ОНТОГЕНЕЗ, 2004, том 35, № 6, с. 463-465
ХРОНИКА
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГЕНЕТИКЕ РАЗВИТИЯ НА III СЪЕЗДЕ ВОГиС
Прошедший III съезд Вавиловского общества генетиков и селекционеров (ВОГиС) прошел под девизом "Генетика в XXI веке: современное состояние и перспективы развития". Под стать масштабности поставленной задачи была насыщенность программы: 12 симпозиумов, постерная сессия, вечерние лекции ведущих ученых и круглые столы были спрессованы в 6 дней работы съезда. Нет возможности посетить все симпозиумы и ознакомиться со всеми представленными стендовыми сообщениями и потому ограничимся расссмотрением сообщений, касающихся проблем индивидуального развития и близких областей.
На симпозиуме "Генетика индивидуального развития" были представлены 13 докладов, причем 2 из них были посвящены проблемам развития растений. Доклад Б.В. Конюхова (ИОГен РАН, Москва) "Эпигенетическая нестабильность - причина нарушений развития клонированных млекопитающих" открывал работу симпозиума. Недавние феноменальные достижения в клонировании млекопитающих открыли новые перспективы в исследованиях одной из фундаментальных проблем развития - обратимость дифференцировки и возможность восстановления потенций или ре-программирования генома дифференцированной клетки. Эти успехи явились толчком к появлению смелых проектов по практическому применению клонирования в селекции животных и в медицине. Однако по мере изучения молекулярных механизмов поведения трансплантированных ядер дифференцированных клеток в цитоплазме ооци-та стало очевидным, что процесс репрограммиро-вания многоступенчатый и зачастую несовершенен, что приводит к остановке развития или низкому уровню рождаемости клонированных животных (не более 2%). Более того, родившиеся клонированные животные несут целый букет отклонений от нормального развития: избыточный вес, ослабленный иммунитет, нарушение функций почек, дисфункции легочно-сердечной системы и т.д. Эти факты указывают на то, что все клонированные животные имеют пониженную жизнеспособность и, что очень важно, наблюдается вариабельность между клонированными индивидуумами вопреки их ожидаемому генотипи-ческому сходству. Важную роль в вариабельности между клонированными животными играют эпигенетические процессы, сопровождающие ре-программирование.
В дискуссии по этому поводу Л.И. Корочкин также высказал сомнения в перспективах практического применения клонирования, особенно в медицинских целях, именно из-за неконтролируемого, несовершенного процесса репрограммирования.
В докладе О.Л. Серова (ИЦиГ СО РАН, Новосибирск), посвященного поведению хромосом в эмбриональных гибридных клетках, полученных путем слияния эмбриональных стволовых (ЭС) клеток с дифференцированными клетками взрослых животных, также затрагивалась тема репрограммирования. Потенциал ЭС-клеток сопоставим с таковым зигот, и потому после слияния ЭС-клеток с дифференцированными клетками в гибридном геноме наблюдаются процессы репрограммирования, сходные с таковыми при клонировании животных. Данные анализа сегрегации родительских хромосом в эмбриональных гибридных клетках показывают, что в некоторых клонах сегрегация хромосом соматического партнера перманентна, что свидетельствует о неполном стирании в них эпигенетических "знаков", сопровождающих дифференцировку, т.е. изначальные эпигенетические различия между гомологами ЭС-клеток и дифференцированных клеток сохраняются в гибридном геноме. Отмечается также важная роль цмс-регуляции в поддержании плюрипотентности - ключевого свойства эмбрионального генома.
В докладе Е.С. Мануиловой (ИМГ РАН, Москва) были приведены данные по изучению индуцированной in vitro дифференцировки ЭС-клеток под влиянием ретиноевой кислоты - известного индуктора нейрогенеза. Показано, что в трансформированных ЭС-клетках генами tat и nef вируса иммунодефицита происходит усиление или репрессия дифференцировки ЭС-клеток в кар-диомиоциты. Данный подход потенциально может быть применен для обогащения культур кар-диомиоцитами для дальнейшего применения их в практике.
Проблеме импринтинга, одного из ярких примеров эпигенетической регуляции в развитии, был посвящен доклад Е.С. Платонова (ИОГен РАН, Москва). Модуляции в метилировании им-принтированных локусов способны изменять экспрессию генов от полного сайленсинга до высокой их активности. Согласно собственным данным Е.С. Платонова, пролонгация развития партеногенетических эмбрионов возможна под влиянием ростовых факторов, таких как фиброб-
464
СЕРОВ
ластные FGF2 и FGF4, инсулиноподобный IGF2 и трансформирующий фактор TGFa. Любопытно, что под действием TGFa наблюдается активация импринтированного локуса Igf2 в плаценте и тканях собственно эмбриона, что увеличивает жизнеспособность партеногенетических эмбрионов.
В докладе Т.Ф. Андреевой (Санкт-Петербургский университет) были приведены оригинальные данные о роли Hox-генов в построении перед-незадней оси эмбрионов полихет. С помощью гибридизации in situ была убедительно показана пространственная картина экспрессии кластера Hox-генов у личинок полихет. В целом в развитии полихет наблюдается хорошо известная на других видах пространственная и временная колинеар-ность экспрессии членов кластера Hox-генов, хотя и отмечены видовые особенности. Таким образом, показан эволюционный консерватизм в формировании переднезадней оси у всех билатеральных животных.
Заметную дискуссию вызвал доклад Б.Ф. Ча-дова (ИЦиГ СО РАН, Новосибирск). Автор разработал оригинальную генетическую модель получения жизнеспособных доминантных морфозов, т.е. мутантных мух с сильными морфологическими нарушениями развития, своего рода уродствами. Для объяснения появления такого класса изменчивости Б.Ф. Чадов привлекает гипотезу о существовании вариантной и инвариантной частей генома, причем вариантная соответствует "настоящим" генам и ответственна за наблюдаемую внутривидовую изменчивость, тогда как инвариантная, по мнению автора, состоит из цмс-регуля-торных последовательностей и контролирует константные видовые признаки. Предложена гипотетическая схема взаимодействия обеих частей генома в развитии и эволюции.
В какой-то степени доклад Т.А. Ежовой (Биофак МГУ) перекликается идейно с предыдущим, в нем также рассматриваются общие вопросы генетической основы морфологической эволюции растений. Автор приводит доводы в пользу голдшмидтовских представлений об эволюции через мутации, приводящие к появлению "многообещающих уродов или монстров". Так, у кукурузы и пшеницы описаны мутантные формы с системными морфогенетическими нарушениями в развитии, вполне соответствующие прогнозируемым теорией Гольдшмидта жизнеспособным "монстрам". Появление таких форм связывают с мутациями регуляторных последовательностей, а не самих генов. В свете этих представлений видообразование представляется результатом системных мутаций, меняющим кардинальным образом морфогенез.
Серия сообщений касалась функционирования генов, контролирующих либо сложные морфологические признаки, либо поведение у дефинитив-
ных организмов. Роль гормонов в генетической детерминации опухоли растений на примере редиса и арабидопсиса была освещена в сообщении Л.А. Лутовой (Санкт-Петербургский университет). Наследственные опухоли редиса возникают при повышении уровня цитокинина. Действительно, в экспериментах при введении в геном редиса дополнительной копии гена ipt с помощью агробактериальной трансформации у трансгенных растений возникают опухоли. У арабидопсиса возникновение каллусных опухолей связано с изменением чувствительности к ауксинам продукта гена end, т.е. при нарушении ауксинового обмена. Все эти данные указывают, что гены, вовлеченные в биосинтез гормонов или чувствительные к ним, контролируют направление диф-ференцировки, и при изменении гормонального статуса возникает опухолевый гормоннезависи-мый рост клеток.
Важная роль ювенильного гормона (ЮГ) в контроле плодовитости, жизнеспособности при кратковременном тепловом воздействии и в развитии стресс-реакции была подробно освещена в докладе Н.Е. Грунтенко (ИЦиГ СО РАН, Новосибирск). Удивительно, что такой контроль ярко выражен у самок, но не у самцов дрозофилы. Такой половой диморфизм основан на различиях в деградации ювенильного гормона под действием ЮГ-эстеразы у самок и самцов, что в конце концов приводит к альтернативному эффекту на ре-продуктивность у самок и самцов.
Доклад И.И. Полетаевой (Биофак МГУ) был посвящен влиянию введения аналогов АКТГ (се-макс, буспирон) в первую неделю жизни на сложные формы поведения взрослых мышей различных линий. Было показано, что аудиогенная и болевая чувствительность, агрессивность, исследовательское поведение и проявление страха и тревоги -все эти физиологические показатели имели разную выраженность и нередко направленность, вплоть до альтернативной, у разных линий, отражая роль генотипических факторов в становлении физиологических параметров поведения.
В докладе Е.В. Саватеевой-Поповой (Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН, Санкт-Петербург) приведены данные по молекулярно-генетическому анализу локуса agnostic у дрозофилы. Мутация agnostic вызывает нарушения памяти и связанное с этим снижение обучающей способности у мух. Клонирование гена agnostic позволило установить его организацию и локализацию в районе 11AB X-хромосомы, где расположен ген CG1848, кодирующий ЫМ-киназу-1. Любопытно, что у человека рекомбинация повторов вблизи LIMK1 вызывает синдром Уильямса. Белок LIMK1 у человека является компонентом сигнального каскада интегринов, регулирующих функции актинового цитоскелета, синаптогенеза
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГЕНЕТИКЕ РАЗВИТИЯ НА III СЪЕЗДЕ ВОГиС
465
и участвует в формировании структур мозга. У дрозофилы этот белок присутствует в зрительной системе и центральном комплексе. Мутации белка LIMK1 приводят к потере адаптивности, так что возникает нечувствительность ко внешнему воздействию. Окружающие локус повторы способны к эктопической конъюгации, что провоцирует незапланированную рекомбинацию в районе локуса agnostic. Вероятно, в основе синдрома Уильямса и эффектов мутации гена agnostic лежат сходные, если не идентичные, молекуляр
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.