Проведен анализ влияния дифференциальной экспрессии гена ADAMTS1 на радиационно-индуцированный ответ в клеточных линиях HeLa с нокаутом и сверхэкспрессией гена ADAMTS1. Клеточная линия с нокаутом гена была получена с помощью системы редактирования генома CRISPR/Cas9. Сверхэкспрессия гена ADAMTS1 обеспечивалась с помощью временной трансфекции плазмиды, содержащей кодирующую последовательность изучаемого гена. После воздействия на клеточные линии γ-излучением в диапазоне доз 2–8 Гр оценена клональная выживаемость, уровень микроядер и фокусов белков репарации ДНК γH2AX и 53BP1. Показано, что клеточная линия HeLa с нокаутом гена ADAMTS1 характеризуется снижением клональной выживаемости в 1.9 раз (p < 0.05) после облучения в дозе 2 Гр и повышенной частотой микроядер (55.3 ± 8.3‰) по сравнению с исходной клеточной линией HeLa (36.0 ± 4.2‰, p < 0.05), но не отличается по уровню фокусов белков репарации ДНК. Трансфекция клеточной линии HeLa с нокаутом ADAMTS1 плазмидой, несущей кодирующую последовательность изучаемого гена, приводит к снижению частоты радиационно-индуцированных микроядер с 55.3 ± 8.3 до 28.7 ± 10.3‰ (p < 0.05), что сопоставимо с частотой микроядер в исходной клеточной линии HeLa после облучения (36.0 ± 7.2‰). Полученные данные свидетельствуют об участии ADAMTS1 в формировании радиационно-индуцированного ответа в данном типе клеток.

In 2019, the SARS-CoV-2 beta-coronavirus, which caused a pandemic of severe acute respiratory viral infection COVID-19 (from COronaVIrus Disease 2019), was first detected. The susceptibility to SARS-CoV-2 and the nature of the course of the COVID-19 clinical picture are determined by many factors, including genetic characteristics of both the pathogen and the human. The SARS-CoV-2 genome has a similarity to the genomes of other coronaviruses, which are pathogenic for humans and cause a severe course of infection: 79% to the SARS-CoV genome and 50% to the MERS-CoV genome. The most significant differences between SARS-CoV-2 and other coronaviruses are recorded in the structure of the gene of the S protein, a key protein responsible for the virus binding to the receptor of the host organism cells. In particular, substitutions in the S protein of SARS-CoV-2, leading to the formation of the furin cleavage site that is absent in other SARS-like coronaviruses, were identified, which may explain the high pathogenicity of SARS-CoV-2. In humans, the genes that are significant for the initial stages of infection include ACE2, ANPEP, DPP4 (encode receptors for coronavirus binding); TMPRSS2, FURIN, TMPRSS11D, CTSL, CTSB (encode proteases involved in the entry of the coronavirus into the cell); DDX1 (the gene of ATP-dependent RNA helicase DDX1, which promotes replication of coronaviruses); and IFITM1, IFITM2, and IFITM3 (encode interferon-induced transmembrane proteins with an antiviral effect). These genes are expressed in many tissues (including those susceptible to the effects of SARS-CoV-2); rare and frequent variants that affect the structure of the encoded protein and its properties and expression level are described in them. A number of common genetic variants with proven functional significance are characterized by the variability in the allele frequency in the world’s populations, which can determine interpopulation differences in the prevalence of COVID-19 and in the clinical features of the course of this pathology. The expression level of genes that are important for the formation of the susceptibility to SARS-CoV-2 is affected by epigenetic modifications, comorbidities at the time of infection, taking medications, and bad habits.

В 2019 г. впервые обнаружен бета-коронавирус SARS-CoV-2, ставший причиной пандемии тяжелой острой респираторной вирусной инфекции COVID-19 (от COronaVIrus Disease 2019). Восприимчивость к SARS-CoV-2 и характер течения клинической картины COVID-19 определяются многими факторами, в том числе и генетическими особенностями как возбудителя, так и человека. Геном SARS-CoV-2 имеет сходство с геномами других патогенных для человека коронавирусов, вызывающих тяжелое течение инфекции: 79% – с геномом SARS-CoV и 50% – с геномом MERS-CoV. Наиболее значимые различия между SARS-CoV-2 и другими коронавирусами регистрируются в структуре гена S-белка – ключевого белка, отвечающего за связывание вируса с рецептором клеток организма-хозяина. В частности, в S-белке SARS-CoV-2 выявлены замены, приводящие к формированию сайта расщепления фурином, отсутствующего у других SARS-подобных коронавирусов, что может объяснять высокую патогенность SARS-CoV-2. У человека к числу генов, значимых для начальных этапов инфицирования, можно отнести ACE2, ANPEP, DPP4 (кодируют рецепторы связывания коронавируса); TMPRSS2, FURIN, TMPRSS11D, CTSL, CTSB (кодируют протеазы, участвующие в процессах проникновения коронавируса в клетку); DDX1 (ген АТФ-зависимой РНК-хеликазы DDX1, способствующей репликации коронавирусов); IFITM1, IFITM2 и IFITM3 (кодируют интерферон-индуцируемые трансмембранные белки, обладающие противовирусным эффектом). Данные гены экспрессируются во многих тканях (в том числе восприимчивых к воздействию SARS-CoV-2), в них описаны редкие и частые варианты, влияющие на структуру кодируемого белка, его свойства и уровень экспрессии. Для ряда частых генетических вариантов с доказанной функциональной значимостью характерна вариабельность частоты аллелей в популяциях мира, что может определять межпопуляционные различия в распространенности COVID-19 и в клинических особенностях течения данной патологии. На уровень экспрессии генов, значимых для формирования восприимчивости к SARS-CoV-2, влияют эпигенетические модификации, наличие сопутствующих заболеваний на момент инфицирования, прием лекарственных препаратов, вредные привычки.

The review discusses the data on the significant role of pregnancy in adaptive evolution of modern humans. In the aspect of evolutionary medicine, the main attention is paid to preeclampsia (PE), a severe hypertensive pathology of pregnancy. The current evolutionary hypotheses about the origin and causes of racial and ethnic variability in the incidence of this pathology in human populations are summarized. Studies that suggest the contribution of adaptive evolution to the formation of a hereditary predisposition to the development of PE are presented. Our results which first showed the significant role of negative selection in the formation of the genetic architecture of PE via the regulatory single nucleotide polymorphisms of new candidate genes for this pathology are demonstrated.

В обзоре рассмотрены данные о значимой роли беременности в адаптивной эволюции современного человека. В аспекте эволюционной медицины основное внимание уделяется тяжелой гипертензивной патологии беременности – преэклампсии (ПЭ). Обобщены имеющиеся на сегодняшний день эволюционные гипотезы о возникновении, причинах расовой и этнической вариабельности частоты развития данной патологии в популяциях человека. Приведены исследования, предполагающие вклад адаптивной эволюции в формирование наследственной предрасположенности к развитию ПЭ. Продемонстрированы собственные результаты, впервые выявившие значимую роль очищающего отбора в формировании генетической архитектуры ПЭ по системе регуляторных однонуклеотидных полиморфных вариантов новых генов-кандидатов данной патологии.

10.31857/S001667582105009X

For more than 100 years of existence of Wilson–Konovalov disease as an independent nosological form, the etiology and pathogenesis of this disease have been studied from different points of view—both clinical and genetic. However, to this day, new information is emerging not only about mutations in the ATP7B gene itself but also about modifying factors affecting the clinical picture of the disease. From a genetic point of view, the influence of modifier genes is undeniable, because owing to their action (protective or compensatory), some forms of Wilson–Konovalov disease can be explained and it is possible to further use this knowledge in the framework of personalized patient treatment. In this review, the authors consider the influence of various modifiers (intra- and extra-gene) on the course and manifestation of the clinical forms of Wilson–Konovalov disease. The authors show the possible mechanisms for the occurrence of milder or more severe forms of Wilson–Konovalov disease with the participation of certain genes.

Более чем за 100 лет после выделения болезни Вильсона–Коновалова в самостоятельную нозологическую форму этиология и патогенез этого заболевания изучены с разных точек зрения – как врачами-клиницистами, так и генетиками. Однако и по нынешний день появляются все новые сведения не только о мутациях в самом гене ATP7B, но и о модифицирующих факторах, влияющих на клиническую картину заболевания. С генетической точки зрения влияние генов-модификаторов неоспоримо, ведь за счет их действия (протективного или компенсирующего) можно объяснить клиническую вариабельность болезни Вильсона–Коновалова и возможно в дальнейшем использовать эти знания в рамках персонализированного лечения пациента. В настоящем обзоре рассматривается влияние различных модификаторов (внутри- и внегенных) на течение и проявление клинических форм болезни Вильсона–Коновалова. Авторами обозначены возможные механизмы возникновения более мягких или более тяжелых форм болезни Вильсона–Коновалова при участии определенных генов.

Саркопения - это прогрессирующая генерализованная патология скелетных мышц многофакторной природы. Настоящий обзор посвящен анализу молекулярно-генетических маркеров, которые могут вносить вклад в формирование риска развития саркопении и в изменчивость диагностически значимых для данного заболевания признаков. По данным GWAS для полиморфных вариантов 369 генов установлены ассоциации с фенотипом «мышечная масса». Согласно информации, представленной в базе DisGeNet об ассоциированных с саркопенией генах, и в Gene Ontology - о генах, участвующих в регуляции процессов атрофии (GO:0014737, GO:0014732, GO:0014736) и регенерации (GO:0014839) мышц, 69 генов могут рассматриваться в качестве генов-кандидатов саркопении. Гены, ассоциированные с мышечной массой, и гены-кандидаты саркопении обладают плейотропными свойствами, вовлечены в регуляцию широкого спектра биологических процессов (включая метаболизм гормонов, углеводов, липидов, протеина; ответ на стимулы (половые гормоны, нутриенты), регуляция экспрессии генов, протеин/серинкиназной активности и MAPK-сигнального пути); ассоциированы с коморбидными с саркопений заболеваниями многофакторной природы, чувствительны или определяют ответ на лекарственные средства, гормоны, нутриены (включая креатин, кортикостероиды, альдостерон, антагонисты альдостерона, метформин, белковые добавки)...

The ""Mendelian code"" hypothesis postulates a relationship between Mendelian (monogenic) and common pathologies. In this hypothesis, polymorphisms in the genes of Mendelian diseases may have a significant contribution to predisposition to common diseases in which the same biochemical pathways may be involved. In this review a group of genes encoding various proteins participating in the DNA repair, with a particular focus on the BRCA1-associated genome surveillance complex (BASC), is presented through the prism of the ""Mendelian code"" hypothesis. Here we discuss (1) their main functions in the repair of DNA double-strand breaks (ATM, MRE11, NBN, RAD50, BRCA1, and BLM) and mismatch repair (MSH2, MSH6, MLH1, PMS2, RF-C, and PCNA); (2) the mitochondrial involvement of these proteins; (3) the involvement of BASC proteins in the development of an adaptive immune response. For 13 out of 16 BASC protein encoding genes, mutations leading to monogenic diseases have already been described; for 11, there are associations with common diseases or individual biological processes. Patients with mutations in the genes of the BASC complex and patients with severe combined immunodeficiency share similar symptoms. Polymorphisms within DNA repair genes may play a role in the development of common diseases through the involvement of the immune response. The pleiotropic effects of these genes suggest their participation in the development of various conditions, both in health and pathology.

Генетическая компонента многофакторных заболеваний интенсивно изучается на протяжении многих лет, но до сих пор в этой области остается очень много вопросов. В последние годы появились исследования в области “менделевского кода” – гипотезы, постулирующей существование связи между менделевскими (моногенными) и многофакторными патологиями: полиморфные варианты в генах менделевских заболеваний могут оказаться значимыми для многофакторных патологий, в которых задействованы те же биохимические пути. В настоящем обзоре через призму гипотезы “менделевского кода” представлен взгляд на группу генов, которые могут оказаться перспективными генами-кандидатами широкого спектра патологических состояний, а именно, генов белков систем репарации ДНК. В качестве примера рассмотрены белки BRСA1-ассоциированного комплекса наблюдения за геномом (BASC). Обсуждаются основные функции белков этого комплекса в процессах репарации двухцепочечных разрывов ДНК (ATM, MRE11, NBN, RAD50, BRCA1, BLM) и мисматч-репарации (MSH2, MSH6, MLH1, PMS2, RF-C, PCNA); вовлеченность этих белков в функционирование митохондрий; участие белков BASC в развитии адаптивного иммунного ответа...

Patients with cystic fibrosis (CF) need costly medical care and adequate therapy with expensive medicinal products. Tigerase® is the first biosimilar of dornase alfa, developed by the lead Russian biotechnology company GENERIUM. The aim of the manuscript to present post hoc sub-analysis of patients' data with cystic fibrosis and severe pulmonary impairment of a larger comparative study (phase III open label, prospective, multi-centre, randomized study (NCT04468100)) of a generic version of recombinant human DNase Tigerase to the only comparable drug, Pulmozym.

Understanding the mechanisms underlying the connection between somatic mosaicism and cardiovascular disease is likely essential for the future of personalized medicine. This article is aimed at providing data on somatic mosaicism in human carotid atherosclerosis. An advanced carotid atherosclerotic plaque and white blood cells were collected simultaneously from each patient (eight Slavic males, aged 67 ± 3.8 years [mean ± SD]) to assess the spectrum of germline and somatic genetic variants. Exome sequencing of DNA from the samples was performed with the SureSelect Clinical Research Exome Enrichment Kit (Agilent Technologies) and HiSeq 1500 (Illumina). The dataset contains germline and somatic single-nucleotide variants and small indels identified in the advanced carotid atherosclerotic plaque and white blood cells of each patient. This dataset does not include copy number variants owing to a lack of suitable tools for reliable calculation of copy numbers from exome sequencing data on cancer-unrelated samples. The dataset should help to understand somatic mosaicism in cardiovascular diseases and to identify copy number variants by means of more appropriate newer tools in the future.

Wilson's disease is a rare autosomal recessive disorder of copper metabolism. The copper accumulation in the viscera appears due to the functional impairment of copper-transporting ATPase, which is encoded by the ATP7B gene. In this study, PBMCs of a patient with two ATP7B mutations were reprogrammed. The first mutation is a missense mutation p.H1069Q, which is the most frequent mutation in the human population. At the same time, the second one is a frameshift mutation p.Lys1013fs. The generated iPSC line had a normal karyotype, maintained the original genotype, expressed pluripotency markers, and demonstrated the ability to differentiate into derivatives of the three germ layers.

Comparative analysis of multilocus imprinting disturbances (MLIDs) in miscarriages from women with sporadic (SPL) and recurrent pregnancy loss (RPL) and identification of variants in the imprinting control gene NLRP7 that may lead to MLIDs.

Alzheimer's disease (AD) is a neurodegenerative disorder, and represents the most common cause of dementia. In this study, we performed several different analyses to detect loci involved in development of the late onset AD in the Russian population. DNA samples from 472 unrelated subjects were genotyped for 63 SNPs using iPLEX Assay and real-time PCR. We identified five genetic loci that were significantly associated with LOAD risk for the Russian population (TOMM40 rs2075650, APOE rs429358 and rs769449, NECTIN rs6857, APOE ε4). The results of the analysis based on comparison of the haplotype frequencies showed two risk haplotypes and one protective haplotype. The GMDR analysis demonstrated three significant models as a result: a one-factor, a two-factor and a three-factor model. A protein-protein interaction network with three subnetworks was formed for the 24 proteins. Eight proteins with a large number of interactions are identified: APOE, SORL1, APOC1, CD33, CLU, TOMM40, CNTNAP2 and CACNA1C. The present study confirms the importance of the APOE-TOMM40 locus as the main risk locus of development and progress of LOAD in the Russian population. Association analysis and bioinformatics approaches detected interactions both at the association level of single SNPs and at the level of genes and proteins.