ИОГен РАН
669 subscribers
591 photos
11 videos
14 files
392 links
Институт Общей Генетики им.Н.И. Вавилова Российской Академии наук-одно из старейших генетических учреждений в системе Академии наук.

Сайт: http://www.vigg.ru
Download Telegram
👍21
Например, хромосомная теория наследственности — это парадокс менделизма. Сцепление, нарушение соотношения 9:3:3:1 в дигибридном скрещивании прекрасно объясняется хромосомной теорией, и менделизм становится частным случаем новой парадигмы. Это можно видеть на каждом шагу.
Я страстный поклонник структуры научного метода, и удивляюсь, что его не пропагандируют у нас в стране. Про «поповщину» — пожалуйста, религия вдруг стала новой идеологией.

Дрожжи сообщают о мутагенных факторах
Помимо работы на кафедре, я долгие годы работал в питерском филиале Института общей генетики. Я и сейчас там на основной ставке в качестве научного руководителя. До 2022 года был директором этого филиала. А организовали мы этот филиал благодаря благоприятному отношению Юрия Петровича Алтухова, тогдашнего директора Института общей генетики, и Людмилы Алексеевны Вербицкой, ректора нашего университета. Основу филиала составили сотрудники нашей кафедры. Он и сегодня неплохо работает по фенотипическому проявлению первичных повреждений генетического материала, это наследие Лобашева. Мы это делали на модельном объекте — дрожжах, где пол определяет один ген и можно показать, что после мутагенного воздействия пол временно меняется, а потом возвращается в прежнее состояние. То есть мы убедились, что Лобашев был молодец.
Мутационный процесс — случайный, он затрагивает все гены, в том числе и те, которые определяют пол у дрожжей. Но если репарация восстанавливает все, то и пол восстанавливается, у дрожжей это называется «тип спаривания». А если происходит нетождественная репарация этого изменения, то структура ДНК восстанавливается, но уже будет пара не А-Т, а пара G-C, то есть другой пол.
Эти работы мы проводили в филиале Института общей генетики и сейчас проводим. На этой модели мы сделали хорошую тест-систему для генетической токсикологии. Когда мы хотим узнать генетическую активность того или иного соединения или физического воздействия, мы видим не только мутационные изменения, но и повреждения, которые потом удаляются при помощи репарации. (Подробнее о том, как мутации изменяют тип спаривания у дрожжей и каким образом это позволяет создать тест-системы, можно прочитать здесь. — PCR.NEWS.)

Красные мутации
Наверное, безотчетно, но исследование структуры научного метода привело меня к проблеме гена. Это центральная проблема генетики 1960-х годов. Тогда в мире увлекались созданием систем «ген-фермент», они же мутационные системы. Люди выбирали какой-то ген, получали по нему огромное количество мутаций, изучали их проявление, взаимодействие, рекомбинацию, белки и ферменты, которые они кодируют, как они меняются.
У нас в этом преуспел Сос Исаакович Алиханян, по-моему, они изучали триптофан-синтетазный ген кишечной палочки. А мы сели на два гена дрожжей — ADE1 и ADE2, мутация которых приводит к появлению красных колоний. Когда меня американцы спрашивали: «А почему вы сели на эти гены?», я отвечал: «Так они красные мутации дают, мы же советские люди!»
Это было в 1967-1968 гг., когда я стажировался в Йельском университете, а также в Беркли в Калифорнии. Это отдельная история. Ни одна лаборатория, куда я просился, меня якобы не приняла. Как потом выяснилось, Боба Мортимера, ведущего генетика дрожжей, к которому я рвался, даже не поставили в известность, что к нему просится человек из СССР. В конце концов я к нему попал и около месяца стажировался.
Остаться в Америке возможность, конечно, была. Но не было особого желания. Этот город — мой город, эта страна — моя страна. Несмотря ни на что. Подобного тому, что здесь творится, нигде больше нет. Ни в положительном, ни в отрицательном смысле. Но это все мое, ничего тут не сделать.
А что положительного, спросите вы? Русский характер — люди с часто непредсказуемыми поступками, а в науке это очень важно. Портрет Пушкина висит в моем рабочем кабинете в воспитательных целях, чтобы мой внук понял, что такое русская культура. Это же русская физиономия. Да-да, Пушкин — русский.
👍62
Середина 1960-х. В парке БиНИИ
3👍1
Дрожжевой прион
Но вернемся к науке. Начали мы получать мутантов по двум генам ADE1 и ADE2, они кодируют ферменты биосинтеза аденина, и реверсии к дикому типу. Эта работа стала материалом моей кандидатской диссертации. Получая ревертанты, мы напоролись на целый ряд супрессоров — мутаций, которая происходит не в том же гене, а в другом и подавляет проявление прямых мутаций. Мы их разделили на рецессивные и доминантные. И это оказалось «хлебом насущным».
Доминантные супрессоры оказались мутантами по транспортным РНК, это сделали другие люди, но у нас все подтвердилось. Это мутации по антикодону, которые меняют специфичность взаимодействия кодон-антикодон. Все просто, все очень формально. А вот с рецессивными супрессорами все гораздо веселее. Это оказались мутации по генам, кодирующим факторы терминации трансляции, — sup1 и sup2, которые уже потом были в международной номенклатуре названы sup35 и sup45. Играли мы в это очень долго и с большим интересом.
Наряду с этим у дрожжей есть цитоплазматический супрессор нонсенс-мутаций. И мы докопались до того, что структурный ген sup35 является геном этого цитоплазматического фактора. А у него есть прионная форма — так называемый [PSI+]-фактор. И это очень актуальная область. (Подробнее о дрожжевом прионе [PSI+] можно прочитать здесь. — PCR.NEWS.)
Дело в том, что прионы и амилоиды – это огромный класс макромолекул, белковых полимеров, которые возникают именно в виде полимеров при болезни Альцгеймера, Паркинсона, Крейцфельдта-Якоба. Их несколько десятков, они все неизлечимы. И вероятность их появления повышается с возрастом. В частности, этой проблемой занимается мой врач-невролог, к которому я перешел из академической больницы. Я плохо стал держать баланс. И живу без диагноза. Тому диагнозу, который мне поставили в «Академичке», мешает биологическое образование. Мне там поставили синдром Меньера, а он развивается приступами, у меня же — никаких приступов. Хожу все хуже и хуже. И этот врач определил у меня черты паркинсонизма. Он прописал лекарство, от которого мне стало хуже. Я перестал его принимать, хотя это золотой стандарт лечения.
Так вот, прионы и амилоиды – это одна из главных тем нашей лаборатории физиологической генетики на кафедре генетики и биотехнологий. Я заведовал этой лабораторией и вхожу в состав лаборатории Санкт-Петербургского филиала Института общей генетики имени Н.И. Вавилова, которая занимается вопросами генетической безопасности. К счастью, я теперь ничем не заведую и могу смотреть, что получилось из того, за что я раньше отвечал.
6👍3
3
Что такое эпигенетика

Если честно, то пока мы ни к чему не пришли, как и вся мировая наука. Единственное — мы пришли к концепции матричных процессов второго рода. Репликация, транскрипция и трансляция — это матричные процессы первого рода, а образование прионов и амилоидов — это тоже матричные процессы, но на белковом уровне, где передается не первичная структура, а конформация белковой молекулы.

Если же вы встречаете в литературе, что кто-то нашел лекарство от Паркинсона, не верьте. Что возможно — это облегчение симптоматики. А полного излечения пока не придумал никто.

Почему же не удается научиться эффективно лечить эти заболевания? Очень плохо известна их природа, этиология. Понимаете, генетика возрастала с триумфом, потому что она была основана на моногенном принципе. Вот вам ген, вот вам признак. На самом деле на один признак действует масса разных генов. Вы один поймали, а другие еще не вскрыли. Даже если ген испорчен, то это не значит, что ты обязательно заболеешь. Есть другие гены, которые исправят этот дефект.

Когда меня называют «отцом отечественной эпигенетики», я сержусь. Терпеть не могу слово «эпигенетика». Что это такое? Никто не дает его определения. Единственное определение, которое дают, — это «процессы наследования, не связанные…». А какое же определение основывается на отрицании?

На самом деле это процесс регуляции. Вся эпигенетика — это просто процесс регуляции. Этим и нужно заниматься. И я занимаюсь регуляцией генов на самых разных уровнях проявления генетической информации.

Что тут удалось понять? «Мгновенья жизни быстротечной Танцуют вечно свой балет, И вслед за юностью беспечной Спешат сомненья зрелых лет...» Это написал малоизвестный в нашей стране поэт Сергей Невзрачный. Мой псевдоним. Иногда сочиняется что-то такое, но я это не афиширую. Так же, как мое увлечение рисованием.
6👍3
Этюд С. Инге (ок. 1956 г.)
👍62
Автопортрет (ок. 1980 г.)
👏7👍32
Смысл жизни

В чем смысл жизни? Для меня тут все просто. Наука и есть смысл жизни. А вот как сделать так, чтобы жить и, соответственно, работать дольше? Тут загадка.

«Мы шли в согласии сердечном, В твоей руке — моя рука, Жизнь представлялась бесконечной, А оказалась коротка». Разговоры об увеличении длительности жизни — это разговоры об изменении адаптивного признака. Продлевать жизнь дальше ее естественных пределов может быть так же порочно, как и прерывать ее раньше. Здесь мы вступаем в область противоречий между естественно-научными и морально-этическими принципами. Больных, несомненно, нужно лечить, но борьба за продление жизни человека чревата увеличением частоты возрастных заболеваний. Значительную долю их составляют уже упомянутые амилоидозы — болезни Альцгеймера, Паркинсона, Крейцфельдта-Якоба и другие неизлечимые заболевания.

Длительность жизни определяет генетика. А что же пресловутый здоровый образ жизни? Понимаете, сколько мы с женой Светланой живем — люди столько не живут. Мы средний возраст преодолели. Надо к этому философски относиться.
👍5👏1
9👍1
Я курю. Стабильно семь сигарет в день. К алкоголю отношусь с большим уважением. Женат был дважды. Первая жена умерла от болезни Паркинсона. Господь, которого нет, забрал ее очень рано. Со Светой мы живем вместе уже больше 50 лет.

Жизненные правила, которых я придерживаюсь: каждое утро — две минуты на голове. В молодости я просто стоял на голове, теперь приходится упираться в стенку ногами. У меня такое ощущение, что так я лучше с балансом справляюсь. Хотя врачи приходят в ужас. Никому не навязываю.
👍81
👍83
Нет такой вещи, которую бы я не ел и такого, что бы я ни пил, и все — с удовольствием. Это блокадное воспитание. За это я тоже благодарен маме.

Раньше я увлекался сплавом по рекам, вон даже весла стоят. Очень много катался на горных лыжах. Сейчас все это в пролом. Осталось рисование и стихоплетство. «По дороге я к врачу мимо кладбища лечу, Хорошо бы мне и впредь мимо кладбища успеть».

Дети по моим стопам не пошли. Сын учился на эмбриологии. На генетику не пошел из-за меня — он полон морально-этических предрассудков. В итоге работает по очистке воды. Он окончил университет в 1990-е, его ждали в аспирантуру в Швеции, но он не уехал, остался. Живет недалеко от нас.

А дочь от первого брака — журналистка. Пошла по стопам бабушки. Книгу написала о моих родителях. На мой взгляд, хорошая книга. Растут две внучки и два внука. Навещают, не забывают. Если вдуматься, чем не счастье?

Подготовила Наталия Лескова
12👍2👏2
#новостинауки
Генетики уточнили происхождение ямников
Для этого они проанализировали больше 400 древних геномов

опубликовано на сайте N+1 https://nplus1.ru/news/2025/02/06/genetic-origin-of-the-yamnaya-people


Палеогенетики проанализировали больше 400 геномов древних людей, чтобы выяснить, как сформировалась популяция, оставившая после себя ямную археологическую культуру. Ученые пришли к выводу, что около 80 процентов предков ямников происходили из групп, генетически похожих на людей, которые проживали в степной зоне от Нижнего Поволжья и до земель к северу от Кавказских гор в эпохи энеолита и ранней бронзы. По-видимому, они смешались с потомками украинских охотников-собирателей эпохи неолита в междуречье Днепра и Дона и сформировали среднестоговскую культуру. Как сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature, в результате происходивших процессов на этих землях примерно к 4000 году до нашей эры возникла популяция, которая спустя несколько столетий резко выросла в размере и широко распространила ямную археологическую культуру.
👍9
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
#семинары
Выкладываем запись семинара № 260 «Генетика и геномика» 12 декабря 2024 г. с докладом профессора М.С. Гельфанда «Системная биология немодельных организмов»
19
Президент РАН академик Геннадий Яковлевич Красников поздравил учёных с Днём российской науки
https://new.ras.ru/activities/news/akademik-ran-gennadiy-krasnikov-pozdravil-uchyenykh-s-dnyem-rossiyskoy-nauki
👍7
#деньвкалендаре
🗓 8 февраля отмечается День российской науки
История этого праздника уходит своими корнями в далёкие времена правления Петра I. 8 февраля 1724 года он издал указ, который положил начало развитию науки в нашей стране. В этот день была основана первая Академия наук и художеств (ныне Российская академия наук) — уникальное учреждение, объединившее в себе гимназию и университет. Праздник День российской науки был учреждён к 275-летию со дня основания академии.
С момента своего основания Российская академия наук стала центром притяжения для многих выдающихся учёных. Среди них: Михаил Ломоносов, Иван Павлов, Дмитрий Менделеев, Константин Циолковский, Николай Вавилов, Пётр Капица, Игорь Курчатов, Сергей Королёв, Андрей Сахаров и многие другие. Их идеи и открытия в самых разных областях — от химии и физики до медицины, астрономии и космологии — стали неотъемлемой частью истории человечества.
👍72
Media is too big
VIEW IN TELEGRAM
#семинары
Выкладываем запись семинара № 261 «Генетика и геномика»
29 января 2025 г. с докладом д.б.н., профессора А. Д. Альтштейна
«Нуклеопротеидный мир: возникновение жизни на основе гипотезы прогенов»
👍12
#деньвкалендаре
🗓 11 февраля — Международный день женщин и девочек в науке, учрежденный Генеральной Ассамблеей ООН 22 декабря 2015 года. Этот день призван привлечь внимание к проблеме гендерного неравенства в научной сфере и способствовать полноценному участию женщин и девочек в научных исследованиях, технологических разработках и инновационных проектах на всех уровнях.
Путь женщин в науку всегда был сложным, усеянным препятствиями, которые часто носили системный характер, предопределенный общественными стереотипами и дискриминацией. Однако, несмотря на все трудности, женщины-ученые на протяжении всей истории вносили и продолжают вносить неоценимый вклад в развитие различных областей знаний.
Традиционно, одной из первых женщин-ученых называют Мерит-Птах, выдающуюся древнеегипетскую женщину-врача, жившую около 5000 лет назад. Ее имя сохранилось в истории благодаря обнаруженным папирусам, и хотя подробности ее жизни остаются неизвестными, сам факт существования такой фигуры в глубокой древности указывает на то, что интерес к науке среди женщин существовал задолго до нашей эры.
Более поздний пример – Гипатия Александрийская, математик, философ и астроном, жившая в IV веке нашей эры. Она преподавала философию и математику в Александрии, став символом женского интеллектуального потенциала в античном мире. Ее трагическая гибель от рук религиозных фанатиков подчеркивает сложности и опасности, с которыми сталкивались женщины, смеющие заниматься наукой.
В средние века доступ женщин к образованию и научной деятельности был крайне ограничен. Европейские университеты долгое время оставались закрыты для женщин. Те, кто стремился к знаниям, часто находили убежище в монастырях, где имели возможность изучать медицину, ботанику и другие науки, хотя и в ограниченном масштабе. Многие научные открытия того периода, приписываемые мужчинам, на самом деле могли быть результатом коллективной работы, в которой женщины играли не последнюю роль.
Эпоха Просвещения принесла некоторые сдвиги, хотя и не радикальные. Возникновение научных обществ и академий, хотя и не сразу, начало открывать двери для отдельных женщин из привилегированных слоев общества. Лора Басси, итальянский физик, стала первой женщиной-профессором европейского университета в середине XVIII века, однако этот прогресс был исключением, а не правилом. Софи Жермен, французский математик, работала в условиях постоянной дискриминации, но ее вклад в теорию чисел, геометрию и механику оказал существенное влияние на развитие науки. Она в основном работала анонимно, используя мужской псевдоним, чтобы ее работы были рассмотрены без предвзятости.
В XIX веке ситуация постепенно менялась. Женщины начали проникать в университетские стены, публиковаться в авторитетных научных журналах и вносить значительный вклад в различные научные области. Ада Лавлейс, британский математик, считается первым программистом в истории, предложив алгоритм для аналитической машины Бэббиджа. Ее работы положили основы современного программирования и теории вычислительных систем. Софья Ковалевская, выдающийся российский математик, стала первой в мире женщиной-профессором математики и первой женщиной, избранной членом-корреспондентом Петербургской академии наук.
На рубеже XIX и XX веков женщины часто сталкивались с предвзятостью при поступлении в университеты, получении грантов и продвижении по карьерной лестнице. Многие талантливые ученые оставались незамеченными или их достижения приписывались мужчинам.
В XXI веке женщины и девочки все чаще возглавляют инновационные и новаторские исследования. Они создают жизненно-важные лекарственные средства и преодолевают звуковой барьер, исследуют вселенную и закладывают основу для понимания структуры ДНК.
➡️ Международный день женщин и девочек в науке является напоминанием о том, что женщины и девочки играют важную роль в научном и технологическом сообществе, и что их участие должно быть расширено. Он призван помочь женской половине человечества идти в ногу с прогрессом и выбирать себе наиболее востребованные специальности. 📌 Строим будущее для женщин в науке
10👍5
#мирнауки #молодойученый
Уважаемые читатели!
🗓 2025 год отмечен целой чередой значительных юбилейных событий в области генетики.
➡️ В 1920 году - 105 лет назад - немецким ботаником Гансом Винклером для описания совокупности генов, заключенных в гаплоидном наборе хромосом организмов одного биологического вида, был предложен термин «геном».
Первоначальный смысл этого термина указывал на то, что понятие генома в отличие от генотипа является генетической характеристикой вида в целом, а не отдельной особи. С развитием молекулярной генетики под «геномом» стали понимать уже комплекс генов и “негенетических” ДНК в хромосомах. Новую жизнь и иную трактовку этот термин приобрел с начавшегося секвенирования ДНК, приведшего к определению нуклеотидных последовательностей всего генома.
Изучением генома занимается раздел генетики – геномика, в развитии которой выделяют несколько направлений:
1. структурная геномика – изучает строение генов, последовательность нуклеотидов,
составляет карты хромосом;
2. функциональная геномика – определяет функции генов и их взаимодействия;
3. эволюционная геномика – изучает эволюцию генома, время и механизмы появления новых
генов;
4. сравнительная геномика – изучает геномы разных организмов;
5. медицинская геномика – решает вопросы генодиагностики, генотерапии наследственных
болезней.
📌 Истоки "генома": происхождение и эволюция термина / А.В. ЗЕЛЕНИН и др. // Молекулярная биология. - 2016. - том 50, № 4. - С. 611–620. https://elibrary.ru/download/elibrary_26499837_92141702.pdf
📌 Сто лет гаплоидным геномам. Сейчас наступает время диплоидных / Б.Р. Кулуев и др. // Биомика. – 2020. - Том 12, № 4. - С. 411 – 434. https://biomicsj.ru/upload/iblock/9fd/bmcs2020124411.pdf
3
#наукаИОГен

Шапероны и их роль в правильной структуре белков

Доклад д.б.н., профессора Серикбая Каримовича Абилева на Ученом совете ИОГен РАН был посвящен белкам – шаперонам, исследования с которыми проводятся в руководимой им лаборатории экологической генетики. Он представил историю открытия шаперонов, которая началась с открытия явления рефолдинга – самопроизвольного формирования третичной структуры белка после денатурации. В 1974 году были описаны белки теплового шока (heat shock proteins, Hps), синтезирующиеся при высокой температуре и воздействии некоторых химических веществ. Когда было показано, что Hps играют важную роль в фолдинге и рефолдинге белков, им дали название шапероны (сопровождающие). Кроме фолдинга, они участвуют в транспорте белков, в сигнальных путях, в ответе клетки на повреждение, на окислительный стресс и действие ксенобиотиков, в правильной укладке молекул ДНК и гистонов.

Оказалось, что шапероны значительно усиливают репарацию ДНК в опухолевых клетках, что приводит к появлению устойчивости опухолей к цитостатикам и облучению. Ингибиторы шарепона Hps90 исследуются в комбинации с химиотерапией для усиления воздействия на опухоль. Изучен механизм участия шаперонов в ответе клетки на ксенобиотики и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ); роль шаперонов в восстановлении жизнеспособности стареющих клеток за счет рефолдинга амилоидных олигомеров.

В настоящее время описаны пять основных семейств шаперонов; основная группа, принимающая непросредственное участие в процессах фолдинга и рефолдинга белков, шапероны Hsp70, высоко консервативны во всех организмах – от бактерий до человека. В процессе фолдинга вновь синтезируемых белков особую роль играет триггер фактор (ТФ) – первый шаперон, взаимодействующий с полипептидной цепью в момент ее выхода из рибосомы в цитоплазму.

Благодаря своим свойствам шапероны перспективны для применения в медицине для диагностики и лечения. Для многих шаперонов наблюдается прямая корреляция между уровнем экспрессии и плохим прогнозом выживаемости при глиальных опухолях, что указывает на возможность их использования как маркеров в диагностических панелях. Ингибиторы шаперонов, в частности, hsp90, изучаются в предклинических исследованиях для подавления роста опухолей. В других случаях для терапевтических целей могут послужить индукторы активности шаперонов. Созданы рекомбинантные препараты теплового шока как средства защиты от травматического токсикоза.

Далее С.К. Абилев рассказал об исследованиях шаперонов в лаборатории экологической генетики ИОГен РАН. Для этого использовали бактериальные биосенсоры на основе E. coli, несущие рекомбинантную плазмиду с промоторами шаперонов, сшитыми с lux-опероном люминесцирующей бактерии, который осуществляет репортерную функцию. Экспрессия генов шаперонов регистрируется по интенсивности люминесценции биосенсора. Этим методом ученые исследовали ответы бактериальных шаперонов (Hsp70 и малого шаперона IbpAB) на 53 химических соединения разных групп, а также на УФ-излучение и температуру. Выявлены соединения как индуцирующие, так и ингибирующие активность шаперонов, их эффекты зависели как от концентрации веществ, так и от продолжительности воздействия. Исследователи пришли к выводу, что бактериальные биосенсоры могут быть полезным инструментом для скрининга химических веществ, модифицирующих активность шаперонов. На следующем этапе они планируют подтвердить полученные результаты на эукариотическом организме – нематодах.
👍6