В работе исследовано in vitro взаимодействие рекомбинантных белков-паралогов семейства НР1 (HP1a, HP1b и HP1c) с 5'-нетранслируемыми регуляторными областями ре- тротранспозонов группы gypsy у Drosophila melanogaster: gypsy, Springer, Tirant, ZAM, Rover и 17.6. С использованием конкурентной ДНК подобраны условия, позволяющие добиться специфичного связывания с матрицей. Показано, что белки семейства HP1 эффективно связываются с 5'-нетранслируемой областью ретротранспозонов, имеющих в ее составе тандемные повторы. Обнаружено, что повторы абсолютно необходимы для связывания белка HP1a с 5'-нетранслируемой областью мобильных генетических элементов Tirant и ZAM. Отсутствие повторов в случае элемента ZAM или их число менее двух – в случае Tirant делает невозможным такое взаимодействие. Таким образом, наличие тандемных повторов в 5'-нетранслируемой области ретротранспозонов группы gypsy является важным инструментом регуляции их транспозиции гетерохроматиновыми белками.

В последнее время появилось большое количество публикаций, описывающих успешное использование различных биологически активных соединений в качестве геропротекторов. Среди таких препаратов – короткие пептиды, митохондриальные антиоксиданты, антидиабетические бигуаниды, миметики ограничения питания, модуляторы аутофагии и др. Однако, на наш взгляд, в большинстве случаев положительные результаты таких исследований определяются “удачным” выбором контрольных объектов. В качестве таковых часто используются животные с какими-либо аномалиями, так что любое благоприятное воздействие на соответствующие патологические процессы ведет к увеличению продолжительности жизни (впрочем, контрольные животные могут быть нормальными, т.е. дикого типа, но помещенными в некоторые экстремальные условия, бороться с которыми как раз и могут помогать определенные биологически активные соединения). Таким образом, налицо лечение патологий, а не воздействие на фундаментальные процессы старения. Существует точка зрения, согласно которой известные всему миру результаты опытов Клайва Маккея, значительно продлившего жизнь крысам с помощью ограничения калорийности питания, определяются, во-первых, тем, что контрольные животные питались ad libitum, т.е. потребляли столько пищи, сколько хотели съесть (что совершенно не свойственно животным в дикой природе), а во-вторых, тем, что использованные в экспериментах крысы Фишер-344 являются короткоживущими. Вышеупомянутые соображения, по-видимому, касаются и геронтологических экспериментов на клеточных культурах. В частности, мы иногда слышим от коллег замечания в адрес используемой в нашей лаборатории модели “стационарного старения” клеточных культур в связи с тем, что большинство экспериментов проводятся на трансформированных, а не на нормальных клетках. Однако такой подход представляется нам вполне оправданным, так как феномен “стационарного”/хронологического старения свойствен самым разным клеткам, среди которых бактерии, дрожжи, цианобактерии, микоплазмы, клетки животных и растений. При этом клетки с неограниченным митотическим потенциалом не изменяются ни от эксперимента к эксперименту, ни в процессе длительного культивирования как с пересевами, так и без пересевов (в рамках модели “стационарного старения”), чего не скажешь о нормальных диплоидных фибробластах, теломеры которых укорачиваются при каждом делении. А от момента посева клеток до входа их в стационарную фазу роста клетки могут поделиться до 10 раз! Мы полагаем, что для поиска эффективных геропротекторов, обеспечивающих воздействие на фундаментальные механизмы старения, необходимо проводить исследования на “максимально здоровых” животных либо на “максимально стабильных” модельных системах.

Исследовали биотические взаимодействия в смешанной культуре двух видов микроводорослей – Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. и Monoraphidium arcuatum (Korsch.) Hind., используемых в монокультуральном биотестировании в качестве тест-объектов. Оценивали токсическое влияние бесклеточных фильтратов, полученных из монокультуры S. quadricauda разного “возраста” (2, 7, 10, 15, 21 и 28 сут), на развитие “молодой” тест- культуры M. arcuatum и, наоборот, оценивали токсичность фильтратов, полученных из монокультуры M. arcuatum разного “возраста” (2, 7, 10, 15, 21 и 28 сут), на развитие “молодой” тест-культуры S. quadricauda. Одновременно с помощью тест-культуры каждого вида контролировали токсичность “своих” фильтратов разного “возраста”. Взаимодействия видов в смешанной культуре можно рассматривать как отрицательные, типа антагонистических, когда обе популяции тормозят развитие друг друга через метаболиты и конкуренцию за пищевой ресурс, при этом влияние S. quadricauda на M. arcuatum значительно сильнее. Основным фактором, сдерживающим развитие монокультуры S. quadricauda, является быстрое исчерпание пищевого ресурса среды, а не угнетение роста собственными метаболитами. Такое исчерпание пищевого ресурса из среды у монокультуры M. arcuatum происходит значительно позднее, чем у S. quadricauda. Метаболиты S. quadricauda оказывают сильное угнетающее действие на развитие M. arcuatum, а метаболиты M. arcuatum – слабое влияние на развитие S. quadricauda. Наибольшее ингибирующее действие на процесс деления клеток M. arcuatum оказывают фильтраты “старой” (21–28 сут) культуры S. quadricauda. Сравнительный анализ динамики численности двух видов S. quadricauda и M. arcuatum в моно- и двухвидовых культурах водорослей, а также эксперименты с фильтратами этих монокультур показали, что взаимодействие видов можно объяснить конкуренцией за пищевой ресурс и аллелопатическим взаимодействием (влиянием экзометаболитов).

Разработан экспресс-метод первичного анализа трансформированных растений по интенсивности флуоресценции зеленого флуоресцентного белка (green fluorescent protein, GFP). По сравнению с распространенными методами скрининга трансгенных растений методами полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР) в реальном времени или Нозерн-гибридизации, оценка по интенсивности флуоресценции GFP предлагаемым методом не требует дорогостоящих реактивов и занимает меньше времени. Такой подход может позволить вести скрининг первичных трансгенных регенерантов, сохраняя их для дальнейшей работы. Для доказательства корректности разработанного метода соотносили экспрессию модифицированного гена GFP (hGFP) в листьях трансформированных растений картофеля сорта “Скороплодный”, определенную по накоплению мРНК, с интенсивностью флуоресценции белка GFP в микропрепаратах листьев. Высокая степень корреляции данных, полученных этими двумя методами, свидетельствует о наличии зависимости интенсивности флуоресценции от количества целевой мРНК.

Представлены результаты изучения диатомовых водорослей из торфяного отложения голоцена с острова Шемья (Алеутские острова, США). В работе были исследованы торфяные отложения мощностью 385 см (формирование отложения началось более 9500 лет назад). Было обнаружено 67 таксонов диатомовых водорослей, принадлежащих к 31 роду, 17 семействам, 8 порядкам и 3 классам. По результатам таксономического и эколого-географического анализа большинство таксонов принадлежит к порядку Naviculales и семейству Pinnulariaceae, причем относится к бентосным космополитным организмам. Выявлены формы с разной степенью сохранности панцирей, лучше всего в отложении сохраняются представители центрических диатомовых. Особый интерес представляет факт растворения панцирей диатомовых водорослей в водоеме с предположительно пониженным значением pH. Изучены закономерности изменения относительного обилия видов с глубиной отложения, выделено несколько зон с характерными для них комплексами диатомей. Анализ распределения видов диатомовых водорослей в колонке показал, что, вероятно, на месте отложения в прошлом существовал неглубокий олиготрофный водоем с относительно низким значением рН. Уровень воды в водоеме колебался в разные периоды времени, однако трофность водоема не изменялась на всем протяжении его существования.

Хроматосома, состоящая из нуклеосомного ядра, линкерных участков ДНК и линкерного гистона (ЛГ), является важным структурным элементом хроматина. Существует два экспериментально подтвержденных типа связывания ЛГ с нуклеосомой и линкерной ДНК, которые различаются своей геометрией – связывание “на диаде” и “вне диады”. Показано, что на тип связывания гистона и конформацию хроматосомы влияет аминокислотная последовательность ЛГ. Однако при связывании ЛГ изменяется в том числе и геометрия линкерной ДНК. Взаимовлияние этих факторов и молекулярные основы, определяющие тип связывания ЛГ и нуклеосомы, остаются неясными. В данной статье мы применили методы молекулярного моделирования, включая моделирование по гомологии, анализ атом-атомных взаимодействий и расчет энергии деформации ДНК, для изучения совместного влияния аминокислотной последовательности ЛГ и нуклеотидной последовательности ДНК на конфигурацию хроматосомы. Были проанализированы известные кристаллические и ЯМР-структуры хроматосомы на предмет атом-атомных взаимодействий ЛГ и ДНК, а также энергии деформации ДНК в этих структурах для различных последовательностей ДНК. Для различных вариантов ЛГ H1 анализ проводился с использованием методов моделирования по гомологии. Были обнаружены зависящие от последовательности различия в энергии изгиба линкерной ДНК для двух различных конформаций хроматосомы, а также предложены нуклеотидные последовательности, предпочтительные для этих структур. В результате анализа было показано, что нуклеотидная последовательность ДНК наряду с аминокислотной последовательностью ЛГ оказывает влияние на тип связывания с нуклеосомой. Сформулированы гипотезы для экспериментальной проверки, согласно которым тип связывания ЛГ может меняться при изменении нуклеотидной последовательности ДНК.

Nhp6A – это небольшой негистоновый хромосомный белок дрожжей, неспецифично связывающий ДНК. Этот белок присутствует во многих промоторных и транскрибируемых областях генома и участвует в регуляции транскрипции. Недавно была показана роль Nhp6A в процессе дестабилизации структуры нуклеосом, что может объяснить его расположение в регуляторных участках. Тем не менее, его функция в кодирующих областях остается неизвестной. В настоящей работе с целью поиска механизма действия Nhp6A нами были изучены гены, связанные с белком по всей длине, включая область открытой рамки считывания. Мы показали, что Nhp6A преимущественно связывается с кодирующими областями коротких GC-богатых генов дрожжей. Наблюдаемое взаимодействие не обусловлено непосредственно высоким содержанием GC-пар в данных локусах ДНК, что позволяет предположить существование специфического для данной группы регуляторного механизма с участием Nhp6A. Так как достаточно много изученных генов сохраняют ряд характерных для предкового бактериального генома черт, мы полагаем, что данная группа скорее относится к “древним”. Таким образом, возможно, обнаруженная особенность распределения Nhp6A связана с сохранением механизмов регуляции транскрипции генов, возникших рано в ходе эволюции.

Целью данного исследования была оценка влияния различных отличительных черт стимулов в интерфейсе мозг-компьютер на основе компонента П300 на показатели работы интерфейса и характеристики вызванных потенциалов. Было продемонстрировано, что использование наборов стимулов с большим количеством отличительных признаков позволяет добиться более высокой точности выбора команд. Этот показатель был значимо выше для наборов стимулов, в которых имелись различия по цвету, форме и значению символа. Наилучшие результаты были получены для набора, содержащего наибольшее количество различий между стимулами, а именно, набора из 9 разнообразно окрашенных букв. Этот результат во многом объясняется повышенной амплитудой пика П300 для наборов стимулов, содержащих более разнообразные стимулы. Закономерности, выявленные в ходе работы, могут использоваться для улучшения пользовательского опыта при работе с интерфейсами мозг-компьютер. Движение точки предъявления стимулов по экрану и характер такого движения (линейный или псевдослучайный) не оказывали влияния на показатели работы интерфейса. Этот результат является многообещающим для создания интерфейсов мозг-компьютер с совмещенными в одной позиции стимулами, находящимися на подвижных объектах, таких как мобильные роботы или среды дополненной реальности.