19 декабря, 12:45-16.00, на кафедре генетики состоится лекция «Биоинформатика в поиске генов многофакторных заболеваний: традиционные методики и оригинальные подходы».
Лектор - Хворых Геннадий Викторович, главный специалист лаборатории молекулярной генетики человека, НИЦ «Курчатовский институт».

В ходе лекции будут представлены общие идеи и концепции решения проблемы идентификации генов многофакторных заболеваний, рассмотрены необходимые типы данных и общепринятые подходы как ген-кандидатный метод и полногеномный поиск ассоциаций. Особое внимание будет уделено новым методикам, основанным на методах машинного обучения, включая возможности больших языковых моделей, обученных на геномных данных. Будут рассмотрены подходы, которые не требуют затрат на формирование коллекций образцов ДНК больных и здоровых индивидов и их генотипирования. Также будет рассмотрена проблематика трансляции знаний, полученных для животных моделей, на геном человека в контексте идентификации генов многофакторных заболеваний.

#Семинары

Уважаемые коллеги!

Приглашаем принять участие в работе семинара ИОГен РАН «Генетика и геномика». Очередное заседание (№ 267) состоится 24 декабря 2025 г. в 13 часов в большом конференц-зале Института.

С докладом выступит чл.-корр. РАН, доктор биологических наук Егор Борисович Прохорчук:
«Эпигенетика в норме и патологиях»

Адрес: Москва, ул. Губкина, д. 3, ИОГен РАН, 5 этаж, Большой конференц-зал
Проезд: Метро «Ленинский проспект», любой трамвай до ост. «ул. Губкина»
или автобусы до ост. «Универмаг Москва»

Если вы хотите посетить семинар, для прохода в ИОГен РАН оставьте ФИО в комментариях к этому посту и возьмите с собой паспорт.

Сегодня на кафедре генетики МГУ на лекции по «Генетике развития пола» выступала с докладом по интересной статье делюсь с вами:

Дефицит железа у матери вызывает изменение пола с мужского на женский у эмбрионов мышей

В свежей публикации в журнале Nature японские исследователи представили работу, устанавливающую функциональную связь между дефицитом железа у матери и нарушением процесса определения пола у мужского потомства.

Ученые исходили из известного факта, что определение мужского пола у млекопитающих в узкое онтогенетическое окно происходит активация гена Sry, локализованном на Y-хромосоме, чья точная экспрессия зависит от эпигенетической регуляции, в частности от деметилирования гистона H3K9 ферментом KDM3A. Поскольку этот фермент для своей работы требует ионы двухвалентного железа (Fe²⁺), была выдвинута гипотеза о том, что метаболизм железа может быть критическим фактором для правильного определения пола. Целью работы было проверить, как доступность железа влияет на эпигенетическую активацию Sry и последующую детерминацию пола.

Исследование сочетало несколько подходов in vitro и in vivo, а также разнообразные передовые методы. Сначала с помощью секвенирования РНК одиночных клеток было подтверждено, что в соматических клетках гонад (пре-Сертоли) XY-эмбрионов в период детерминации пола активируются гены, связанные с метаболизмом железа. Затем на культуре гонад XY in vitro было показано, что хелатирование железа ведет к снижению деметилирования H3K9 в локусе Sry и подавлению его экспрессии, что сопровождалось сдвигом в сторону экспрессии овариальных маркеров (FOXL2).

Для проверки in vivo были использованы три модели. В первой, условный нокаут гена Tfrc (рецептор трансферрина, необходимый для захвата железа) в соматических клетках гонад XY-эмбрионов приводил к смене гонадного пола у части потомства. Во второй, острое фармакологическое подавление доступного железа у беременных самок мышей давало аналогичный эффект. Ключевым экспериментом стала третья модель, имитирующая реальную клиническую ситуацию: длительное содержание беременных мышей на железодефицитной диете. Сама по себе диета не вызывала явных нарушений, но в комбинации с гетерозиготным вариантом гена Kdm3a (который сам по себе был фенотипически нейтральным), она приводила к снижению активности гена Sry и смене пола у части мужского потомства. Этот результат демонстрирует эффект совместного влияния внешних воздействий и генетического фона.

Основным результатом работы является установление железо-зависимого эпигенетического пути, необходимого для определения мужского пола. Доступность Fe²⁺ оказалась необходимой для активности фермента KDM3A, который, удаляя репрессивную метку H3K9, позволяет включить экспрессию гена Sry. Блокирование этого пути ведет к недостаточной экспрессии Sry и, как следствие, к развитию мужских (XY) эмбрионов по женскому типу.

Данное исследование имеет важное клинико-диагностическое значение. Во-первых, оно предлагает новый молекулярный механизм для части случаев расстройств полового развития (DSD) у людей с кариотипом 46,XY. Пациенты с такими состояниями ранее могли не иметь выявленных мутаций в генах полового развития; теперь причиной может быть комбинация генетических вариантов и дефицита микроэлементов у матери во время беременности.

Во-вторых работа указывает на критическую значимость контроля уровня железа у беременных женщин. Это не только вопрос профилактики анемии у матери, но и фундаментальный вопрос обеспечения правильного эмбрионального развития плода.

Добрый день всем!
В продолжение темы интервью рады представить вам первый выпуск нашей рубрики "Задай вопрос учёному". Вопросы мы будем задавать сотрудникам и выпускникам кафедры, но вопросы будут не совсем о науке, скорее - о жизни в науке и на кафедре: что есть в занятии наукой тяжёлого или интересного, почему люди выбирают генетику, и многое-многое другое. Надеемся, что вам будет интересно) Возможно, вы увидите генетиков немного с другой, несколько непривычной стороны.
Наш первый гость - профессор, д.б.н., заместитель заведующего кафедрой, Нефёдова Лидия Николаевна! 🩵Приятного просмотра! 💫

Дорогие коллеги!

В нашем телеграм-канале стартует новая рубрика — «Новости генетики». В ней аспиранты будут представлять обзоры свежих научных публикаций, тематически связанных с их собственными диссертационными исследованиями.

Открывает рубрику Алексей Гигин, аспирант 4-го года обучения, с обзором «Бактерии — ключ к успеху в борьбе за самку у Drosophila melanogaster» (по статье Griffiths et al. “The gut microbiome shapes social behaviour across animal species”, Nature Reviews Microbiology, 2025, doi https://doi.org/10.1038/s41579-025-01262-y).

Бактерии – ключ к успеху в борьбе за самку у Drosophila melanogaster
По обзору Griffiths et al. “The gut microbiome shapes social behaviour across animal species”. Nature Reviews Microbiology (2025).

Половое поведение у D. melanogaster отличается сложностью и динамичностью. Для того, чтобы завладеть вниманием самки, самцу плодовой мушки необходимо не только продемонстрировать свой «музыкальный талант», правильно исполнив «брачную песню», но и проявить настойчивость, не позволяя другим самцам перехватить инициативу. В борьбе за самку самцы дрозофилы стремятся отогнать конкурентов, демонстрируя характерную модель поведения в виде серии резких выпадов. Интенсивность агрессии самцов дрозофилы по отношению к конкурентам во многом зависит от активности сигнального пути,работающего в ЦНС и ведущего к выработке октопамина - медиатора агрессии,аналогичного норадреналину позвоночных.

В работе китайских исследователей (Jia et al.,2021*) было показано, что агрессивное поведение самцов мух в конкурентных ситуациях подлежит контролю со стороны бактериального сообщества, обитающего в кишечнике. В отсутствие бактериальных симбионтов самцы дрозофилы оказывались менее энергичными в своих порывах, что выражалось в удлиненных задержках перед первой атакой и меньшем числе активных действий по сравнению с самцами контрольной группы. В условиях конкурентной борьбы за самку такие апатичные самцы часто проигрывали своим соперникам, пользующимся поддержкой бактерий, при этом сохраняя нормальную двигательную активность и способность к копуляции. Нов чем заключается эта поддержка и как она работает?

Согласно исследованию Jia et al., кишечная микробиота дрозофилы может управлять работой октопамин-продуцирующего пути в ЦНС, устанавливая высокий уровень экспрессии гена Tdc2 в определенных группах нейронов еще на ранних стадиях развития мухи. Ген Tdc2 кодирует один из ключевых ферментов биосинтеза октопамина, но в отсутствие бактерий он функционирует существенно хуже, тем самым приводя к дефициту медиатора и «вяло-текущей» агрессии у очищенных самцов. Любопытно, что этот эффект можно исправить, если вовремя добавить экстракт кишечной микробиоты или даже одного конкретного вида бактерий в рацион «очищенных» дрозофил.

Новейшие данные указывают на существование аналогичных каналов связи «кишечник-ЦНС» с участием симбиотических микроорганизмов, обеспечивающих контроль поведения и у других животных, как беспозвоночных (медоносная пчела), так и позвоночных (домовая мышь).

*Jia Y., Jin S., Hu K., Geng L., Han C., Kang R., PangY., Ling E., Tan E.K., Pan Y., Liu W. Gut microbiome modulates Drosophila aggression through octopamine signaling. // Nat Commun -2021.-Vol.12, 2698.

Об исследовании скифов рассказала Татьяна Андреева, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Научного центра генетики и наук о жизни Научно-технологического университета «Сириус», заведующая Лабораторией эволюционной геномики Института общей генетики РАН

https://www.kommersant.ru/doc/8379846?tg

Продолжаем рубрику «Новости генетики», которую ведут наши аспиранты

Новое сообщение от Татьяны Мышлявкиной, аспирантки кафедры 4 года, — Генетические основы устойчивости к ксенобиотикам: полиморфизм гена UGT1A1 и детоксикация диоксинов

Выявление вариантов генов с протективным действием и «неблагоприятных» вариантов в сочетании с данными об их распределении в популяции представляет интерес для медико-биологических исследований и позволяет оценить риск для отдельно взятого индивидуума и потенциальную нагрузку на систему здравоохранения при существующих уровнях загрязнения среды экотоксикантами. К последним относятся диоксины, самым опасным из которых признан 2,3,7,8-тетрахлородибензодиоксин (ТХДД).
Своё основное токсическое действие диоксины при попадании в организм производят путём связывания с цитоплазматическим рецептором ароматических углеводородов AhR, являющимся транскрипционным фактором для широкого ряда ядерных генов, продукты которых задействованы в процессах биотрансформации ксенобиотиков, регуляции клеточного цикла, иммунного ответа, окислительного стресса и многих других. Возможный результат такого взаимодействия рецептора и молекул диоксинов – метаболический дисбаланс на клеточном и более высоких уровнях. Одним из генов, транскрипцию которых активирует AhR, является UGT1A1, ген УДФ-глюкуронозилтрансферазы 1-1 – фермента, катализирующего реакцию глюкуронирования и, таким образом, выполняющего важную роль в биотрансформации и выведении ксенобиотиков (в том числе диоксинов) из организма.
В вышедшей в 2024 году статье (Van Quang et al., 2024) исследована взаимосвязь вариантов гена UGT1A1, уровней их мРНК и концентраций фермента и ТХДД в крови индивидуумов, проживающих на одних из наиболее загрязнённых диоксинами территориях Вьетнама – вблизи авиабаз, где хранился диоксинсодержащий агент «оранж». В качестве контроля взята выборка неэкспонированных людей с севера Вьетнама, имеющих общий генетический бэкграунд с первой группой.
Для каждого испытуемого провели генотипирование по трём однонуклеотидным вариантам UGT1A1 (однонуклеотидные замены в локусах rs10929303 (1813C > T), rs1042640 (1941C > G) и rs8330 (2042C > G)), о влиянии которых на метаболизм лекарств было известно ранее. По результатам исследования оказалось, что рассмотренные варианты значимо ассоциированы с содержанием ТХДД в плазме экспонированных людей (в частности, некоторые из вариантов ассоциированы с «быстрым метаболизмом» ТХДД). Корреляция уровней мРНК и фермента в плазме крови оказалась отрицательной у людей из исследуемой группы, в то время как у контрольной группы она положительная – вероятно воздействие диоксинов способствует деградации фермента или ингибирует его синтез.
Данное исследование дополнило представления о том, как диоксины влияют на здоровье человека посредством изменения экспрессии генов и их функциональной активности, и подчёркивает вклад генетических вариантов в работу связанных с метаболизмом ксенобиотиков процессов. Подход к анализу экспрессии генов в аспекте изучения эффектов воздействия диоксинов находит продолжение и в дальнейших исследованиях, например в статье Hammoudeh et al., 2025. Выполненная авторами работа посвящена методическим нюансам для усовершенствования подобных экспериментов с использованием ПЦР в реальном времени.

Источники:
Van Quang, H., Vuong, N.B., Trang, B.N.L. et al. Association of UGT1A1 gene variants, expression levels, and enzyme concentrations with 2,3,7,8-TCDD exposure in individuals exposed to Agent Orange/Dioxin. Sci Rep 14, 3315 (2024).
https://www.nature.com/articles/s41598-024-54004-0

Hammoudeh N, Hasan R, Deeb M, Radwan Z, Ayoubi O, Alendary R, Youssef M, Kazan A, Alsahli R, Faiad W, Aldeli N, Hanano A. Exploring transcriptomic databases to identify and experimentally validate tissue-specific consensus reference gene for gene expression normalization in BALB/c mice acutely exposed to 2,3,7,8-Tetrachlorodibenzo-p-dioxin. Curr Res Toxicol.
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC12088766