1.5.7. Генетика

Данный обзор посвящен рассмотрению генетической характеристики вируса SARS-CoV-2, его структуры и основных способов диагностики. Вирус SARS-CoV-2 представляет собой одноцепочечную молекулу РНК, длина генома вируса варьирует от 29,8 т.п.н. до 29,9 т.п.н. Сравнительный геномный анализ показал, что SARS-CoV-2 относится к группе бета-коронавирусов и очень близок к SARS-CoV. Первоначальный сравнительный геномный анализ показал, что SARS-CoV-2 почти на 79% идентичен SARS-CoV и на 50% идентичен вирусу MERS-CoV. На основе исследований гомологического моделирования было показано, что SARS-CoV-2 на 96,2% гомологичен BatCoV RaTG13, коронавирусу летучих мышей рода Rhinolophus affinis. Исследования по установлению происхождения SARS-CoV-2, показали, что случайные мутации и рекомбинация - два основных источника генетического разнообразия этого вируса. Недавно опубликованные работы показывают, что частота мутаций SARS-CoV-2 примерно такая же, как и в геноме SARS-CoV (0,80–2,38 × 10–3 нуклеотидных замен на сайт в год). Наиболее частыми типами мутаций в геноме SARS-CoV-2 являются синонимичные и миссенс-мутации. Также в геноме SARS-CoV-2 были обнаружены мутации других типов: нонсенс-мутации, вставки, делеции, мутации некодирующей ДНК. Обнаружено по крайней мере семь генетически независимых клонов, которые приобрели мутацию в одном конкретном месте Q677H или Q677P гена шипового белка Spike вируса.

Задержка развития плода (ЗРП) является многофакторным синдромом, проявляющимся во время беременности, имеющим серьезные и опасные краткосрочные и долгосрочные последствия для здоровья ребенка из-за недостаточного развития внутренних органов. По последним статистическим данным, частота ЗРП в Российской Федерации составляет от 5 % до 17,5 % среди доношенных детей, а среди недоношенных детей данная патология встречается еще чаще. Заболеваемость продолжает расти из-за отсутствия единых диагностических и терапевтических протоколов. Более того, этиология ЗРП полностью не изучена, вероятно вследствие того, что патогенез ЗРП связан со многими механизмами и сигнальными путями. Было обнаружено, что генетические факторы играют важную роль в ЗРП, но их точный эффект до сих пор неизвестен. В настоящее время многие исследования сосредоточены на поиске наиболее надежного генетического маркера, поскольку это может быть использовано для получения пренатального прогноза и, следовательно, для своевременной терапии во время беременности. В представленном обзоре были проанализированы результаты последних исследований о ЗРП с акцентом на роль генетических факторов в формировании этого синдрома. Хромосомные аномалии в целом связаны с ранними ЗРП, в то время как генетические мутации и полиморфизмы многих генов чаще регистрируются в поздних случаях. Гены-кандидаты включают гены гормона роста и инсулиноподобных факторов роста; гены, связанные со свертыванием крови; гены цитокинов и другие. Более того, недавние исследования обнаружили ассоциации полиморфизмов некодирующих генов и эпигенетических маркеров с ЗРП. В свете имеющихся данных дальнейшие исследования являются актуальными, так как помогут выяснить влияние каждого генетического фактора и, таким образом, разработать информативные пренатальные генетические маркеры.

В статье описываются основные характеристики информативности праймеров, такие как величина информационного полиморфизма (рolymorphism information content, PIC) для доминантных маркеров, эффективное мультиплексное отношение (effective multiplex ratio, EMR) и маркерный индекс (marker index, MI), разрешающая способность праймера (resolving power, Rp). Значение информационного полиморфизма (PIC) варьировало в пределах от 0,095 до 0,5 для праймеров UBC 811 и UBC 835, предел от 0 до 0,5 был характерен для праймеров UBC 857 и UBC 880. Наибольшим эффективным мультиплексным отношением характеризовался праймер UBC 811 (EMR=19,69), а наименьшим UBC 857 (EMR=0,42). Наибольшими значениями маркерного индекса (MI) характеризовались праймеры UBC 811 и UBC 835 (диапазон 1,871–9,845 и 0,780–4,105 соответственно). А наименьшими значениями маркерного индекса (MI) характеризовались праймеры UBC 857 и UBC 880 (диапазон 0–0,210 и 0–0,615 соответственно). Наибольшая разрешающая способность и количество генотипов, которое может быть диагностировано (х) было выявлено у праймера UBC 811 (Rp=25, х=154), а наименьшая у праймера UBC 857 (Rp=3,2, х=9). У всех праймеров оказалась высокая степень информативности (более 0,4), наиболее информативным был праймер UBC 811 (AvIb=0,5208). Показатели разрешающей способности (Rp) праймеров и эффективное мультиплексное отношение (EMR) показывают, что данная система «праймер-методика» и в целом используемая маркерная система пригодна для диагностики ценопопуляций Bellevalia sarmatica (Pall. ex Georgi) Woronow. Цель данной работы – изучить приемлемость использования выбранной маркерной системы.

Полиомиелит – инфекционное вирусное заболевание, вызываемое тремя серотипами полиовируса. Он поражает центральную нервную систему и может вызвать паралич. Существуют две эффективные вакцины, защищающие от полиомиелита – инактивированная (ИПВ), вводится путем инъекции, и живая аттенуированная оральная полиовакцина (ОПВ). Кампания вакцинации до того, как была остановлена из-за пандемии коронавируса, почти преуспела в ликвидации полиомиелита. С 1988 года число случаев заболевания диким полиовирусом уменьшилось более чем на 99%. Но в последние годы усилия по ликвидации полиомиелита были затруднены вспышками полиовируса вакцинного происхождения, когда реципиенты ОПВ выделяли мутантные варианты штаммов Сэбина со стулом, которые могли стать патогенными полиовирусами вакцинного происхождения и циркулировать среди населения, вызывая заболевания у непривитых людей. Полиомиелит будет полностью искоренен только тогда, когда будут устранены все источники вируса, включая дикий полиовирус (ДПВ) и полиовирус вакцинного происхождения (ПВВП).  В настоящее время больше случаев полиомиелита вызвано ПВВП во всем мире, чем ДПВ, и продолжающееся использование ОПВ Сэбина привело к дополнительным вспышкам ПВВП. Для полной ликвидации полиовируса  необходима более безопасная, более генетически стабильная, живая аттенуированная вакцина. В статье обобщен прогресс в деле глобальной ликвидации полиомиелита и текущие проблемы. Рассмотрены желаемые характеристики и новые технологии производства вакцин, которые могут найти применение в условиях полной ликвидации вируса. Проанализированы успехи в разработке улучшенных штаммов ОПВ на основе инновационных стратегий.

Исследовали содержание лептина в сыворотке крови и наличие полиморфизма A668G (Gln223Arg) гена рецептора лептина LEPR у мальчиков препубертатного возраста с задержкой темпов полового развития с учетом массы тела. Уровень лептина в сыворотке крови у мальчиков с избытком массы тела и ожирением практически в 5 раз выше по сравнению с мальчиками, имеющими нормальный вес, вне зависимости от стадии полового созревания. Показано, что аллель 668G гена рецептора лептина LEPR ассоциирована со снижением риска отставания темпов полового развития у подростков препубертатного возраста.  

Изучена локализация сайтов связывания miRNA и lncRNA вокруг генов FTO, APOC1, LIPC, LPL и APOE. Показано, что наибольшее число сайтов связывания с miRNA и lncRNA находится в цис-регуляторных участках и интронах гена FTO. Представлен перечень мотивов miRNA и lncRNA. Выдвинута гипотеза, что количество сайтов связывания miRNA и lncRNA в интронах и цис-регуляторных районах генов коррелирует с числом тканей, в которых экспрессируется ген, и с числом функций его белка.