Acta Naturae
Журнал Acta Naturae посвященный различным вопросам наук о живом и биотехнологий, а также проблемам инновационного развития этого направления.
Журнал Acta Naturae публикует экспериментальные и обзорные статьи, краткие сообщения, посвященные наиболее актуальным вопросам фундаментальных и прикладных наук о живом и биотехнологий. Журнал выпускается издательским домом «Acta Naturae» на русском и английском языках. Журнал Acta Naturae входит в Перечень ведущих периодических изданий Высшей аттестационной комиссии Минобрнауки России, международную базу цитирования Web of Science и международную базу научных публикаций PubMed.
Редакция журнала Acta Naturae просит авторов руководствоваться приведенными ниже правилами. Статьи, не соответствующие профилю журнала или не соответствующие его требованиям, отклоняются Редакционным советом и Редколлегией без рецензирования. Редакция не рассматривает работы, результаты которых уже были опубликованы или находятся на рассмотрении в других изданиях.
Объявления Ещё объявления...
![]() 11 февраля 2023 года ушел из жизни академик Анатолий Иванович ГригорьевРазмещено: 17.02.2023
Редколлегия журнала Acta Naturae с глубоким прискорбием сообщает, что 11 февраля 2023 года ушел из жизни основатель журнала, бессменный председатель редакционного совета академик Анатолий Иванович Григорьев. |
|
Полный бесплатный открытый доступ к контенту журналаРазмещено: 30.10.2019
Все опубликованные в журнале “Acta Naturae” статьи доступны для чтения в полнотекстовых базах PubMed Central и eLIBRARY.RU. |
|
Текущий выпуск
Том 17, № 2 (2025)
- Год: 2025
- Дата публикации: 25.07.2025
- Статей: 12
- URL: https://actanaturae.ru/2075-8251/issue/view/888
Обзоры
Вспомогательные репродуктивные технологии и de novo мутации
Аннотация
Недавние достижения в области вспомогательных репродуктивных технологий (ВРТ) произвели революцию в репродукции человека, предоставив надежду миллионам пар, сталкивающимся с проблемами бесплодия. Тем не менее с ростом популярности этих методов возникли опасения относительно их потенциального воздействия на целостность генома потомства, зачатого с помощью ВРТ. Особенно важен вопрос о влиянии этих технологий на частоту de novo мутаций – генетических изменений, которые возникают спонтанно в зародышевой линии или в раннем эмбриогенезе и могут быть связаны с различными заболеваниями человека. Степень, в которой ВРТ может напрямую влиять на частоту de novo мутаций, остается предметом научных споров. В данном обзоре рассмотрены последние исследования, посвященные связи между ВРТ и частотой de novo мутаций, подчеркнута необходимость дальнейших исследований для выяснения клинической значимости этих мутаций и их долгосрочных последствий для здоровья потомства.



Получение клеточных продуктов на основе опухоль-инфильтрирующих Т-лимфоцитов для противоопухолевой иммунотерапии: текущее состояние и вызовы
Аннотация
Опухоль-инфильтрирующие Т-лимфоциты (ОИЛ) – это популяция Т-лимфоцитов, присутствующая в ткани опухоли и обогащенная клонами, специфичными к опухолевым антигенам. ОИЛ участвуют в адаптивном противоопухолевом иммунном ответе, что делает их перспективными для иммунотерапии рака. Концепция данного вида терапии предполагает извлечение Т-лимфоцитов из опухоли пациента, их экспансию ex vivo и последующее введение в организм того же пациента в большом количестве. Такой подход позволяет усилить противоопухолевый иммунный ответ и воздействовать на опухолевые клетки, устойчивые к другим видам лечения. В 2024 году был одобрен первый препарат на основе ОИЛ, предназначенный для лечения меланомы. Изучается возможность использования ОИЛ при других солидных опухолях, разрабатываются новые методики, направленные на увеличение эффективности получения культур ОИЛ из опухолевых тканей ex vivo. Тем не менее, несмотря на значительный прогресс в данной области, существуют нерешенные вопросы и проблемы, в том числе отсутствие стандартизированных протоколов получения, экспансии и криоконсервации ОИЛ, сложность и длительность процесса их выделения, недостаточная эффективность. В представленном обзоре мы обсудим концепцию иммунотерапии с использованием ОИЛ, основные этапы производства клеточного продукта на основе ОИЛ, сопутствующие проблемы, а также дальнейшие шаги в производстве культур ОИЛ, направленные на улучшение эффективности их получения и более широкое применение данной терапии.



Внеклеточные везикулы в диагностике онкологических заболеваний
Аннотация
Внеклеточные везикулы (ВВ) секретируются практически всеми клетками млекопитающих и переносят различные активные биомолекулы, участвуя в межклеточных взаимодействиях. Патологические ВВ способствуют прогрессии опухоли, участвуя в таких процессах, как метастазирование, ангиогенез и уход опухолевых клеток из-под иммунного контроля. С другой стороны, выявлен потенциал ВВ как неинвазивных биомаркеров. В этом обзоре рассмотрены последние достижения в методах выделения и характеризации ВВ, молекулярные механизмы их биогенеза и роль в прогрессии рака. Кроме того, обсуждаются новые стратегии изучения молекулярного состава и профилирования ВВ для использования в диагностике методом жидкостной биопсии. Возможность использования ВВ для диагностики рака и мониторинга эффективности терапии подчеркивает их растущую значимость как универсальных диагностических инструментов.



Экспериментальные статьи
Идентификация генов халконсинтаз чеснока (Allium sativum L.) и уровень их экспрессии в ответ на стрессовые факторы
Аннотация
Защитный ответ растений ассоциирован с накоплением флавоноидов, путь биосинтеза которых в растениях чеснока Allium sativum L. не охарактеризован. В данной работе в геноме A. sativum идентифицированы восемь генов халконсинтаз AsCHS1–8, предположительно катализирующих первую стадию синтеза флавоноидов в растениях чеснока. Установлено, что эти гены локализованы на четырех хромосомах. Гены AsCHS2, 6–8 содержат 1–2 интрона, тогда как AsCHS1, 3–5 безинтронные. Анализ органоспецифичных профилей экспрессии генов выявил значимый уровень транскриптов только AsCHS3 и 8. И только для AsCHS8 показано изменение уровня экспрессии при воздействии абиотических стрессоров (засоление, засуха, холод) и экзогенных фитогормонов (абсцизовая кислота, метилжасмонат). Полученные результаты позволяют предположить, что два гена из восьми – AsCHS3 и 8 могут определять синтез флавоноидов повсеместно в процессе развития растения чеснока; из них AsCHS8 экспрессируется существенно выше и участвует в ответе растения на стрессовые факторы. Остальные шесть генов (AsCHS1, 2, 4–7) могут участвовать в биосинтезе флавоноидов в узкоспециализированных клетках/тканях/органах или на отдельных стадиях развития растения чеснока. Проведенные нами идентификация и характеристика генов AsCHS1–8 халконсинтаз чеснока может стать основой для дальнейшего анализа механизмов регуляции стрессовой адаптации A. sativum, а также других видов Allium.



Возникновение новой инсерционной мутации в онкогене BCR::ABL/p210 при В-клеточном остром лимфобластном лейкозе (B-ОЛЛ) коррелирует с развитием резистентности к нескольким ингибиторам тирозинкиназ
Аннотация
У больного с иммунофенотипом, характерным для B-клеточного острого лимфобластного лейкоза (B-ОЛЛ), обнаружили хромосомную транслокацию t(9;22)(q34;q11), или филадельфийскую (Ph) хромосому и менее распространенный вариант химерного онкогена BCR::ABL/p210. При этом в дебюте заболевания с повышенным уровнем бластных клеток (77.6%) и лейкоцитов (48×109/л) каких-либо дополнительных мутаций в гене BCR::ABL, включая точечные мутации, вставки или делеции, выявлено не было. После проведения химиотерапии «Ph+ALL-2012m» с добавлением иматиниба (600 мг) и двух фаз консолидации отмечали развитие полной гематологической ремиссии и глубокого молекулярного ответа. Однако спустя 6 месяцев у пациента развился рецидив (бласты: 15%, BCR::ABL/p210: 105%). Через 3 недели после начала терапии дазатинибом (100 мг) количество бластов уменьшилось до 4.8%, а уровень экспрессии BCR::ABL/p210 снизился до 11.8%. Секвенирование по Сэнгеру позволило идентифицировать два варианта мутаций в гене BCR::ABL, а именно, точечную мутацию F317L и новую вставку из 9 нуклеотидов, ранее не обнаруженную. В последнем случае остаток лизина в позиции 294 был замещен на четыре новых аминокислотных остатка: K294SPSQ. После терапии бозутинибом и инотузумабом наблюдалось исчезновение одного лейкозного клона с мутацией F317L, однако сохранялось присутствие другого клона, несущего вставку из 9 нуклеотидов. Смена курса химиотерапии на понатиниб+блинатумомаб оказалась эффективной. Это привело к исчезновению инсерции. После аллогенной трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (алло-ТГСК) от неродственного HLA-совместимого донора наблюдалось развитие полной клинико-гематологической ремиссии и полного молекулярного ответа. Мониторинг минимальной остаточной болезни спустя 6 месяцев после алло-ТГСК показал сохранение ремиссии.



Белок Aef1 дрозофилы, содержащий домены цинковых пальцев, колокализуется с энхансерами и участвует в регуляции транскрипции многих генов
Аннотация
Ранее мы показали, что белок Aef1 дрозофилы, содержащий домены цинковых пальцев, взаимодействует с DUB-модулем комплекса SAGA. Сайты связывания белка Aef1 колокализуются с комплексами модификации и ремоделирования хроматина SAGA и dSWI/SNF, а также с репликационным комплексом ORC. Белок Aef1 преимущественно локализован на промоторах активных генов (55% сайтов) и может участвовать в регуляции транскрипции этих генов. В представленной работе установлено, что сайты связывания белка Aef1 в клетках S2 дрозофилы, расположенные вне промоторов генов, являются областями с пониженной плотностью нуклеосом и колокализуются с комплексами SAGA, dSWI/SNF и ORC. Сайты связывания Aef1 колокализуются с белком CBP и гистоновой меткой H3K27Ac, что считается меткой активных энхансеров. С целью изучения роли белка Aef1 в регуляции транскрипции провели RNA-Seq-эксперимент в нормальных клетках S2 дрозофилы и в клетках с РНК-интерференцией Aef1. Показали, что белок Aef1 влияет на транскрипцию 342 генов, причем более половины из них (178) содержат Aef1 на своих промоторах или энхансерах. Таким образом, белок Aef1 может привлекаться как на промоторы, так и на энхансеры и участвовать в регуляции транскрипции соответствующих генов как прямо, так и опосредованно.



Цис-регуляторная функция промотора гена Pou5f1 в MHC-локусе мыши
Аннотация
Ген Pou5f1 кодирует белок Oct4 – один из ключевых транскрипционных факторов, необходимых для поддержания плюрипотентного состояния клеток эпибласта и жизнеспособности половых клеток. Однако с использованием методов функциональной генетики были получены убедительные данные, свидетельствующие о более широком спектре функций Pou5f1 в онтогенезе мыши, в частности, в сдерживании атеросклеротических процессов. При изучении данного аспекта акцент делался на функциях белка Oct4, тогда как вклад регуляторных последовательностей, расположенных в границах гена Pou5f1, в реализацию этих неканонических функций не рассматривался. В настоящей работе на основе эмбриональных стволовых клеток (ЭСК) мыши нами создана генетическая модель, позволяющая оценить влияние промотора гена Pou5f1 на транскрипцию окружающих его генов Major Histocompatibility Complex (MHC)-локуса. Нами показано, что делеция этого промотора не оказывает существенного влияния на экспрессию ряда генов данного локуса ни в ЭСК, ни в трофобластных производных этих клеток. Важное исключение составил ген Tcf19, который активировался при такой делеции и который может быть ассоциирован с патологией атеросклероза через свое провоспалительное действие. При дальнейшем использовании разработанная генетическая модель позволит оценить вклад цис-регуляторной связи Pou5f1 с Tcf19 и, возможно, с другими генами в описанный ранее атеросклеротический фенотип мышей, несущих делецию промотора гена Pou5f1 в гладкомышечных и эндотелиальных клетках кровеносных сосудов.



Классификация и количественная оценка cобытий непродуктивного сплайсинга
Аннотация
В эукариотических клетках мРНК, содержащие преждевременные стоп-кодоны, разрушаются системой нонсенс-опосредованного распада (NMD). В результате взаимодействия между системами NMD и альтернативного сплайсинга генерируются NMD-чувствительные транскрипты (NMD targets, NMDT), которые играют важную роль в регуляции экспрессии генов по механизму непродуктивного сплайсинга. Для понимания этого механизма необходимо правильно идентифицировать события альтернативного сплайсинга, приводящие к появлению NMDT. В данной работе для нахождения событий альтернативного сплайсинга, их классификации и количественной оценки разработан вычислительный конвейер NMDj, который в отличие от существующих методов не опирается на сравнение NMDT с наиболее похожим на него кодирующим транскриптом, а использует набор характеристических интронов, отличающих NMDT от кодирующих транскриптов. Тестирование на смоделированных данных секвенирования РНК показало, что NMDj способен количественно определять события альтернативного сплайсинга, приводящие к проявлению NMDT, с большей точностью, чем другие существующие для этой цели методы. NMDj представляет собой универсальный метод, подходящий для классификации сколь угодно сложных событий альтернативного сплайсинга, приводящих к появлению NMDT. Вычислительный конвейер NMDj доступен через репозиторий https://github.com/zavilev/NMDj/.



Гипометилирующий агент 5-азацитидин усиливает действие ингибиторов RAS и Sp1 в клетках нейробластомы
Аннотация
Нейробластома – злокачественная солидная опухоль, возникающая в результате трансформации клеток нервного гребня. Нейробластома встречается преимущественно у детей и характеризуется неблагоприятным течением. В связи с этим актуальна разработка новых подходов к терапии нейробластом, в том числе к комбинированной терапии. Увеличение уровня метилирования ДНК, обнаруженное в клетках нейробластомы, указывает на потенциальную возможность использования гипометилирующих агентов в комбинированной терапии этого заболевания. Для выявления эффективных комбинаций противоопухолевых препаратов нами проведен анализ изменений транскриптома клеток нейробластомы SH-SY5Y после обработки гипометилирующим агентом 5-азацитидином с последующей экспериментальной проверкой эффективности этих комбинаций. Обнаружены два препарата – митрамицин А и лонафарниб – совместное применение которых с 5-азацитидином синергически усиливает гибель клеток SH-SY5Y. Эти препараты ингибируют сигнальный путь, связанный с фактором транскрипции Sp1, и сигнальный путь RAS-MAPK, которые активируются под действием 5-азацитидина. Анализ сигнальных путей также выявил активацию сигнальных каскадов, связанных с дифференцировкой клеток нейробластомы и индукцией апоптоза, что было подтверждено методами мультиплексной и конфокальной микроскопии. Таким образом, анализ изменения сигнальных путей позволяет установить механизмы гибели клеток и их адаптации к гипометилирующим агентам, что может быть в дальнейшем использовано для разработки новых подходов к терапии нейробластомы.



Интеграция HiMoRNA и RNA-Chrom: подтверждение функциональной роли длинных некодирующих РНК в эпигенетической регуляции генов человека с помощью данных РНК-хроматинового интерактома
Аннотация
Известно, что длинные некодирующие РНК, или lncRNA (long non-coding RNA), могут привлекать белки-модификаторы хроматина к определенным геномным локусам, участвуя таким образом в эпигенетической регуляции экспрессии генов. Ранее были созданы две базы данных HiMoRNA и RNA-Chrom. Первая содержит области эпигенетических модификаций (пики), скоррелированные с экспрессией длинных некодирующих РНК, вторая – полногеномные взаимодействия десятков тысяч РНК с хроматином. В данной работе мы интегрировали эти два ресурса, что позволило сгенерировать интерпретируемые и поддерживаемые экспериментальными данными гипотезы о механизмах эпигенетической регуляции экспрессии генов длинными некодирующими РНК. С этой целью мы адаптировали веб-интерфейс HiMoRNA и RNA-Chrom таким образом, чтобы для каждой триады «lncRNA–эпигенетическая модификация–ассоциированный с модификацией ген» из HiMoRNA можно было получить контакты соответствующей lncRNA с конкретным геномным локусом или со всем геномом в RNA-Chrom. В частности, нами показано, что для lncRNA MALAT1, HOXC-AS2, NEAT1, NR2F1-AS1, PVT1, MEG3 большинство пиков HiMoRNA находятся на расстоянии до 25 т.п.н. от контактов данных lncRNA из RNA-Chrom. Подробно исследованы и подтверждены контакты lncRNA MIR31HG и PVT1 c пиками HiMoRNA для меток H3K27ac и H3K27me3 в локусах генов GLI2 и LATS2 соответственно, которые, как показано, регулируются данными РНК. Таким образом, интеграция баз HiMoRNA и RNA-Chrom позволяет прояснить роль конкретных lncRNA в регуляции гистоновых модификаций на уровне как отдельных локусов, так и полного генома. Мы считаем, что данная интеграция является удобным и ценным инструментом, который может значительно облегчить функциональную аннотацию lncRNA человека.



Индуцированная конверсия мономерного α-синуклеина в реальном времени: новый подход к диагностике нейродегенеративных заболеваний из группы синуклеинопатий со слабо выраженной активностью в тесте RT-QuIC
Аннотация
Нейродегенеративные заболевания, составляющие группу синуклеинопатий (болезнь Паркинсона, деменция с тельцами Леви и мультисистемная атрофия), характеризуются формированием агрегатов аберрантного синаптического белка α-синуклеина в нейронах или глиальных клетках. Эти заболевания манифестируют клинически лишь спустя годы после появления первых следовых количеств патологических белковых агрегатов в мозге, что затрудняет их своевременную и корректную диагностику. В последние годы ведется разработка и апробация нового подхода, который основан на конверсии белков, индуцированной встряхиванием, в реальном времени – RT-QuIC (Real-Time Quaking-Induced Conversion): предполагается, что данная технология сможет предоставить врачам мощный инструмент для ранней и точной диагностики синуклеинопатий, открывая тем самым новые горизонты в изучении нейродегенеративных заболеваний. Этот подход позволяет обнаруживать неправильно свернутые агрегаты α-синуклеина в физиологических жидкостях человека путем добавления избытка рекомбинантного α-синуклеина, который в результате запускаемой экспоненциальной реакции принимает конформацию присутствующих аберрантных молекул. Получение чистого α-синуклеина критически важно для успешного применения технологии RT-QuIC, так как качество рекомбинантного белка сильно влияет на чувствительность и специфичность метода, что, в свою очередь, определяет его диагностическую ценность. С применением трехстадийной хроматографической очистки из периплазмы бактериальных клеток получен препарат рекомбинантного мономерного α-синуклеина с чистотой более 97%. Более высокая степень очистки препарата α-синуклеина увеличивает время анализа, но вместе с тем уменьшает фоновый сигнал и позволяет проводить более длительные инкубации для уверенной детекции таких синуклеинопатий, как мультисистемная атрофия мозжечкового типа со слабо выраженной активностью в тесте RT-QuIC. Представленные данные дают основания утверждать, что разработанные компоненты системы RT-QuIC позволят расширить диагностический потенциал данного метода в отношении нейродегенеративных заболеваний из группы синуклеинопатий.



Две ключевые замены в хромофорном окружении белка mKate2 для получения улучшенного FusionRed-подобного красного флуоресцентного белка
Аннотация
Красные флуоресцентные белки (RFP) часто используются в качестве предпочтительных флуоресцентных меток в микроскопии живых тканей и визуализации целого организма. При выборе конкретного варианта RFP приоритетными могут быть такие характеристики, как молекулярная яркость флуоресценции, скорость созревания хромофора, мономерность, длины волн возбуждения/эмиссии флуоресценции и низкая токсичность, которые в конкретном белке редко сочетаются оптимальным образом. Если же к метке предъявляются дополнительные требования, такие как продолжительное время жизни флуоресценции и/или мигание (blinking), то доступный набор вариантов может существенно сузиться. Поскольку все разнообразие традиционных моногенных RFP относится лишь к нескольким филогенетическим линиям (основные из которых – производные DsRed, eqFP578 и eqFP611), их практически значимые свойства ожидаемо распределены между близкими гомологами. В таких случаях систематический мутационный анализ, ориентированный на вариант-специфичные аминокислотные остатки, может пролить свет на происхождение различий между родственными RFP и быть полезным для объединения их преимуществ в новых вариантах RFP. Так, белок FusionRed, эффективный для флуоресцентного мечения благодаря высокой степени мономерности и низкой цитотоксичности, имеет значительно сниженные яркость и время жизни флуоресценции по сравнению с предковым mKate2. Нами охарактеризован новый быстро созревающий мономерный RFP, полученный на основе mKate2 и FusionRed, превосходящий оба родительских белка по молекулярной яркости, обладающий увеличенным временем жизни флуоресценции и спонтанным миганием, перспективным для наноскопии.


