позволяет выявлять активность различных генотоксических факторов, вызывающих как наследуемые (мутационные и рекомбинационные), так и ненаследуемые (модификационные) изменения генетического материала. Уникальной особенностью альфа-теста является то, что он позволяет изучать фенотипическое проявление первичных повреждений генетического материала еще до их «безошибочного» устранения системами репарации. Альфа-тест основан на использовании системы генетической регуляции клеточного типа и особенностей переключения типа спаривания у гетероталличных дрожжей Saccharomyces cerevisiae. В этой работе с использованием мутагенного аналога оснований 6-N-гидроксиламинопурина (ГАП) мы оценили эффективность альфа-теста для выявления таких повреждений генетического материала, как модификации оснований ДНК, а также изучили способность повреждений ДНК, вызванных ГАП, проявляться фенотипически. Альфа-тест проводили в двух взаимодополняющих вариантах: «незаконной» гибридизации и «незаконной» цитодукции, что позволило оценить частоту наследуемых и ненаследуемых изменений, индуцированных ГАП. Мы показали, что обработка клеток ГАП повышает частоту не только точечных мутаций, но и временных повреждений генетического материала, учитываемых в альфа-тесте. Полученные результаты указывают на то, что модификации оснований могут иметь собственное фенотипическое проявление, а альфа-тест обладает достаточной чувствительностью для выявления модификаций оснований ДНК.

У 288 рабочих угольных шахт Кузбасса (Западная Сибирь, Россия), выполняющих основные технологические операции под землей, впервые изучена доза активных кластеров рибосомных генов, а также проведена оценка уровня хромосомных аберраций и полиморфизма генов репарации ДНК XPD (rs13181), XPG (rs17655), XRCC2 (rs3218536), XRCC3 (rs861539). Установлено статистически значимое (p = 0,0001) увеличение хромосомной нестабильности у шахтеров по сравнению с мужчинами, не работающими на промышленных предприятиях (n = 676). У шахтеров со средней дозой активных рибосомных генов зарегистрировано статистически значимое увеличение частоты встречаемости одиночных фрагментов (p = 0,016). Выявлена ассоциация с повышенным уровнем хромосомных аберраций вариантов гена XPD (в общей группе шахтеров в рецессивной модели наследования OR_adj = 9,96; CI 95 %: 2,33–42,57; p_adj = 0,0001) и XPG (только у курящих рабочих в рецессивной модели наследования OR_adj = 7,82; CI 95 %: 1,73–35,45; p_adj = 0,017). Проведенный MDR-анализ позволил выявить взаимосвязь дозы активных рибосомных генов и полиморфных вариантов XPD (rs13181) и XPG (rs17655) при формировании повышенного уровня повреждений хромосом у шахтеров.