Том 510, № 1 (2023)

Изучено влияние нокаута по гену PARP1 в клетках НЕК293 на экспрессию генов белков эксцизионной репарации оснований ДНК (base excision repair, BER). Показано, что экспрессия всех дифференциально экспрессируемых генов (ДЭГ) BER снижена под действием нокаута. Наиболее сильно изменилась экспрессия гена ДНК-гликозилазы NEIL1, которая считается одним из общих “узлов” для связывания белков BER. Также значительно снижена экспрессия генов вспомогательных субъединиц ДНК-полимераз δ и ε. Полученная нами линия клеток с нокаутом по гену PARP1 представляет собой адекватную клеточную модель для изучения активности процесса BER в отсутствие PARP1 и тестирования препаратов, направленных на ингибирование процессов репарации. Впервые обнаружено, что при нокауте гена PARP1 происходит значительное изменение уровня экспрессии белков, ответственных за биогенез рибосом и функционирование протеасомы.

CAR-T-специфическая терапия произвела революцию в современной онкологии. Однако, несмотря на выраженные терапевтические эффекты, новый подход имеет побочные эффекты, связанные со сложностью фармакокинетического и фармакодинамического контроля. Возникновение тяжелых осложнений у пациентов при CAR-T терапии инициировало серию исследований по регулированию активности CAR-T клеток in vivo. Для контроля цитотоксической противоопухолевой активности CAR-T клеток мы предлагаем применить уникальную белковую пару барназа-барстар. Для этого барназа была слита с анкириновыми повторами (дарпинами), специфичными к связанному с опухолью антигеном HER2 (рецептор 2 эпидермального фактора роста человека). Использование барстар-модифицированных CAR-T клеток вместе с молекулами на основе барназы продемонстрировало выраженные регуляторные эффекты нацеливания CAR.

Мультиформная глиобластома (МГБ) является наиболее агрессивной злокачественной опухолью головного мозга. Одной из причин устойчивости МГБ к лечению является чрезвычайная гетерогенность опухоли и, в частности, присутствие в общей популяции клеток глиобластомы опухолевых стволовых клеток (ОСК). В данной работе мы исследовали влияние условий, уменьшающих долю ОСК в популяции клеток МГБ, на уровни длинных некодирующих РНК (lincROR и MALAT1), участвующих в формировании фенотипа раковых стволовых клеток глиобластомы. Мы показали, что культивирование в условиях, вызывающих уменьшение стволовости клеток (при добавлении в культуральную среду эмбриональной телячьей сыворотки) влияло на содержание этих транскриптов: в клетках большинства анализируемых линий отмечались снижение уровня позитивного регулятора стволовости lincROR и повышение содержания MALAT1.

На сегодняшний день предлагаются различные стратегии повышения эффективности терапии онкологических заболеваний. Известно, что активность системы репарации ДНК может обусловливать устойчивость раковых клеток к ДНК-повреждающей химио- и радиотерапии, и одним из путей повышения эффективности терапии является поиск ингибиторов ферментов систем репарации ДНК. Ингибирование фермента репарации ДНК тирозил-ДНК-фосфодиэстеразы1 (Tdp1) приводит к повышению эффективности ингибитора топоизомеразы 1 (Тор1) – противоопухолевого препарата топотекана. Ковалентные комплексы Тор1-ДНК, которые в норме являются короткоживущими и не представляют угрозы для клетки, под воздействием топотекана стабилизируются и приводят к гибели клетки. Такие стабилизированные комплексы устраняет Tdp1 и, таким образом, ослабляет эффект терапии топотеканом. Ранее мы показали, что применение гидразонотиазольного производного усниновой кислоты OL9-119 в комбинации с топотеканом повышало противоопухолевую и антиметастатическую эффективность последнего на модели карциномы легких Льюис мышей. В данной работе показано, что совместное использование топотекана и ингибитора Tdp1 – гидразонотиазольного производного усниновой кислоты OL9-119 приводит к усилению ДНК-повреждающего действия топотекана, применяемого в клинике для лечения онкозаболеваний. Исследование проапоптотического эффекта соединения OL9-119 показало, что само по себе соединение не индуцирует апоптоз, но повышает проапоптотический эффект топотекана. Результаты исследования могут быть использованы для повышения эффективности противоопухолевой терапии и/или для снижения терапевтической дозы топотекана и, следовательно, тяжести побочных эффектов.

В работе исследовалось воздействие ГАМК в различных концентрациях и D-ГБ-115 в концентрации 10^–7 М на поведение Paramecium caudatum. Показано, что ГАМК повышает двигательную активность и изменяет стратегию движения этих простейших, причем зависимость “доза–эффект” носит куполообразный характер, что можно объяснить присутствием в наружной мембране парамеций рецепторов двух видов к ГАМК: ГАМК-А и ГАМК-Б. Диапазон действующих концентраций ГАМК находится в пределах от 10^–3 до 10^–13 М. Исследовано воздействие на поведение инфузорий фармакологических агентов, взаимодействующих с ГАМК-системой: нембутала и холецистокининовой системой: D-ГБ-115.

Впервые проанализированы закономерности динамики численности и видового разнообразия зимующих водоплавающих птиц в 30 городах России за восемь лет. Суммарная численность выросла на 35%. Видовое разнообразие в сумме достигает 32 видов. Во всех 30 городах доминируют кряквы (Anas platyrhynchos). По совокупности характеристик все города разделились на семь кластеров, значимо различающихся между собой. Географическое положение и климатические характеристики городов – главные условия существования как людей, так и птиц. Изменчивость численности зимующих птиц на 93% определяется площадью города и численностью его населения, а числа видов на 62% определяется долготой, средней январской температурой города и численностью его населения (p < 0.001). Численность и число видов зимующих птиц коррелируют с “возрастом” зимовки (p < 0.05). При сохранении темпов урбанизации численность и видовое разнообразие продолжат расти.

Впервые установлена разная продолжительность жизни у представителей трех окрасочных морф (бурой, двуцветной, черной) в 10 популяциях обыкновенной слепушонки Поволжья, Урала и Зауралья. При наибольшей длительности жизни вида – 5 лет, численно преобладающие в популяции морфы способны жить на 1–4 года дольше, чем сопутствующие. Коэффициент корреляции Спирмена между наибольшей длительностью жизни морф и их долей в популяции составил R_sp= 0.81 (p < 0.0001). Выявлен ряд морфофункциональных особенностей окрасочных морф. Полученные результаты имеют общебиологическое значение, подтверждая гипотезу адаптационного полиморфизма, и позволяют оценить эволюционно-экологические механизмы формирования селективных преимуществ морф (как вероятных экоморф), используя их в качестве природной модели начального этапа симпатрического формообразования в разных частях ареала.

Установлено, что правило Г.Х. Хатчинсона о соотношении массы и размеров тела и кормодобывающих органов близких видов не полностью соблюдается при сравнении видов землероек рода Sorex. Выявлено сходство центроидных размеров нижней челюсти крупных видов S. isodon и S. araneus. Методами геометрической морфометрии между видами установлены различия формы нижней челюсти, активно используемой при добывании корма. Обнаружены межвидовые различия по мандибулярным индексам, отражающим трофическую специализацию и функциональные особенности мандибул. Поэтому землеройки могут избегать конкуренции и при нарушении правила Хатчинсона, причем не столько благодаря размерам, сколько за счет трансформации нижней челюсти, ее специализации, способов захвата добычи и смены диеты. Следовательно, экологическое правило Хатчинсона – не обязательное, а лишь одно из условий уменьшения конкуренции между близкими видами.

Известно, что стрессы при выращивании сельскохозяйственных растений снижают урожайность, а возникновение стрессовых воздействий приводит к выделению растениями в почву аллелотоксинов. Было выдвинуто предположение, что данный фактор может оказывать заметное влияние на вегетацию овощей в тепличных хозяйствах, а снижение концентрации аллелотоксинов в тепличных субстратах может улучшать вегетацию растений. Для проверки выдвинутых предположений были определены аллелотоксичность тепличных субстратов и содержание в них микроорганизмов под хорошо и плохо вегетирующими растениями огурцов, томатов и перцев. Установлено, что в субстратах под плохо вегетирующими растениями значительно больше аллелотоксинов и меньше численность прокариот, что подтвердило предположение о значимости влияния аллелотоксинов на выращивание овощей в тепличных хозяйствах. Внесение в зону корнеобитания растений растворов гуматов, обладающих высокой сорбционной способностью по отношению к аллелотоксинам, позволяет заметно улучшить вегетацию огурцов и может явиться перспективным направлением для повышения урожайности овощей в тепличных хозяйствах.

Экспрессия РНК-связывающих белков и их взаимодействие со сплайсируемой пре-мРНК являются ключевым фактором в определении итогового профиля изоформ. Трансмембранный белок CD44 участвует в дифференцировании, инвазии, подвижности, росте и выживании опухолевых клеток, а также является общепринятым маркером раковых стволовых клеток и эпителиально-мезенхимального перехода. При этом функции изоформ этого белка значительно различаются. В настоящей работе разработан основанный на алгоритме усиленной бета-регрессии метод определения значимых в процессе сплайсинга РНК-связывающих белков с помощью моделирования соотношения изоформ. Применение данного метода к анализу сплайсинга CD44 в клетках колоректального рака выявило 20 значимых РНК-связывающих белков. Многие из них ранее были показаны как регуляторы ЭМП, однако впервые представлены как потенциальные факторы сплайсинга CD44.