Новости


Мини-лекции "Время изучать мутации"

posted Aug 17, 2016, 4:50 AM by Yegor Bazykin   [ updated Nov 20, 2016, 11:32 PM ]

Владимир Сеплярский прочел 
мини-курс "Время изучать мутации" для портала Чердак.

Мутации, вызываемые APOBEC при раке

posted Feb 1, 2016, 8:43 AM by Yegor Bazykin   [ updated Feb 2, 2016, 1:47 AM ]

Мутации в ДНК соматических клеток человека приводят к трансформации здоровой клетки в раковую, последующему развитию заболевания и приобретению устойчивости к противораковой терапии.  
APOBEC – это белок противовирусной защиты, вызывающий изменения ДНК или РНК вирусов, но в раковой клетке он «нападает на своих» и атакует человеческую ДНК. Так, в 18% раковых опухолей APOBEC сильно мутирует ДНК хозяина в опухолевых клетках. Однако APOBEC не способен изменять нормальную двуцепочечную ДНК человека, и то, каким образом он вызывает в ней мутации, оставалось неизвестным. В работе, опубликованной сегодня в журнале Genome Research, мы пролили свет на этот вопрос. Мы показали, что большинство мутаций, вызываемых APOBEC, происходят во время репликации ДНК, в те недолгие промежутки времени, пока нити ДНК не спарены друг с другом. Цепь ДНК, реплицирующаяся как отстающая, остается одиночной дольше; соответственно на ней случается большинство мутаций, вызываемых APOBEC.
На картинке: сказка о Трёх маленьких поросятах в контексте мутагенеза человека. Братья-поросята – это цитозины в контексте TpCpA (специфический контекст для мутаций, оставляемых APOBEC) во время репликации ДНК. Младший поросёнок (ближайший к зрителю) – цитозин, построил соломенный домик на отстающей цепи ДНК и подвержен атакам волка-APOBECа. Средний поросёнок – метилированный цитозин, построил деревянный домик и защищён лучше (метилирование ДНК несколько защищает от APOBEC). Наиболее безопасный каменный домик – цитозин в двуцепоченой ДНК, которая пока не реплицируется – принадлежит старшему брату. (Рисунок Ирины Кулемзиной)

Полимераза дзета и накопление мутаций

posted Nov 30, 2015, 11:02 PM by Yegor Bazykin   [ updated Dec 24, 2015, 11:09 PM ]

Stephen Hawking
Почему различные участки нашего генома мутируют с разной скоростью? На частоту возникновения мутаций в данном сегменте ДНК влияет множество факторов. Важнейший из них – это то, поздно или рано удваивается этот участок при удвоении ДНК, предшествующем делению клетки: участки генома, удваивающиеся поздно, в среднем накапливают больше мутаций за каждое поколение. Однако причина этого оставалась неизвестной. В работе, опубликованной в декабрьском номере Molecular Biology and Evolution, мы выявили одну из причин этой зависимости. Оказалось, что участки ДНК, удваивающиеся поздно, часто удваиваются под действием необычного фермента – полимеразы дзета, которая оставляет за собой больше мутаций, чем обычные полимеразы. Мы также показали, что, вероятно, полимераза дзета вызывает мутации, приводящие к тяжелым наследственным заболеваниям: синдрому Костелло и боковому амиотрафическому склерозу (на снимке – Стивен Хокинг, известный физик, страдающий  боковым амиотрофическим склерозом).

Научные бои

posted Aug 21, 2015, 7:35 AM by Yegor Bazykin   [ updated Aug 21, 2015, 7:39 AM ]

Надежда Тереханова рассказала о своей работе по изучению адаптации трехиглой колюшки в формате "Научных боев".


Скоординированная эволюция вируса гриппа

posted Aug 7, 2015, 2:05 AM by Yegor Bazykin   [ updated Dec 24, 2015, 11:10 PM ]

Эволюция устойчивости к нейраминидазе у гриппа А
На один признак могут влиять несколько генов. Но является ли вклад каждого гена в значение признака независимым от других генов, или же при определении фенотипа гены взаимодействуют друг с другом? Распространенность и характер таких взаимодействий, которые называются эпистатическими, до сих пор не ясны. Иногда замены в одном гене вызывают замены в другом; такие взаимодействия между мутациями можно выявлять, изучая нуклеотидные последовательности, упорядоченные по времени. Однако эта задача осложняется, если из-за рекомбинаций или реассортаций могут образовываться новые сочетания генов. В статье, опубликованной сегодня в PLOS Genetics, мы разработали метод для выявления пар мутаций, быстро следующих друг за другом, в присутствии рекомбинации. Мы применили этот метод к эволюции двух поверхностных белков вируса гриппа А: гемагглютинина и нейраминидазы, являющихся важными мишенями иммунной системы и лекарственных препаратов; и показали, что для того, чтобы распространилась мутация в одном из этих генов, часто необходимы предшествующие мутациями в другом. В частности, оказалось, что мутации в нейраминидазе, обеспечившие устойчивость к лекарственным средствам, стали возможными благодаря предшествующим мутациям в гемагглютинине. Знание таких взаимодействий необходимо для того, чтобы полностью понимать и, возможно, предсказывать эволюцию.

Отцы и дети: возраст предков и выживаемость потомков

posted Jul 2, 2015, 4:29 PM by Yegor Bazykin   [ updated Jul 29, 2015, 7:19 AM ]

При делении клетки приобретают новые мутации. Клетки зародышевой линии мужчин непрерывно делятся в течение всей жизни; поэтому чем старше отец, тем больше мутаций он передает своим детям. Некоторые из этих мутаций вредны для здоровья; поэтому возможно, что те дети, чьи отцы были старше в момент зачатия ребенка, а также их потомки, обладают более низкой приспособленностью. Совместно с коллегами из Университета Шеффилд (Великобритания) мы попытались исследовать значимость этого эффекта на уровне целых популяций. Использовав записи приходских книг 1688-1899 годов из финских деревень, мы проанализировали родословные многих поколений финских семей и выяснили,  что финны, у которых отцы, деды и прадеды производили потомков до 30 лет, примерно на 13% чаще доживали до совершеннолетия, нежели потомки тех мужчин в трех поколениях, которые становились отцами после 40. Начиная с 20 лет, каждый год жизни родителя, прожитый им до зачатия ребенка, повышал риск смертности наследников на 1%. Возможно, этот эффект имеет генетическую природу. Однако у людей, живших сотни лет назад, сложно разделить генетические и социальные предпосылки описанных феноменов. Для окончательного ответа необходимы генетические исследования современных людей. Работа, описывающая полученные результаты, опубликована в журнале PLOS One.

Пресса о работе: Эхо Москвы газета.ru lenta.ru Поиск Российская газета Рамблер STRF Theory and practice РосНаука Чердак и др.

Записи лекций по эволюционной биологии

posted May 15, 2015, 5:06 AM by Maria Logacheva   [ updated May 15, 2015, 5:07 AM ]

Презентации и видеозаписи лекций по курсу "Эволюционная биология" (ФББ, весенний семестр 2015 г.) теперь доступны онлайн:  http://makarich.fbb.msu.ru/lectures/evolbiol2015/

Научные бои

posted Nov 10, 2014, 8:13 AM by Yegor Bazykin   [ updated Nov 18, 2014, 2:35 AM ]

22 октября Владимир Сеплярский принял участие в "Научных боях" Политехнического музея и рассказал о своей работе с полимеразой зета "для чайников".


Рекомбинация у гриба

posted Nov 5, 2014, 3:10 PM by Yegor Bazykin   [ updated Nov 5, 2014, 3:22 PM ]

Рекомбинация – ключевой процесс в эволюции организмов, и основной способ её изучения – это сравнение родительских геномов с геномами их потомков. Точки рекомбинации можно картировать тем точнее, чем сильнее генетически различаются друг от друга родительские генотипы. В статье, вышедшей в ноябрьском номере Molecular Biology and Evolution, мы изучили рекомбинацию у гриба щелелистника (Schizophyllum commune), обладающего рекордным уровнем генетической изменчивости: два гриба отличаются в среднем одним нуклеотидом из семи, что является самым высоким уровнем внутривидового разнообразия из известных у эукариот. Секвенирование геномов родительской пары и 17 их потомков позволило изучить уникальные свойства рекомбинации. В частности, мы показали, что рекомбинация, как правило, происходит в участках с более низкой изменчивостью, чем средняя по геному – скорее всего, из-за трудности рекомбинации между генетически несходными последовательностями.

Быстрая эволюция колюшки

posted Oct 14, 2014, 4:40 AM by Yegor Bazykin   [ updated Oct 14, 2014, 4:42 AM ]

white sea stickleback
Трёхиглая колюшка – отличная модель для изучения видообразования и других эволюционных процессов. Данная рыбка существует в виде двух форм: морской и пресноводной, каждая из которых приспособлена к конкретной среде обитания. Однако замечено, что морские особи, попадающие в озёра, способны быстро – всего за несколько поколений – приспосабливаться к новым условиям среды. По одной из гипотез, высокая скорость такой адаптации обеспечивается за счёт того, что морские аллели присутствуют на низкой частоте в морской популяции; когда их носители попадают в пресноводный водоём, их частота начинает стремительно расти под действием отбора.

Совместно с коллегами из ВНИРО и ИБР РАН мы осуществили генетический анализ молодых природных и искусственных популяций колюшки из Белого моря и пресноводных озёр вокруг него (из окрестностей беломорской биостанции МГУ). Эти озёра представляют собой уникальную систему из популяций различных возрастов – от десятков до сотен лет, что позволяет изучать генетику адаптации в динамике. Кроме того, мы исследовали два пресноводных карьера, которые были заселены колюшкой в 1978 г. Таким образом, в 2011 г. (год сбора образцов) в нашем распоряжении оказались результаты уникального эволюционного эксперимента длиной в 33 года. Использовав метод полногеномного секвенирования нового поколения, мы нашли участки генома, ответственные за адаптацию к пресной воде в бассейне Белого моря, а также измерили действовавший при этом отбор. В нашей статье, которая вышла 9 октября в PLoS Genetics, мы показали, что отбор, действующий на пресноводные варианты аллелей, является довольно сильным. Полученные результаты подтверждают гипотезу, что пресноводные популяции в ходе адаптации используют аллели из стандартной генетической вариации, а не новые мутации.

Пресса о работе: gazeta.ru.
Фото: Александр Семёнов

1-10 of 15