Завершена работа по оценке скорости генных миграций на территории России для различных регионов и категорий населения. Показано, что степень миграции зависит от региона и определяется природно-экологическими и социально-экономическими факторами. Выявлены тендерные различия в структуре генных миграций. Полученные результаты являются основой для дальнейшего изучения генетических процессов в населении России. (ИОГЕН РАН)
Определено соотношение западно- и восточноевразийских линий митохондриальной ДНК и
Y-хромосомы в генофондах народов Якутии, проведены оценки уровня генетического разнообразия и степени генетической дифференциации популяций региона в целом. Полученные данные существенно дополняют и расширяют представления о путях миграции популяций человека и общей картине заселения Северо-Восточной Евразии. (ИБиГ УНЦ РАН)
Для оценки генетических рисков для человека при радиационном загрязнении проведены цитогенетический анализ спектров спонтанных и индуцированных облучением аберраций хромосом лимфоцитов периферической крови здоровых доноров и генотипирование по 7 полиморфным локусам (гены детоксикации ксенобиотиков, синтеза и метилирования ДНК. Полученные данные позволяют прогнозировать индивидуальную радиочувствительность по результатам генотипирования, что важно для оптимизации радиотерапии и проведения профотбора. (ИОГЕН РАН)
Впервые у ржи картированы пять мутаций, нарушающих синапсис гомологичных хромосом в мейозе; установлены участки хромосом, отвечающие за хозяйственно-ценные количественные признаки, в том числе урожай и качество зерна, предложен и реализован подход по обнаружению скрытых мутаций в генах, контролирующих межгеномные взаимодействия у пшенично-пырейных гибридов и тритикале. Обоснована схема селекции сортов-популяций ржи, основанная на внедрении индивидуального отбора с помощью генетического маркирования мутации автофертильности. (ИЦиГ СО РАН)
Исследован ДНК-полиморфизм генов, участвующих в формировании признака молочной продуктивности, проведен отбор ДНК-маркеров для оценки генетического потенциала животных по этому признаку. Показана возможность дифференцировки отдельных линий животных по маркерам, ассоциированным с содержанием в молоке жира и белка, что отражает их различную значимость для селекционной работы. (ИОГЕН РАН)
Составлены генетические характеристики трех североохотоморских группировок тихоокеанской сельди – охотской, гижингинско-камчатской и тауйской. Обнаружены высоко достоверная дифференциация этих локальных стад и значительное генетическое разнообразие в каждом из них (ИБПС ДВО РАН). В нерестовых популяциях горбуши, кеты, чавычи, нерки и си мы изучение соответствие пола особей по морфологическим (наличие гонад) и молекулярным маркерам. Показано, что феномен несоответствия обнаруживает ся в популяциях всех видов. (ИБМ ДВО РАН)
Выявлена фенотипическая и генетическая структуры популяций ели финской на мало нарушенных территориях. С помощью методов фитобиотехнологии получены клоны редких и исчезающих видов семейства «Березовые». (ИЛ КарНЦ РАН)
В Институтах РАН в отчетном году продолжались работы по широкому фронту исследований в области структуры и функции биомолекул – от открытия новых компонентов живых систем и их структурного анализа до искусственного получения и анализа механизма действия.
Новые белки и низкомолекулярные биорегуляторы.
Из экстрактов семян пшеницы выделена новая группа антимикробных пептидов, эффективно ингибирующая рост фитопатогенов. Установлена их химическая структура и показана перспективность применения для стимуляции иммунной системы растений. Из морского червя Arenicola marina выделен новый класс пептидных антибиотиков широкого спектра действия, названных ареницинами. Установлена их первичная и пространственная структура. Из мицеллярных спорообразующих грибов Emericellopsis salmosynnemata выделены новые пептиды группы зервамицина, обладающие выраженной антибактериальной и антипротозойной (в частности, противомалярийной) активностью. (ИБХ РАН)
Из биологических объектов морского происхождения выделено и охарактеризовано более 40 новых эндогенных биорегуляторов, в составе которых обнаружены уникальные структурные фрагменты, ранее не встречавшиеся у низкомолекулярных вторичных метаболитов. (ТИБОХ ДВО РАН)
В ядах змей различных видов идентифицированы белки с новыми свойствами, В частности, в яде кобры обнаружены димеры т.н. трёхпетельных токсинов, обладающие необычно широкой рецепторной избирательностью действия. (ИБХ РАН)
Из комплекса ферментов, секретируемых грибом Rhyzoctonia solani, выделено три компонента, обладающие трипсиноподобной активностью. Показано, что ранее выделенный из клубней картофеля ингибитор трипсина (РКТI) угнетает действие этих протеиназ. Эти результаты подтверждают предположение о том, что ингибиторы протеиназ картофеля осуществляют защитную функцию при поражении растений семейства паслёновых фитофторозом, фузариозным увяданием и ризоктониозом. (ИНБИ РАН)
Из культуральной жидкости бактерии Lysobacter выделена лизоамидаза- один из минорных компонентов лекарственного бактериолитического комплекса. Выделенный белок оказался новым, ранее неизвестным ферментом с протеолитической и дрожжелитической активностью. (ИБХ РАН)
Из бактериальных источников выделен новый фермент – гетеродимерная эндонуклеаза рестрикции. С разрешением 1,5Å определена пространственная структура её малой субъединицы. (ИТЭБ РАН)
В археях, растущих при температурах 80-100С: Thermococcus sibiricus, Acidilobus saccharovorans, Fervidococcus fontis, Thermoproteus sp. nov. и Vulcanisaeta sp. nov. идентифицированы новые патентно-чистые термостабильные ферменты, перспективные для использования в промышленной биотехнологии и молекулярной диагностике. (ЦБ РАН, ИНМИ РАН)
Структура биомолекул и их комплексов.
В отчётном году методом рентгеноструктурного анализа высокого разрешения была расшифрована пространственная структура значительного числа белков: формиатдегидрогеназ бактерий и растений (как апо-форм, так и функциональных комплексов), оксидазы D-аминокислот дрожжей (ИНБИ РАН), бактериальной катехол-1,2-диоксигеназы и ряда её субстратных комплексов, необычной по своей первичной структуре лакказы из базидомицета S.ochraceum (ИБФМ РАН), серии генно-инженерных вариантов флуоресцентных белков – эффективных биомаркеров для визуализации процессов развития клеток и тканей (ИБХ РАН), интактного гетеротримерного фактора инициации трансляции (aIF2) из архей (ИБ РАН), протеализина – предшественника термолизин-подобной протеиназы. (ИМГ РАН)
Определены полные нуклеотидные последовательности геномов названных выше пяти термофильных архей (ЦБ РАН, ИНМИ РАН), первичные структуры нуклеиновых кислот
YuA-подобного фага BS и нитчатого фага pFB1 Pseudomonas aeruginosa (ИБХ РАН), нуклеотидные последовательности pvpA-гена M.gallisepticum S6, кодирующего – фазовариабельный белок цитоадгезии бактерии (КИББ КазНЦ РАН) и гена creA Penicillium canescens, кодирующего ключевой белок-регулятор углеродной катаболитной репрессии (ИНБИ РАН). Cеквенировано 300 копий короткого ретропозона В1, выделенных из грызунов 20 семейств. (ИМБ РАН)
Расшифрованы структуры О-специфических полисахаридов двух штаммов азоспирилл (ИБФРМ РАН). Показано, что в условиях, близких к гастроэнтеральным, с пектиновыми полисахаридами как основными «пищевыми волокнами» происходит лишь незначительная трансформация, сопровождающаяся отщеплением ряда нейтральных боковых углеводных цепей и частичным расщеплением главной галактуронановой цепи с уменьшением молекулярной массы пектиновой макромолекулы. (ИФ КомиНЦ УрО РАН)
Исследовано строение фрагментов геномов вируса клещевого энцефалита (ВКЭ) штаммов, выделенных из клещей на территории лесопарковой зоны научного центра СО РАН в 1994–2000 г. По данным анализа гена Е, исследованные штаммы относятся к сибирскому генетическому типу, не идентичному ни одному из описанных ранее штаммов ВКЭ. (ИХБФМ СО РАН)
Методами оптической спектроскопии и микрокалориметрии показано, что нативно несвёрнутые белки обладают структурной пластичностью, позволяющей белку-носителю связываться с широким спектром партнёров, причём один и тот же нативно несвёрнутый участок может приобретать разные конформации при образовании комплексов с разными партнёрами. Показано, что нативно несвёрнутые белки широко представлены в различных заболеваниях человека, например, связанных с развитием амилоидных фибрилл. (ИБП РАН)
Синтез биологически активных препаратов.
С целью получения новых блокаторов вирусной репродукции синтезирован ряд новых производных нуклеотидов и проведены их испытания в клеточных системах и индивидуальных ферментах (вируса диареи крупного рогатого скота, обратной транскриптазы ВИЧ, РНК вируса лейкоза птиц, ДНК-интегразы ВИЧ-1, ДНК-топоизомеразы I человека). (ИМБ РАН)
Синтезированы новые аналоги природных нейроактивных липидов (нейролипинов) на основе гамма-аминомасляной кислоты и глицина. Полученные соединения испытаны как потенциальные нейропротекторы на моделях различных стадий нейродегенерации в культурах нейронов мозжечка крысы. Выявлена серия активных образцов, перспективных для дальнейшей разработки в качестве прототипов нового поколения нейропротекторов. (ИБХ РАН)
Осуществлён дизайн и синтез пептидного препарата, обладающего иммунопротективным действием при экспериментально индуцированной форме болезни Альцгеймера. (ИБХ РАН)
Сконструирован пептид, обладающий выраженным антидиабетическим действием, выделен фармакофор –Pro-Tir-, ответственный за противовирусные свойства группы пептидов- аналогов препарата «Селанк», охарактеризована группа пептидов с выраженными нейролептическими свойствами. (ИМГ РАН)