In this study, the effect of the THBS1 gene knockout on the survival of human tumor cells, the frequency of spontaneous and radiation-induced micronuclei, and the expression profile of genes in the HeLa cell line was investigated. It was shown that the THBS1 gene knockout led to a decrease in the plating efficiency before and after irradiation (1.4-fold, p = 0.0002 and 1.7-fold, p = 0.00009, respectively) and an increase in the frequency of spontaneous and radiation-induced micronuclei (1.9-fold, p = 0.02 and 2.5-fold, p = 0.01, respectively). In addition, expression of genes involved in the DNA repair processes, apoptosis, and G2/M cell cycle checkpoint was changed after THBS1 knockout in comparison with the intact HeLa cell line. Thus, the THBS1 gene knockout leads to an increase in the radiosensitivity of the HeLa cell line. This indicates the possible role of the THBS1 gene in the regulation of a radiation-induced cellular response.

Проведен анализ влияния нокаута гена THBS1 на выживаемость опухолевых клеток человека, частоту спонтанных и радиационно-индуцированных микроядер, а также на профиль экспрессии генов в модельной системе in vitro. Показано, что клеточная линия HeLa, нокаутная по гену THBS1, характеризуется снижением способности к образованию колоний до и после облучения (в 1.4 раза, p = 0.0002 и в 1.7 раз, p = 0.00009 соответственно), повышением частоты спонтанных и радиационно-индуцированных микроядер (в 1.9 раз, p = 0.02 и в 2.5 раза, p = 0.01 соответственно) и дифференциальной экспрессией генов, участвующих в процессах апоптоза, репарации ДНК и контроле клеточного цикла на стадии G2/M. Таким образом, нокаут гена THBS1 приводит к повышению радиочувствительности клеток HeLa в модельной системе in vitro, что свидетельствует о возможной роли данного гена в регуляции радиационно-индуцированного клеточного ответа.

Рассматриваются особенности транскрипционных профилей клеток с хромосомным дисбалансом. Описаны сложности, возникающие при оценке фенотипических проявлений хромосомных и геномных мутаций. Приводятся данные об использовании полнотранскриптомного анализа в качестве нового инструмента изучения патогенеза хромосомных заболеваний, обусловленных числовыми нарушениями хромосом, а также микроделеционных и микродупликационных синдромов. Обозначены общие закономерности изменения генной экспрессии в клетках пациентов с хромосомными болезнями: глобальная дисрегуляция экспрессии генов по всему геному; схожесть паттерна транскрипционных нарушений как при различных анеуплоидиях, так и при реципрокных микроструктурных аберрациях хромосом; общность затронутых геномными мутациями биологических путей и процессов; аккумулирование транскрипционных изменений в процессе развития организма с хромосомной аберрацией.

Рассматриваются особенности транскрипционных профилей клеток с хромосомным дисбалансом. Описаны сложности, возникающие при оценке фенотипических проявлений хромосомных и геномных мутаций. Приводятся данные об использовании полнотранскриптомного анализа в качестве нового инструмента изучения патогенеза хромосомных заболеваний, обусловленных числовыми нарушениями хромосом, а также микроделеционных и микродупликационных синдромов. Обозначены общие закономерности изменения генной экспрессии в клетках пациентов с хромосомными болезнями: глобальная дисрегуляция экспрессии генов по всему геному; схожесть паттерна транскрипционных нарушений как при различных анеуплоидиях, так и при реципрокных микроструктурных аберрациях хромосом; общность затронутых геномными мутациями биологических путей и процессов; аккумулирование транскрипционных изменений в процессе развития организма с хромосомной аберрацией.

We describe the role of genomic and postgenomic technologies in the study of the preeclampsia genetic architecture in this review. Preeclampsia is a severe hypertensive disease of pregnancy that causes a significant level of maternal and perinatal morbidity and mortality. We emphasize the importance of integrative analysis of genomic, methylomic, transcriptomic, and proteomic data for characterizing the molecular mechanisms of preeclampsia, identifying new candidate genes and molecules for targeted therapy of this gestational complication.

В представленном обзоре рассмотрена роль геномных и постгеномных технологий в раскрытии генетической архитектуры преэклампсии (ПЭ) – тяжелого гипертензивного расстройства беременности, обусловливающего значительный уровень материнской и перинатальной заболеваемости и смертности. Отмечается особая актуальность интегративного анализа геномных, метиломных, транскриптомных и протеомных данных в характеристике молекулярных механизмов ПЭ и идентификации новых генов-кандидатов и мишеней для таргетной терапии этого гестационного осложнения.

The secretome of human mesenchymal stem cells (MSCs) after osteogenic differentiation of FetMSC cells in vitro was obtained to develop tissue engineering technologies for bone tissue. For standard secretome samples a large number of FetMSC cells (7 × 108 cells) were cultured in serum-free conditioned medium (SFCM). All steps of cell processing were performed in the CompacT SelecT automatic system (Sartorius, United Kingdom). The SFCM was concentrated by ultrafiltration, then subjected to dialysis and dried in a vacuum rotary evaporator. The osteoinductive properties of SFCM concentrate (SFCMC) were tested on FetMSC cells by means of adding it to the growth medium at different concentrations. There were no changes in cell morphology during cultivation in the presence of SFCMC. Analysis of the transcription factors Runx2 and YAP1 (markers of osteogenic differentiation) expression using immunofluorescence staining and real-time polymerase chain reaction (RT-PCR) showed an increase in their level of expression in the presence of SFCMC. These findings demonstrate that it is possible to use SFCMC obtained from osteogenic MSCs to induce differentiation of other (undifferentiated) MSCs. The results are useful for the development of cell therapy products for bone restoration based on MSCs secretome.

С целью разработки технологии восстановительной терапии костных тканей получен секретом мезенхимных стволовых клеток (МСК) человека после остеогенной дифференцировки МСК линии FetMSC in vitro. Для получения стандартного образца секретома использовали бессывороточную кондиционированную среду (БКС), в которой культивировали большое число клеток FetMSC (до 700 млн). Все этапы клеточного процессинга проводили в автоматизированной системе CompacT SelectT (Sartorius, Великобритания). БКС концентрировали путем ультрафильтрации, затем подвергали диализу, высушивали в вакуумном ротационном испарителе. Остеоиндуктивные свойства концентрата БКС (КБКС) тестировали на клетках линии FetMSC при его добавлении в ростовую среду в разных концентрациях. Не было выявлено изменений морфологии клеток в процессе культивирования в присутствии КБКС. Анализ экспрессии транскрипционных факторов Runx2 и YAP1 (маркеров остеогенной дифференцировки клеток), с помощью иммунофлуоресцентного окрашивания и полимеразной цепной реакции в реальном времени (RT-PCR), показал повышение уровня их экспрессии в клетках в присутствии КБКС. Результаты позволяют сделать заключение о возможности использования КБКС, полученного от остеогенных МСК, для индукции дифференцировки других МСК. Полученные результаты могут быть использованы при разработке биомедицинских клеточных продуктов для восстановления костной ткани на основе секретома МСК.

Идентификация хромосомных аномалий на субмикроскопическом уровне и установление их роли в этиологии интеллектуальных расстройств являются важной научной и практической задачей. Оценка патогенного значения менее изученного типа вариаций копийности ДНК - хромосомных микродупликаций представляет актуальный предмет для обсуждения. В исследовании предложен алгоритм интерпретации клинической значимости частичных трисомий, который является неотъемлемой составляющей в диагностике и профилактике хромосомных болезней.

The simultaneous development of several diseases (comorbidity, syntropy) in particular patients is a common phenomenon in modern clinical practice. However, the results of recent epidemiological studies have pointed to the new phenomenon of inverse comorbidity (or dystropy)—that means that some diseases can occur together in one person more rarely than in other people according to frequencies of these disorders in the population as a whole. Such dystropic (inversely comorbid) diseases are Huntington’s disease and oncological ones. In this paper, we perform a review of existing information supporting the hypothesis of the oncoprotection in carriers of HTT mutation, also including features of interactions of genes and proteins in such processes as autophagy and apoptosis.

Одновременное развитие нескольких заболеваний (коморбидность, синтропия) у отдельных пациентов распространено в современной клинике. Однако результаты недавних генетико-эпидемиологических исследований указывают на новое явление – заболевания могут быть обратно коморбидными (дистропия), т.е. могут наблюдаться вместе у отдельных индивидов реже, чем ожидается на основе их популяционных частот. К таким болезням относятся, в частности, болезнь Гентингтона и опухолевые заболевания. Приводится анализ имеющихся данных по обоснованию гипотезы онкопротекции у носителей мутации в гене гентингтина, включая особенности взаимодействия генов и белков, задействованных в процессах аутофагии и апоптоза.

Obesity is one of the major challenges in modern society. More than a third of the world's population suffers froms overweight. This phenotype affects the quality of life and is associated with cardiovascular diseases, diabetes, cancer and reproductive disorders. The population variability of allele frequencies of 26 single nucleotide polymorphisms, in association with obesity and body mass index, according to data from genome-wide association studies (GWASs) is discussed in this study. Genetic variability was analyzed in populations of Northern Eurasia and populations from the human genome diversity project (HGDP). The population samples are characterized by high genetic diversity that correlates with climatic and geographical parameters. The results of the test for searching for natural selection signals revealed a selection effect for rs1167827 of the HIP1 gene, rs7138803 and rs7164727 located in the intergenic region, rs7141420 of the NRXN3 gene, rs7498665 of the SH2B1 gene, and rs7903146 of the TCF7L2 gene.

Ожирение становится одной из глобальных проблем – более трети мирового населения имеют избыточный вес. Эта патология существенно влияет на качество жизни и является фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, рака и нарушений репродуктивной функции. Нами изучена популяционная вариабельность частот аллелей 26 однонуклеотидных полиморфных маркеров, ассоциированных с ожирением и индексом массы тела по данным полногеномных ассоциативных исследований (GWAS). Генетическая изменчивость проанализирована в популяциях Северной Евразии и популяциях из проекта по изучению разнообразия генома человека (HGDP). Исследованные этнические группы характеризуются высоким уровнем генетического разнообразия, которое коррелирует с климато-географическими параметрами. Результаты тестов на поиск сигналов естественного отбора свидетельствуют о действии отбора на маркеры rs1167827 гена HIP1, rs7138803 и rs7164727, расположенные в межгенной области, rs7141420 гена NRXN3, rs7498665 гена SH2B1, rs7903146 гена TCF7L2.

The aim of the study was to identify the features of the genetic structure of myocardial infarction (MI) susceptibility depending on age (“early MI” denoting individuals who had the first MI before the age of 60 years, and “late MI” the group of patients with the first “MI after 60 years”). A total of 355 patients were examined (n = 121 early MI and n = 234 late MI) and 285 residents of the Siberian region (as a control group). Genotyping of 58 single nucleotide variants (SNPs) was performed using mass spectrometry using the Agena (ex Sequenom) MassARRAY® System. Statistical analysis was performed using Statistica 8.0 (“StatSoft Inc.”, USA), as well as the “stats” and “genetics” packages in the R environment. The regulatory potential of SNPs was evaluated using the rSNPBase online service (http://rsnp.psych.ac.cn/). eQTL loci were identified using data from the Genotype-Tissue Expression (GTEx) project (http://www.gtexportal.org/) and the Blood eQTL online service (https://genenetwork.nl/bloodeqtlbrowser/). The GG genotype of ITGA4 rs1143674, the CC genotype of CDKN2B-AS1 rs1333049, and the CC genotype of KIAA1462 rs3739998, are generally associated with MI. The AA genotype of ADAMDEC1 rs3765124 (OR = 2.03; 95% CI 1.23‒3.33; p = 0.004) and the GG genotype of AQP2 rs2878771 (OR = 2.24; 95% CI 1.23‒4.09; p = 0.006) are associated with the development of MI at an early age, and the TT genotype of TAS2R38 rs1726866 (OR = 1.82; 95% CI 1.11‒2.89; p = 0.009) was the high-risk genotype for the late MI. Genetic variants associated with MI are regulatory SNP (rSNP) and affect the affinity of DNA binding to transcription factors, carry out post-transcriptional control of gene activity and change the level of gene expression in various tissues. Thus, early and late MI are based on both common genetic variants of ITGA4, CDKN2B-AS1, KIAA1462 genes and specific ones (ADAMDEC1 and AQP2 for early MI and TAS2R38 for late MI).

Цель исследования заключалась в выявлении особенностей генетической структуры подверженности инфаркту миокарда (ИМ) в зависимости от возраста пациентов. Всего обследовано 355 пациентов (n = 121, ранний ИМ ‒ индивиды, у которых первый ИМ зарегистрирован в возрасте до 60 лет; и n = 234 c первым ИМ в возрасте старше 60 лет) и 285 жителей Сибирского региона (контрольная группа). Генотипирование 58 однонуклеотидных вариантов (SNP) выполнено с помощью MALDITOF масс-спектрометрии. Регуляторный потенциал SNP оценивали с помощью онлайн сервисов (http://rsnp.psych.ac.cn/; http://www.gtexportal.org/; https://genenetwork.nl/bloodeqtlbrowser/). Генотипы GG rs1143674 гена ITGA4, СС rs1333049 гена CDKN2B-AS1 и СС rs3739998 гена KIAA1462 ассоциированы с ИМ в общей группе больных. Генотипы АА гена ADAMDEC1 (OR = 2.03; 95% CI 1.23‒3.33; p = 0.004) и GG rs2878771 гена AQP2 (OR = 2.24; 95% CI 1.23‒4.09; p = 0.006) связаны с развитием ИМ в раннем возрасте, а генотип ТТ гена TAS2R38 (OR = 1.82; 95% CI 1.11‒2.89; p = 0.009) был фактором риска первого ИМ, произошедшего после 60 лет. Генетические варианты, ассоциированные с ИМ, относятся к регуляторным (rSNP): влияют на аффинность связывания ДНК с транскрипционными факторами, вовлечены в посттранскрипционный контроль генной активности и модулируют уровень экспрессии генов в различных тканях. Ранний и поздний ИМ имеют в своей основе как общие генетические варианты генов ITGA4, CDKN2B-AS1, KIAA1462, так и специфичные: ADAMDEC1 и AQP2 для раннего ИМ и TAS2R38 для ИМ, произошедшего после 60 лет.