2004 год

Важнейшие результаты 2004 год

1. ИЛЛЮСТРАТИВНОЕ КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ВАЖНЕЙШИХ РЕЗУЛЬТАТОВ ЗАВЕРШЕННЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучены профили нуклеосомного потенциала для генов 5 классов с различным паттерном экспрессии (рис. 1). Установлено, что для промоторов генов клеточного цикла и гомеостаза холестерина свойственны низкие значения нуклеосомного потенциала, что может обеспечивать легкий доступ транскрипционных факторов к проксимальному промотору, необходимому для быстрой инициации транскрипции и обеспечения высокого уровня экспрессии подобных генов. В отличие от этих генов для промоторов интерферон-регулируемых и эритроидных генов, а также генов стероидогенеза выявлены высокие значения нуклеосомного потенциала. Для подобных тканеспецифических и индуцибельных генов нуклеосомная упаковка промоторной ДНК может являться существенным элементом регуляции их транскрипции. Для этих генов состояние закрытого хроматина является нормальным, однако оно может преодолеваться за счет появления в ядрах клеток соответствующих транс-крипционных факторов, взаимодействующих с хроматином и снимающих нуклеосомную упаковку ДНК, переводя их из репрессированного в активное состояние. (Приоритетные направления РАН - 5.30.; Программа СО РАН - 23.1.)

Рис. 1. Профили нуклеосомного потенциала для промоторов генов 5 классов с раз-личным паттерном экспрессии: генов клеточного цикла, интерферон-регулируемых, специфически экспрессируемых в эритроидных клетках (эритроидные), генов гомеостаза холестерина и стероидоге-неза.

Продукция фармакологически ценных белков человека в молоке трансгенных животных одно из перспективных направлений биотехнологии и является альтернативным подходом ныне существующим, основанным на бактериальных продуцентах или на использовании трансформированных клеток млекопитающих. Созданы две конструкции, содержащие полноразмерный ген гранулоцит колоние-стимулирущий фактор человека (Г-КСФ), слитый с 5`- и 3`-фланкирующими промоторными последовательностями гена альфа- S1-казеина (CSN1S1) коровы. С обеими конструкциями получены трансгенные мыши и экспрессия трансгенов была оценена с помощью ОТ-ПЦР и иммунохимически по продукции Г-КСФ человека в молоке лактирующих самок (рис. 2). Секреция Г-КСФ человека в молоко варьировала в широких пределах - от 0,8 мкг/мл до свыше 1 мг/мл. Показано, что Г-КСФ молока трансгенных мышей стимулирует образование и рост гранулоцит-содержащих колоний в культуре клеток пуповинной крови человека и, следовательно, близок или идентичен по физиологической активности натуральному Г-КСФ человека. (Приоритетные направления РАН - 5.3.; Программа СО РАН - 19.2.)

Рис. 2. Создание трансгенных мышей, несущих ген гранулоцит колониестимулирущий фак-тор человека.

А - колония зрелых и незрелых клеток гранулоцитарного ряда в полужидком агаре, образовавшаяся из клеток-предшественников пуповинной крови человека после добавления молока трансген-ной самки разведенного в 30000 раз.

Б - результаты анализа экспрессии гена Г-КСФ (hG-CSF) (верхний) и гена бета-актина ( -actin) (нижний) с помощью ОТ-ПЦР в молочной железе трансгенных (1-5) и нетрансгенной (6) самок; негативный контроль, без РНК (7), справа - молекулярный маркер с шагом 100 пн (8). Можно видеть, что все образцы от трансгенных самок содержат ожидаемый фрагмент гена Г-КСФ человека, который отсутствует у нетрансгенной самки. В контроле - трансгенные и нетрансгенные самки были позитивны по экспрессии гена "домашнего хозяйства" - бета-актина.

Идентифицирован и охарактеризован ранее неизвестный ген человека, принадлежащий к семейству генов лейкоцитарных Fc рецепторов человека. Новый ген, названный FCRL2, кодирует внутриклеточный белок. В отличие от всех известных FcR-подобных генов, FCRL2 специфично и избирательно экспрессируется в плаценте. Вместе с тем, мРНК FCRL2 была обнаружена в ряде В лимфоцитарных лимфом и в меланомах. Особый интерес представляет собой тот факт, что экспрессия FCRL2 резко увеличивается при злокачественной прогрессии меланом (рис. 3). Полученные результаты показывают, что экс-прессия FCRL2 является признаком злокачественной трансформации меланоцитов и, соот-ветственно, может быть использована для своевременного диагноза этого типа рака. Наиболее продуктивным подходом в противораковой терапии считается индукция иммунного ответа к опухолеспецифичным антигенам или применение антител против таких антигенов. Отсутствие экспрессии FCRL2 во всех нормальных тканях, за исключением плаценты, делает этот белок перспективным кандидатом на роль мишени для замедления роста или ликвидации В клеточных лимфом и злокачественной меланомы. (Приоритетные направления РАН - 5.7.; Программа СО РАН - 20.3.)

Рис. 3. Количественный анализ экспрессии гена FCRL2 в различных типах меланом.

MN - доброкачественные невусы; ММ - злокачественная меланома; МММ - метастазирующая меланома.

Разработаны компьютерные методы, успешно распознающие сайты связывания SF1 (стероидогенный фактор 1) и SREBP (белок, связывающийся со стеролреспонсивным элементом). Выявлено повышенное (в 20 раз) содержание SF1 сайтов в промоторных участках генов системы стероидогенеза в сравнении с промоторами генов других функциональных групп. Потенциальные SREBP сайты с наибольшей частотой встречались в промоторах генов липидного метаболизма. Экспериментальная проверка показала, что по-давляющее большинство SF1 сайтов, предсказанные разработанными методами, действительно взаимодействуют с фактором SF1 (рис. 4). В целом, с помощью предложенного экспериментально-теоретического подхода выявлено 34 неизвестных ранее сайтов связывания SF1 в генах системы стероидогенеза.(Приоритетные направления РАН - 5.4.; Про-грамма СО РАН - 19.1.)

Рис. 4. Примеры экспериментального подтверждения сайтов связывания транскрипционного фактора SF1, предсказанных компьютерными методами. Стрелкой обозначено исчезновение комплексов SF1/ДНК при добавлении специфических антител (A/B).

Для построения детальной интегративной карты хромосом человека, собаки и свиньи (рис. 5) пробы хромосом человека и хромосом собаки использовались для локализации их на хромосомах свиньи. 23 пробы аутосом и X-хромосомы человека имели в геноме свиньи 55 гомологичных сайта, тогда как 38 проб аутосом и X хромосомы соба-ки локализовались в виде 98 сайтов. С помощью этой карты уточнены субхромосомные ло-кализации многих генов. Таким образом, получена возможность, локализуя любой ген у од-ного из видов, целенаправленно искать его в определенных районах у двух других видов. С учетом бурного развития работ по геномике видов домашних животных, разработанный подход представляется крайне важным для частной генетики этих видов. Кроме того, полученные данные позволили установить, что геном свиньи получен в результате 15 слияний, 17 разделений и 23 инверсий из генома предполагаемого предка плацентарных млекопитающих. (Приоритетные направления РАН - 5.3.; Программа СО РАН - 20.1.)

Рис. 5. Детальная интегративная карта хромосом свиньи ( Sus scrofa ), собаки ( Canis familiaris) и человека ( Homo sapiens). На рисунке показаны хромосомы свиньи, слева от них гомологичные районы хромосом человека, справа - собаки.

Определение происхождения, состава и оценки клинического значения сверхчисленных маркерных хромосом человека (SMC) является одной из наиболее сложных проблем современной медицинской цитогенетики. Малые размеры SMC иногда делают проблематичным не только описание общей морфологии SMC, но даже ее выявление в метафаз-ной пластинке. Наиболее значимым моментом при анализе SMC является выяснение вопроса о присутствии в их составе эухроматиновых районов. Около 60% SMC являются производ-ными хромосомы 15. Определено четыре горячих точек хромосомных перестроек, которые принимают участие в их формировании. При участии проксимальных горячих точек SMC(15) практически не содержат эухроматиновых районов. SMC(15), возникшие в резуль-тате перестроек по дистальным горячим точкам, несут эухроматиновые районы. Для диффе-ренциации SMC(15), содержащих и не содержащих в своем составе эухроматиновые районы, создана пара ДНК-проб и разработан вариант многоцветной in situ гибридизации (рис. 6), позволяющий выявлять в SMC(15) материал прицентромерного эухроматинового района хромосомы 15 человека. (Приоритетные направления РАН - 5.3.; Программа СО РАН - 21.1.)

Рис. 6. Многоцветный бэндинг трех копий прицентромерного района хромосомы 15 и трех разных SMC. 
Приведены результаты компьютерной обработки соотношения интенсивностей сигналов и генерации псевдоцветов при различных классификаторах формирования псевдоцветов прицентромерного района хромосомы 15 и трех типов SMC(15). Правая SMC(15) содержит прицентромерный эухроматиновый район хромосомы 15, остальные - не содержат его.

На основании результатов генотипирования 60 отечественных сортов пшеницы с помощью микросателлиных маркеров (от 19 до 210 маркеров на сорт) разработан вариант микросателлитного геномного паспорта. Индивидуальный паспорт каждого сорта включает в себя информацию о длине микросателлитных локусов (пронумерованных от 1 и далее) для 23 маркеров (рис. 7). Геномная дактилоскопия, основанная на анализе сочетания микросателлитных локусов, может использоваться для охраны авторских прав, сертификации семян и контроля сортового и коллекционного материала злаковых культур. (Приоритетные направления РАН - 5.19.; Программа СО РАН - 20.1.)

Рис. 7. Образцы паспорта сортов мягкой пшеницы Саратовская 29 (а) и Чайниз Спринг (б), построенного по данным 23 полиморфных микросателлитных локусов (указаны слева). Индивидуальный паспорт каждого сорта включает в себя информацию о длине микросателлитных локусов (пронумерованных от 1 и далее).

В ИЦиГ СО РАН совместно с ИТ СО РАМН и НИИПК МЗ РФ впервые проведено исследование на наличие ассоциаций между вариантами по полиморфизму A145G (Ser49Glu ) гена бета1-адренорецептора B1AR и возникновением врождённых пороков сердца у детей. Ранее рядом авторов было показано участие бета-адренергических рецепторов в патогенезе врождённых пороков сердца у куриных эмбрионов. Выявлено статистически значимое повышение частоты гомозигот GG по редкому аллелю гена B1AR у больных с врождённым пороком сердца по сравнению с популяционным контролем (рис. 8). (Приоритетные направления РАН - 5.3.; Программа СО РАН - 21.1.)

Рис. 8. Ассоциация полиморфизма A145G гена бета1-адренорецептора B1AR с врожденными пороками сердца у детей.

Эффективность регуляции потоков воды через клетку эпителия, индуцированных вазопрессином, тесно связана с механизмами поддержания клеточного объема. Существенную роль в поддержании осмотического баланса клетки играют процессы транспорта ионов, в частности натрия. Альдостерон является основным регулятором транспорта натрия в дистальном сегменте нефрона. На основе разработанного метода флюоресцентного определения внутриклеточного натрия с помощью флюорохрома Sodium Green (рис. 9) впервые обнаружен быстрый эффект физиологических доз альдостерона (1-10нМ) на концентрацию натрия в клетках дистальных сегментов нефрона в течение первых секунд(p < 0.001). Быстрый эффект альдостерона подавляется ингибитором широкого спектра изоформ протенкиназы С (PKC) RO-31-8220. Результаты свидетельствуют об участии РКС в реализации быстрых внегеномных эффектов альдостерона. (Приоритетные направления РАН - 5.13.; Программа СО РАН - 20.3.)

Рис. 9. Экспериментальный блок для исследования регуляции трансмембранных потоков натрия в изолированных почечных канальцах.

Разработаны новые цитологические и статистические методы картирования генов. Первая группа методов, основанных на технике микродиссекций и многоцветного бэндинга, позволяет визуализировать положение гомологичных районов в геномах разных видов млекопитающих и изучать процессы видообразования (рис. 10). Вторая группа методов используется для изучения генов, контролирующих сложных признаки. Разработанные методы позволяют анализировать большие родословные и диаллельные кроссы, осуществлять картирование in silico. Установлены модели наследования ряда распространенных болезней человека (идиопатический сколиоз и устойчивость к инфекционным болезням) и количественных признаков животных. Впервые удалось картировать гены, отвечающие за прохождение мейоза при хромосомных перестройках. Было показано, что точность гомоло-гичного спаривания хромосом у мышей, гетерозиготных по инверсии, зависит от генетического фона и контролируется генами, локализованными в 2, 6 и 7 хромосомах. (Приоритетные направления РАН - 5.19.; Программа СО РАН - 20.2.)

Рис. 10. Многоцветный бэндинг гомеологичных хромосом обыкновенных полевок.

Проведен уникальный глобальный анализ хромосомного полиморфизма у хирономид видов группы plumosus из Китая и Японии в сравнении с евроазиатскими (Европа, Сибирь) и неарктическими (Северная Америка) видами группы. Установлено, что на кра-ях голарктического ареала разных групп видов-близнецов (группа рlumosus и группа akamusi) наблюдается четкая закономерность: формирование новых видов с хромосомной дивергенцией, связанной с появлением и фиксацией эндемичных "китайских", "японских" и "американских" последовательностей дисков (рис. 11). Морфологически изученные виды-близнецы практически не различаются, что свидетельствует о первичности хромосомной ди-вергенции по отношению к морфологической дивергенции и указывает на роль хромосомных мутаций в видообразовании. (Приоритетные направления РАН - 5.19.; Про-грамма СО РАН - 20.2.)

А.


<Б./b>

Рис. 11. А. Кариотип C. sinicus. Стрелками указаны центромерные диски, символами sinA1.1, sinB1.1 и т.д. обозначены генотипические комбинации последовательностей дисков в каждом из хромосомных плеч (A, B, C, D, E, F, G); N - ядрышко, BR - кольца Бальбиани, p - пуф. Б. Дендрограмма филогенетических взаимоотношений в группе видов plumosus, построенная на основе оценок попарного сходства последовательностей дисков в 5 хромосомных плечах близких видов группы plumosus.

Появление мутаций окраски у пушных зверей в условиях клеточного разведения всегда очень редкое событие, поэтому нужды мирового рынка пушнины в новых оригинальных окрасках всегда удовлетворялись сохранением и разведением случайно появляющихся в неволе новых цветных форм, в большинстве случаев рецессивной природы. В результате 20-летней селекции норок по поведению выявлен коррелированный ответ в появлении новшеств, затрагивающий окраску меха. Генетический анализ показал, что некоторые из них встречаются у норок впервые и наследуются как аутосомные полудоминантные мутации. Одной такой мутацией, привлекшей пристальный интерес меховщиков, явилась мутация, получившая торговое название "Черный хрусталь" , и вошедшая в англоязычную литературу под названием "Black crystal", с генетическим символом - Cr . Дальнейшая работа с этой мутацией позволила методами генетической комбинаторики и приемами "НОУ-ХАУ" на базе известных мутаций получить совершенно новые и перспективные окрасочные формы. Одной такой новой окраской меха у норки стала форма, получившая название "Снежный леопард" (рис. 12). Лучшие экземпляры полученной окраски приближаются по окраске к расцветке меха нерпы или гренландского тюленя. (Приоритетные направления РАН - 5.19.; Программа СО РАН - 22.2.)

Рис. 12. "Снежный леопард" - новая оригинальная окраска Американской норки. Генетическая формула: Cr/+ p/p SK/+.

2. КРАТКИЕ АННОТАЦИИ РАБОТ, ВЫПОЛНЕННЫХ ПО ГОСУДАРСТВЕННЫМ ПРОГРАММАМ

ФЦНТП "Исследования и разработки по приоритетным направ-лениям развития науки и техники"
Раздел "Технология живых систем". Подраздел "Биология"

На современном этапе исследования генома человека особое значение приобретает создание комплексных методов компьютерной геномики, позволяющих выявлять максимальное количество значимой информации о различных аспектах структурно-функциональной организации геномов, механизмах экспрессии генов и свойствах генных продуктов. Создаваемый в ходе выполнения проекта комплекс программ и баз данных позволяет решать следующие задачи: анализ сверхдлинных последовательностей генома чело-века; анализ нуклеосомной организации геномной ДНК; поиск и распознавание генов; анализ, распознавание и сравнение регуляторных районов, контролирующих транскрипцию; анализ, распознавание и сравнение сайтов инициации репликации; исследование физико-химических и конформационных свойств геномной ДНК; моделирование и предсказание вторичной структуры РНК; анализ сайтов сплайсинга; анализ регуляторных последовательностей, контролирующих трансляцию; анализ белков, кодируемых генами человека; интеграцию международных Интернет-доступных информационных и программных ресурсов по структурной и функциональной геномике человека. Разработанные программы и базы данных позволяют достигнуть достоверности и точности компьютерной аннотации генома человека, существенно превосходящей современный уровень.

У четырех видов обыкновенных полевок определена нуклеотидная последовательность локуса Xist/Tsix, который имеет размер 50 т.п.н. и ограничен генами Enox и Slc7a3. За счет инсерций мобильных элементов и различий в количестве мономеров повторов локус Xist/Tsix полевок группы "arvalis" существенно отли-чается от такового крысы и мыши. Гомология между грызунами сохраняется в районах экзо-нов гена Tsix и регуляторного элемента DXPas. Наибольшим сходством у крысы, мыши и полевки обладает район начала транскрипции гена Tsix, что может отражать его функциональную консервативность. Между более далекими видами млекопитающих ген Tsix не проявляет гомологии.

Кроме сайленсинга, на цитологическом уровне (формирование гетерохроматина), известен сайленсинг, осуществляемый белками группы Polycomb (PcG) для регулирования экспрессии гомейозисных генов BX-C и ANT-C. Недавно были обнаружены еще 2 гена, corto и DSP1, предположительно также принимающие участие в ругуляции гомейозисных генов. Нами проведено картирование сайтов локализации на политенных хромосомах белков CORTO и DSP1 методом иммунолокализации. Генcorto участвует в процессах кон-денсации хроматина, генетически взаимодействует с группами генов Polycomb и Trithorax. Белок CORTO содержит хромодомен, который позволяет белку мультимеризоваться. CORTO колокализуется с белками PC, PH, SCN и GAGA фактором. Методом дрожжевого дигибридного анализа показано, что CORTO непосредственно взаимодействует с PH, SCM и GAGA, а так же с белками ESC и E(Z), но не взаимодействует непосредственно с PC. Ген DSP1 генетически взаимодейстует с corto. Белки CORTO и DSP1 взаимодействуют in vitro, это было выявлено методом GST-pulldown, а также их взаимодействие подтверждено методом коиммунопреципитации, и показано, что DSP1 стабилизирует связывание CORTO с хромосомами. Проведенное нами сравнение паттернов локализации этих белков показало, что они частично колокализуются в линии дикого типа.

Обнаружены различия порядка генов, которые могут быть следствием множественных перестроек в ходе эволюции кариотипов, одного из протяженных консервативных районов, представленных хромосомами: 17 - у человека, 12 - у свиньи, 5q - у норки и h-плечом у землеройки.

Показано, что выявленное за последнее десятилетие увеличение концентрации Male Recombination-хромосом в популяциях Drosophila melanogaster, сопровождающееся увеличением частот "сильных" МR-хромосом, не привело к росту концентрации летальных мутаций.

Завершен сбор первичного материала в районе зоны гибридизации двух хромосомных рас обыкновенной бурозубки: отловлено и кариотипировано более 100 животных, проведена фиксация образцов тканей и выделение ДНК для последующего детального анализа генети-ческой и хромосомной структуры гибридной зоны. Разработан метод одновременного иммуноокрашивания синаптонемных комплексов и сайтов рекомбинации и репарации на мейотических препаратах хромосом бурозубок и полевых мышей для последующего анализа рас-пределения сайтов рекомбинации и составления рекомбинационных карт хромосом. Созданы культуры клеток двух хромосомных рас обыкновенной бурозубки для последующего анализа распределения интерстициальных теломерных повторов в зависимости от древности хромосомных слияний.

Разработана информационная система - "Атлас по биоразнообразию растительного и животного мира Сибири". Ведется пополнение баз данных, созданных на предыдущих эта-пах ("Изогенные линии пшеницы", "Хирономиды Палеарктики" и др.), создание новых баз данных ("Дневные бабочки в природе"), подготовка материала и структурирования данных для представления в формате БД (озимая пшеница), реорганизация баз данных ("Сортовое многообразие ячменя") и установление связей между базами данных, расположенными на сервере СО РАН и информационными ресурсами других исследовательских институтов. Изучается и поддерживается коллекция сортов культуры универсального использования - амаранта. Пополняется база данных "Амарант", которая будет в полной мере описывать разнообразие этой культуры. Продолжается работа по созданию и пополнению интегрирован-ной БД - "Литература", который объединяет литературные источники, отражающие матери-ал, представленный в базах данных Сибирского отделения РАН. Ведется работа по пополнению следующих БД: "Линии пшеницы с межсортовыми хромосомными замещениями"; "Ка-талог аномалий веретена деления растительной клетки" - БД включает описание аномалии и микрофотографии; "Моносомные линии пшеницы" - описание линии, предполагается доба-вить цифровой материал по анализу хозяйственно-ценных признаков. Всего разрабатывается более 20 баз данных.

ФЦНТП "РАЗВИТИЕ НОВЫХ НАПРАВЛЕНИЙ БИОТЕХНОЛОГИИ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ БИОБЕЗОПАСНОСТИ".

Построена и проанализирована реконструкция генной сети управления клеточным циклом у делящихся дрожжей. Реконструкция генной сети содержит: 1) 4 компартмента: ядро, ядерную мембрану, цитоплазму и цитоплазматическую мембрану; 2) 38 генов, 83 белка и белковых комплекса, 116 реакций.

Анализ регуляторных взаимодействий в генной сети управления клеточным делением у fission yeast выявляет наличие нескольких молекулярных триггеров определяющих управление в проанализированной генной сети. Анализ показал наличие в сети следующих регуля-торных блоков триггерного типа:

А) Регуляция активности Start киназного комлекса Cig2/cdc2, активация которого требуется для обеспечения G1/S перехода в клетке;

Б) Триггер с положительными обратными связями 
cdc13/cdc2(неактивн.) Ф cdc13/cdc2(активн.). 
Переключение этого триггера приводит к переходу клетки от фазы G2 к митозу.

В) Триггер на основе транскрипционного фактора MBF(cdc10/res1/res2/rep2), регулирующий генную транскрипцию. Переключение этого триггера репрессия-активация-репрессия приводит к активации и инактивации машины репликации ДНК на G1-S-G2 переходе и так же активации регулятора клеточного цикла mik1, участвующего в ре-гуляции активности G1/S и G2/M киназ.

На основе проведенной реконструкции генной сети и выявления в ней структурно-функциональных элементов в дальнейшем будет построена математическая модель управления клеточным циклом у делящихся дрожжей.

Для разработки информационно-программных ресурсов и компьютерного моделирования структурно-функциональной организации ДНК, РНК, белков и генных сетей вируса гепатита С и хозяина, участвующих в его жизненном цикле проведены исследования по созданию базы данных, содержащей информацию о различных аспектах жизненного цикла вируса гепатита С (ВГС) и построению математической модели на основе информации, накопленной в базе данных, для выявления, с помощью методов математического моделирования, лимитирующих звеньев (процессов и структур), воздействие на которые может подавить воспроизведение вируса.

В рамках единого похода GeneNet проведена реконструкция подсетей генной сети взаимодействия ВГС с клеткой хозяина: 1) генной сети жизненного цикла вируса; 2) генной сети интерферон-регулируемых генов при гепатите С на основе данных микроэррей анализа; 3) генной сети ФНО-индуцируемого апоптоза при гепатите С.

Создана программа для конвертирования генных сетей из формата базы данных по генным сетям в формат представления двудольных графов сетей Петри. На основе данного двудольного графа была построена гибридная сеть, моделирующая репродуктивный цикл вируса гепатита С. Модель включает как реконструированную генную сеть вируса, так и ос-новные события, являющиеся информативными для описания жизненного цикла вируса в клетке-хозяине. Модель представлена в виде простой сети Петри, с помощью которой можно моделировать динамику систем, управляемых событиями. На данном этапе проводится ана-лиз этой модели, доступный в пакете для моделирования сетей Петри.

Проведена компилляция данных по нуклеотидным и аминокислотным последовательностям вирусов гепатита С. В результате собраны последовательности ДНК и белков 144 полных геномов, а так же нуклеотидные и аминокислотные последовательности отдельных белков вирусов. Для аминокислотных и нуклеотидных последовательностей получены множественные выравнивания, включающие представителей различных генотипов. На основе полученных множественных выравниваний для последовательностей были построены фило-генетические деревья. С использованием пакета программ филогенетического анализа про-ведено исследование режима эволюции кодонов в кодирующих частях генома вируса. Собраны пространственные структуры белков вируса гепатита С.

Создана база данных пространственных структур функциональных сайтов белков PDBSite, содержащая данные о более чем 10000 сайтов из различных белков. В базе пред-ставлены сайты посттрансляционной модификации белков, сайты каталитических центров ферментов, сайты связывания лигандов (ионов металлов, неметаллов и органических соединений), сайты белок-белковых и белок-РНК/ДНК взаимодействий. Информация о функцио-нальных сайтах извлекалась из анализа белковых комплексов и аннотаций в базе данных PDB. База PDBSite доступна через Интернет на сайте Лаборатории теоретической генетики ИЦиГ СО РАН (http://wwwmgs.bionet.nsc.ru/mgs/gnw/pdbsite/).

3. ЗАКОНЧЕННЫЕ РАЗРАБОТКИ, ВЫПОЛНЕННЫЕ В 2004 ГОДУ И ГОТОВЫЕ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ

СЕЛЕКЦИОННЫЕ ДОСТИЖЕНИЯ

I

1. Название разработки

Новый сорт облепихи "ЗОЛОТОЙ КАСКАД"

2. Авторы

Щапов Н.С., Креймер В.К., Белых А.М., Гончарова Л.А.

3. Краткая аннотация разработки

Сорт создан путем близкородственного скрещивания сорта Зырянка и сеянца зырянки (№ 104). Пригоден к производственной технологии выращивания, размножения и переработ-ки. Благодаря отсутствию колючек на побегах повышается производительность при резке черенков. Деревья устойчивы к морозам до - 40 оС и перепадам температур. Формирование кроны не требуется. Вкус плодов сладко-кислый освежающий, плоды оранжевого цвета с кожицей, средней толщины, пригодны для замораживания, получения масла, соков, джемов. Сорт среднего срока созревания.

4. Технико-экономические преимущества

Достоинствами сорта являются: отсутствие колючек на побегах, кисло-сладкий десертный освежающий вкус, сухой отрыв плодов, пригодность к механизированной сборке.

5. Области применения

Сельское хозяйство, для получения сеянцев и плодов облепихи.

6. Уровень практической реализации

Сорт районирован по Новосибирской области и включен в Госреестр для возделывания по Западно-Сибирскому региону под № 29187.

7. Патентная защита разработки

Получено авторское свидетельство № 29187. Заявка на патентование данного сорта будет подана после завершения государственных испытаний.

8. Коммерческие предложения

Совместная коммерциализация сорта с ГНУ Новосибирской Зональной плодово-ягодной опытной станцией им. И.В.Мичурина в Западно-Сибирском регионе.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб. экспериментального мутагенеза, тел.: 33-36-57, Щапов Н.С.

II

1. Название разработки

Новый сорт облепихи "ПОДРУГА"

2. Авторы

Щапов Н.С., Креймер В.К., Белых А.М., Гончарова Л.А.

3. Краткая аннотация разработки

Сорт создан путем скрещивания отборных форм 118/4 и 120/2. Гибрид первого поколения. Пригоден к производственной технологии выращивания, размножения и переработки. Благодаря отсутствию колючек на побегах повышается производительность при резке черен-ков. Деревья устойчивы к морозам до - 40 оС и перепадам температур. Формирование кроны не требуется. Вкус плодов сладко-кислый освежающий, плоды оранжевого цвета с кожицей средней толщины, пригодны для употребления в свежем виде. Сорт среднего срока созревания.

4. Технико-экономические преимущества

Достоинствами сорта являются: отсутствие колючек на побегах, кисло-сладкий десертный освежающий вкус, сухой отрыв плодов, пригодность к механизированной сборке.

5. Области применения

Сельское хозяйство, для получения сеянцев и крупных, сладких плодов облепихи.

6. Уровень практической реализации

Сорт районирован по Новосибирской области и включен в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию для возделывания по Западно-Сибирскому ре-гиону под № 29179.

7. Патентная защита разработки

Получено авторское свидетельство № 29179. Заявка на патентование данного сорта будет подана после окончания государственных испытаний.

8. Коммерческие предложения

Совместная коммерциализация сорта с ГНУ Новосибирской Зональной плодово-ягодной опытной станцией им.И.В.Мичурина в Западно-Сибирском регионе.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб. экспериментального мутагенеза, тел.: 33-36-57, Щапов Н.С.

III

1. Название разработки

Новый сорт облепихи "ЗАРНИЦА"

2. Авторы

Щапов Н.С., Креймер В.К., Белых А.М., Гончарова Л.А.

3. Краткая аннотация разработки

Сорт создан путем скрещивания отборных родительских форм Красный факел и сеян-ца Зырянки (№104). Гибрид первого поколения. Пригоден к производственной технологии выращивания, размножения, замораживания и переработки. Колючек на побегах мало, только в верхней части, короткие. Деревья устойчивы к морозам до - 40 оС и перепадам темпера-тур. Формирование кроны не требуется. Вкус плодов сладко-кислый освежающий, плоды оранжево-красного цвета с твердой кожицей, пригодны для употребления в свежем виде, замораживания, получения масла, соков, джемов. Сорт среднего срока созревания.

4. Технико-экономические преимущества

Достоинствами сорта являются: высокое содержание масла (4,5%) и каротиноидов (28,8 мг%), прочная кожица плодов, кисло-сладкий десертный освежающий вкус, сухой отрыв плодов, пригодность к сбору плодов способом околачивания.

5. Области применения

Сельское хозяйство, для получения сеянцев и крупных, сладких плодов облепихи.

6. Уровень практической реализации

Сорт районирован по Новосибирской области и включен в Госреестр селекционных достижений, допущенных к использованию для возделывания по Западно-Сибирскому региону под № 29181.

7. Патентная защита разработки

Получено авторское свидетельство № 29181. Заявка на патентование данного сорта будет подана после окончания государственных испытаний.

8. Коммерческие предложения

Совместная коммерциализация сорта с ГНУ Новосибирской Зональной плодово-ягодной опытной станцией им. И.В.Мичурина в Западно-Сибирском регионе.

9. Ориентировочная cтоимость

Не рассчитывалась

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб. экспериментального мутагенеза, тел.: 33-36-57, Щапов Н.С.

НАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ

I

1. Название разработки

Способ выращивания льна-долгунца

2. Авторы

Дашкевич В.С., Суслов Е.П.

3. Краткая аннотация разработки

Семена льна-долгунца обрабатывают препаратом Бинорам, состоящим из смеси сус-пензий штаммов Pseudomonas specias 7Г, 7Г2К и 17-2, взятых в соотношении 1:2:1 с концен-трацией (2-2,5)х1010 кл/мл, при этом обработку семян перед посадкой проводят из расчета 50-100 мл суспензии на тонну семян при норме расхода рабочего раствора - 10л/т. Перед обработкой семян бактериальную суспензию разводят водой до необходимой рабочей концентрации, равной 2-2,5х108 кл/мл.

4. Технико-экономические преимущества

Способ обеспечивает увеличение урожайности семян на 23,8% и соломы льна-долгунца на 35,6% за счет своевременной защиты всходов от фитопатогенов и повышение выхода тонкого волокна и его прочности.

5. Области применения

Сельское хозяйство и текстильная промышленность

6. Уровень практической реализации

Начальная стадия освоения технологии.

7. Патентная защита разработки

На разработку подана заявка на изобретение № 2004130981/15 с приоритетом от 21.10.2004

8. Коммерческие предложения

Совместное производство препарата Бинорам, лицензионные соглашения

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась.

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, сектор биотехнологии ризосферных микроорганизмов, тел.: 33-24-78, Дашкевич В.С.

II

1. Название разработки

Способ повышения устойчивости сахарной свеклы к возбудителям кагатной гнили 2. Авторы

Чекуров В.М., Сычев И.П., Сычев А.И.

3. Краткая аннотация разработки

Суть способа заключается в том, что растения сахарной свеклы, выращиваемые по традиционной технологии, обрабатывают за 17-25 дней до уборки урожая водным раствором препарата РастСтим в концентрации 50г/л с нормой расхода 0,5-1,0л/га и дополнительно осуществляют обработку убранных корнеплодов перед закладкой их на хранение водным раствором данного препарата с той же концентрацией при норме расхода 0,5-1,0 л/тонну корнеплодов.

4. Технико-экономические преимущества

Способ позволяет повысить содержание сахаров в свекле перед уборкой и повысить ее устойчивость к основным возбудителям кагатной гнили при хранении корнеплодов. Биологическая эффективность предуборочной обработки растений и корнеплодов перед закладкой на хранение препаратом РастСтим против комплекса болезней составляет 70-80%.

5. Области применения

Сельское хозяйство и пищевая промышленность

6. Уровень практической реализации

Начальная стадия освоения технологии в промышленном масштабе.

7. Патентная защита разработки

На разработку подана заявка на изобретение № 2004111945/15 с приоритетом от 19.04.2004.

8. Коммерческие предложения

Совместное производство, лицензионные соглашения.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась.

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб. экспериментального мутагенеза, тел.: 33-36-57, Чекуров В.М.

III

1. Название разработки

Способ повышения морозоустойчивости озимой пшеницы

2. Авторы

Чекуров В.М., Козлов В.Е., Жалиева Л.Д.

3. Краткая аннотация разработки

Суть способа заключается в том, что перед посевом семена озимой пшеницы обрабатывают водным раствором биологически активного препарата НОВОСИЛ в концентрации 100 г/л, при норме расхода препарата 0,5-1,0 л/тонну семян и норме расхода рабочего раствора -10 л/тонну семян.

4. Технико-экономические преимущества

Способ прост в исполнении и позволяет повысить морозоустойчивость озимой пшеницы, а также увеличить процент выживших растений до 82,1%.

5. Области применения

Сельское хозяйство и пищевая промышленность

6. Уровень практической реализации

Начальная стадия освоения технологии в промышленном масштабе.

7. Патентная защита разработки

На разработку подана заявка на изобретение № 2004119200/15 с приоритетом от 24.06.2004.

8. Коммерческие предложения

Совместное производство, лицензионные соглашения.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась.

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб. экспериментального мутагенеза, тел.: 33-36-57, Чекуров В.М.

IV

1. Название разработки

Линия крыс OXYS-SA - универсальная модель преждевременного старения

2. Авторы

Колосова Н.Г., Морозкова Т.С.

3. Краткая аннотация разработки

Основой для создания новой биологической модели преждевременного старения послужили крысы линии OXYS, созданные в Институте цитологии и генетики СО РАН селекцией и инбридингом крыс Вистар, высоко чувствительных к катарактогенному эффекту галактозы. Далее, в течении 13 поколений проводился усиленный отбор крыс OXYS по признаку спонтанной ранней катаракты, в процессе которого на размножение брали животных с ранними изменениями хрусталиков. В результате была получена линия крыс OXYS-SA с наследственно закрепленным развитием преждевременного старения, фенотипическими проявлениями которого являются дегенерация макулярной области сетчатки, остеопороз, артериальная гипертензия и ранние нарушения в когнитивной и эмоциональной сфере.

4. Технико-экономические преимущества

Основным преимуществом полученной модели является комплексность проявления признаков преждевременного старения, в связи с чем линия крыс OXYS-SA является универсальной моделью для изучения молекулярно-генетических основ патогенеза старения и связанных с ним болезней пожилого возраста, разработки способов их профилактики и лечения.

5. Области применения

Медицина.

6. Уровень практической реализации

Начальная стадия освоения технологии в промышленном масштабе.

7. Патентная защита разработки

Разработка не может быть запатентована.

8. Коммерческие предложения

Совместная коммерциализация, лицензионные соглашения.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась.

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, сектор медицинской генетики , тел.33-39-10, Колосова Н.Г.

V

1. Название разработки

Технология получения трансгенных растений табака и картофеля, продуцирующих панкреатическую рибонуклеазу быка и неспецифическую нуклеазу Serratia marcescens. 2. Авторы

Трифонова Е.А., Комарова М.Л., Кочетов А.В.

3. Краткая аннотация разработки

В качестве целевых генов для трансформации растений табака и картофеля использовали ген рибонуклеазы быка, полученный путем ПЦР на геномной ДНК быка и нуклеазный ген Serratia marcescens, полученный путем ПЦР на ДНК бактерии Serratia marcescens. Трансформацию растений проводили путем инкубации листовых эксплантатов табака и клубневых дисков или стеблей картофеля с культурой Agrobacterium tumefaciens. Генетическая трансформация растений подтверждена ПЦР, NPTII-тестом, наследованием трансгена в Т1-Т2 (для табака), а также непосредственным измерением активности нуклеазы. Уровень экспрессии нуклеаз достигает 1% растворимого белка. Трансгенные растения табака существенно более устойчивы к вирусу табачной мозаики по скорости накопления антигена и фенотипическому проявлению симптомов. При средних концентрациях вируса в инокулюме (0,01-0,1 мкг/мл) трансгенные растения вообще не поражались.

4. Технико-экономические преимущества

Создание вирусоустойчивых и одновременно высокоурожайных сортов растений картофеля и табака с помощью генной инженерии обеспечит существенное снижение потерь урожая в результате вирусных инфекций.

5. Области применения

Сельское хозяйство.

6. Уровень практической реализации

Начальная стадия практического использования технологии.

7. Патентная защита разработки

Заявка на изобретение пока не подавалась.

8. Коммерческие предложения

Инвестиционный договор о коммерциализации технологии, лицензионные соглаше-ния.

9. Ориентировочная стоимость

Не рассчитывалась.

10. Контактная информация

ИЦиГ СО РАН, лаб.гетерозиса растений, тел.33-35-74, Кочетов А.В.