В последние годы в список модельных организмов внесен свободноживущий плоский червь Macrostomum lignano, нашедший широкое применение в ряде областей научных изысканий. Его ключевая особенность, высокий потенциал к регенерации, предоставляет ему устойчивость к токсичным соединениям и онкогенам, высокую адаптивность к резким изменениям факторов окружающей среды, а также длительный срок жизни, граничащий с условным бессмертием. С другой стороны, особенности хромосомного состава генома M. lignano, выраженные в ряде геномных нестабильностей, вкупе с регенерацией, не переходящей в опухолевый генез, открывает широкие возможности для фундаментальных исследований противораковых терапий. Обзор посвящен разбору направлений биологических наук, где применяется или мог бы применяться M. lignano.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
В истории становления современной биологии не счесть случаев, когда отдельно взятое открытие не было бы таковым без воспроизведения на объекте, отличном от человека. Все современные стандарты фармакологии предписывают тестировать препараты на лабораторных животных, а изыскания, определяющие мишени для таких препаратов, и вовсе проводятся на различных модельных объектах. В ходе многочисленных исследований организмов-долгожителей, организмов, резистентных к различным формам онкологий, а также организмов с высокой способностью к восстановлению тканей, стало ясно, что между регенерацией и онкогенезом проходит тонкая грань равновесия, различающаяся от вида к виду. А старение в этом уравнении является точкой выхода из этого противостояния. И все же возможность сдвигать подобное равновесие в целях регенеративной медицины, продления жизни и лечения онкологий остается крайне привлекательным направлением в науке.
Список литературы
1. Родионов А.В. Полиплоидия и межвидовая гибридизация в эволюции цветковых растений. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013;17(4/2):916-929.
Rodionov A.V. Polyploidy and interspecific hybridization in the evolution of flowering plants. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2013;17(4/2):916-929 (in Russian). EDN: RVGWLR
2. Устьянцев К.В., Вавилова В.Ю., Блинов А.Г., Березиков Е.В. Macrostomum lignano как модельный объект для исследования генетики и геномики паразитических плоских червей. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2021;25(1):108-116. DOI: 10.18699/VJ21.013 EDN: JFQURM
Ustyantsev K.V., Vavilova V.Y., Blinov A.G., Berezikov E.V. Macrostomum lignano as a model to study the genetics and genomics of parasitic flatworms. Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2021;25(1):108-116. 10.18699/VJ21.013 (in Russisan). DOI: 10.18699/VJ21.013(inRussisan) EDN: JFQURM
3. Abraham R.T., Weiss A. Jurkat T cells and development of the T-cell receptor signalling paradigm. Nat. Rev. Immunol. 2004;4(4):301-308. DOI: 10.1038/nri1330
4. Acosta J.C., O’Loghlen A., Banito A., Guijarro M.V., Augert A., Raguz S., Fumagalli M., Da Costa M., Brown C., Popov N., Takatsu Y., Melamed J., d’Adda di Fagagna F., Bernard D., Hernando E., Gil J. Chemokine signaling via the CXCR2 receptor reinforces senescence. Cell. 2008;133(6):1006-1018. DOI: 10.1016/j.cell.2008.03.038
5. Adey A., Burton J.N., Kitzman J.O., Hiatt J.B., Lewis A.P., Martin B.K., Qiu R., Lee C., Shendure J. The haplotype-resolved genome and epigenome of the aneuploid HeLa cancer cell line. Nature. 2013;500(7461):207-211. DOI: 10.1038/nature12064 EDN: RHGFKJ
6. Alvarado A.S., Yamanaka S. Rethinking differentiation: stem cells, regeneration, and Plasticity. Cell. 2014;157(1):110-119. DOI: 10.1016/j.cell.2014.02.041 EDN: SQODPX
7. Bertemes P., Grosbusch A.L., Egger B. No head regeneration here: regeneration capacity and stem cell dynamics of Theama mediterranea (Polycladida, Platyhelminthes). Cell Tissue Res. 2020;379(2):301-321. DOI: 10.1007/s00441-019-03094-8 EDN: WEAENI
8. Bessereau J.-L. Transposons in C. elegans. In: The C. elegans research community. WormBook, 2006;1-13. DOI: 10.1895/wormbook.1.70.1
9. Biryukov M., Berezikov E., Ustyantsev K. Classification of LTR retrotransposonsin the flatworm Macrostomum lignano. Pisma v Vavilovskii Zhurnal Genetiki i Selektsii = Letters to Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;6(2):54-59. DOI: 10.18699/Letters2020-6-12 EDN: QAEBNI
10. Biryukov M., Dmitrieva A., Vavilova V., Ustyantsev K., Bazarova E., Sukhikh I., Berezikov E., Blinov A. Mlig-SKP1 gene is required for spermatogenesis in the flatworm Macrostomum lignano.Int. J. Mol. Sci. 2022;23(23):15110. DOI: 10.3390/ijms232315110 EDN: EYNYLG
11. Bloem B.R., Okun M.S., Klein C. Parkinson’s disease. Lancet. 2021;397(10291):2284-2303. DOI: 10.1016/S0140-6736(21)00218-X EDN: QGPZLF
12. Bondy C.A., Cheng C. Monosomy for the X chromosome. Chromosome Res. 2009;17(5):649-658. DOI: 10.1007/s10577-009-9052-z EDN: AODHYF
13. Brand J.N. Support for a radiation of free-living flatworms in the African Great Lakes region and the description of five new Macrostomum species. Front. Zool. 2023;20(1):31. DOI: 10.1186/s12983-023-00509-9 EDN: MPVKQO
14. Brand J.N., Wiberg R.A.W., Pjeta R., Bertemes P., Beisel C., Ladurner P., Schärer L. RNA-Seq of three free-living flatworm species suggests rapid evolution of reproduction-related genes. BMC Genomics. 2020;21(1):462. DOI: 10.1186/s12864-020-06862-x EDN: MPMTFU
15. Brand J.N., Viktorin G., Wiberg R.A.W., Beisel C., Schärer L. Large-scale phylogenomics of the genus Macrostomum (Platyhelminthes) reveals cryptic diversity and novel sexual traits. Mol. Phylogenet. Evol. 2022;166:107296. DOI: 10.1016/j.ympev.2021.107296 EDN: SPKCTH
16. Brøndsted H.V. Planarian regeneration. Biol. Rev. 1955;30(1):65-126. DOI: 10.1111/j.1469-185X.1955.tb00649.x
17. Buffenstein R. The naked mole-rat: A new long-living model for human aging research. J. Gerontol. Ser. A. 2005;60(11):1369-1377. DOI: 10.1093/gerona/60.11.1369
18. Cahill S., Smyth P., Denning K., Flavin R., Li J., Potratz A., Guenther S.M., Henfrey R., O’Leary J.J., Sheils O. Effect of BRAFV600E mutation on transcription and post-transcriptional regulation in a papillary thyroid carcinoma model. Mol. Cancer. 2007;6:21. DOI: 10.1186/14764598-6-21 EDN: RDVLBQ
19. Choi S.M., Kim Y., Shim J.S., Park J.T., Wang R.-H., Leach S.D., Liu J.O., Deng C., Ye Z., Jang Y.-Y. Efficient drug screening and gene correction for treating liver disease using patient-specific stem cells. Hepatol. Baltim. Md. 2013;57(6):2458-2468. DOI: 10.1002/hep.26237
20. Cui Y., Xu J., Cheng M., Liao X., Peng S. Review of CRISPR/Cas9 sgRNA design tools.Interdiscip. Sci.Comput. Life Sci. 2018;10(2):455-465. DOI: 10.1007/s12539-018-0298-z EDN: FQJATL
21. d’Adda di Fagagna F. Living on a break: cellular senescence as a DNAdamage response. Nat. Rev. Cancer. 2008;8(7):512-522. DOI: 10.1038/nrc2440
22. De Mulder K., Pfister D., Kuales G., Egger B., Salvenmoser W., Willems M., Steger J., Fauster K., Micura R., Borgonie G., Ladurner P. Stem cells are differentially regulated during development, regeneration and homeostasis in flatworms. Dev. Biol. 2009;334(1):198-212. DOI: 10.1016/j.ydbio.2009.07.019 EDN: MZZMFF
23. Deng Q., Liao R., Wu B.-L., Sun P. High intensity ras signaling induces premature senescence by activating p38 pathway in primary human fibroblasts. J. Biol. Chem. 2004;279(2):1050-1059. DOI: 10.1074/jbc.M308644200
24. Egger B., Ladurner P., Nimeth K., Gschwentner R., Rieger R. The regeneration capacity of the flatworm Macrostomum lignano - on repeated regeneration, rejuvenation, and the minimal size needed for regeneration. Dev. Genes Evol. 2006;216(10):565-577. DOI: 10.1007/s00427-006-0069-4 EDN: XUKTZA
25. Fabian D.K., Fuentealba M., Dönertaş H.M., Partridge L., Thornton J.M. Functional conservation in genes and pathways linking ageing and immunity. Immun. Ageing. 2021;18(1):23. DOI: 10.1186/s12979-021-00232-1 EDN: AEWWHQ
26. Fändrich M., Schmidt M., Grigorieff N. Recent progress in understanding Alzheimer’s β-amyloid structures. Trends Biochem. Sci. 2011;36(6):338-345. DOI: 10.1016/j.tibs.2011.02.002
27. Grosbusch A.L., Bertemes P., Kauffmann B., Gotsis C., Egger B. Do not lose your head over the unequal regeneration capacity in prolecithophoran flatworms. Biology. 2022;11(11):1588. DOI: 10.3390/biology11111588 EDN: CNDLHQ
28. Grudniewska M., Mouton S., Simanov D., Beltman F., Grelling M., de Mulder K., Arindrarto W., Weissert P.M., van der Elst S., Berezikov E. Transcriptional signatures of somatic neoblasts and germline cells in Macrostomum lignano. eLife. 2016;5:e20607. DOI: 10.7554/eLife.20607 EDN: YXCLTP
29. Grudniewska M., Mouton S., Grelling M., Wolters A.H.G., Kuipers J., Giepmans B.N.G., Berezikov E. A novel flatworm-specific gene implicated in reproduction in Macrostomum lignano. Sci. Rep. 2018;8(1):3192. DOI: 10.1038/s41598-018-21107-4 EDN: VDQJNU
30. Guan Y., Leu N.A., Ma J., Chmátal L., Ruthel G., Bloom J.C., Lampson M.A., Schimenti J.C., Luo M., Wang P.J. SKP1 drives the prophase I to metaphase I transition during male meiosis. Sci. Adv. 2020;6(13):eaaz2129. DOI: 10.1126/sciadv.aaz2129
31. Guan Y., Lin H., Leu N.A., Ruthel G., Fuchs S.Y., Busino L., Luo M., Wang P.J. SCF ubiquitin E3 ligase regulates DNA double-strand breaks in early meiotic recombination. Nucleic Acids Res. 2022;50(9):5129-5144. DOI: 10.1093/nar/gkac304 EDN: FXRICS
32. Guidetti R., Rizzo A.M., Altiero T., Rebecchi L. What can we learn from the toughest animals of the Earth? Water bears (tardigrades) as multicellular model organisms in order to perform scientific preparations for lunar exploration. Planet. Space Sci. 2012;74(1):97-102. DOI: 10.1016/j.pss.2012.05.021
33. Hannum G., Guinney J., Zhao L., Zhang L., Hughes G., Sadda S., Klotzle B., Bibikova M., Fan J.-B., Gao Y., Deconde R., Chen M., Rajapakse I., Friend S., Ideker T., Zhang K. Genome-wide methylation profiles reveal quantitative views of human aging rates. Mol. Cell. 2013;49(2):359-367. DOI: 10.1016/j.molcel.2012.10.016
34. Hayflick L., Moorhead P.S. The serial cultivation of human diploid cell strains. Exp. Cell Res. 1961;25(3):585-621. DOI: 10.1016/0014-4827(61)90192-6
35. Horvath S. DNA methylation age of human tissues and cell types. Genome Biol. 2013;14(10):3156. DOI: 10.1186/gb-2013-14-10-r115 EDN: SPCGMB
36. Johnson S.C., Rabinovitch P.S., Kaeberlein M. mTOR is a key modulator of ageing and age-related disease. Nature. 2013;493(7432):338-345. DOI: 10.1038/nature11861 EDN: RIHMQJ
37. Jorm A.F., Christensen H., Henderson A.S., Jacomb P.A., Korten A.E., Mackinnon A. Factors associated with successful ageing. Australas. J. Ageing. 1998;17(1):31-37. DOI: 10.1111/j.1741-6612.1998.tb00222.x
38. Kanehisa M., Sato Y., Kawashima M., Furumichi M., Tanabe M. KEGG as a reference resource for gene and protein annotation. Nucleic Acids Res. 2016;44(D1):D457-D462. DOI: 10.1093/nar/gkv1070
39. Katiki L.M., Ferreira J.F.S., Zajac A.M., Masler C., Lindsay D.S., Chagas A.C.S., Amarante A.F.T. Caenorhabditis elegans as a model to screen plant extracts and compounds as natural anthelmintics for veterinary use. Vet. Parasitol. 2011;182(2-4):264-268. DOI: 10.1016/j.vetpar.2011.05.020
40. Kennedy A.L., Morton J.P., Manoharan I., Nelson D.M., Jamieson N.B., Pawlikowski J.S., McBryan T., Doyle B., McKay C., Oien K.A., Enders G.H., Zhang R., Sansom O.J., Adams P.D. Activation of the PIK3CA/AKT pathway suppresses senescence induced by an activated RAS oncogene to promote tumorigenesis. Mol. Cell. 2011;42(1):36-49. DOI: 10.1016/j.molcel.2011.02.020 EDN: OMCUTH
41. Kolarova M., García-Sierra F., Bartos A., Ricny J., Ripova D. Structure and pathology of tau protein in Alzheimer disease.Int. J. Alzheimers Dis. 2012;2012:731526. DOI: 10.1155/2012/731526
42. Kuilman T., Michaloglou C., Vredeveld L.C.W., Douma S., van Doorn R., Desmet C.J., Aarden L.A., Mooi W.J., Peeper D.S. Oncogene-induced senescence relayed by an interleukin-dependent inflammatory network. Cell. 2008;133(6):1019-1031. DOI: 10.1016/j.cell.2008.03.039
43. Kulyashov M., Peltek S.E., Akberdin I.R. A genome-scale metabolic model of 2,3-butanediol production by thermophilic bacteria Geobacillus icigianus. Microorganisms. 2020;8(7):1002. DOI: 10.3390/microorganisms8071002 EDN: MQMUBM
44. Kung J.W.C., Currie I.S., Forbes S.J., Ross J.A. Liver development, regeneration, and carcinogenesis. BioMed Res.Int. 2010;2010(1):984248. DOI: 10.1155/2010/984248
45. Ladurner P., Schärer L., Salvenmoser W., Rieger R.M. A new model organism among the lower Bilateria and the use of digital microscopy in taxonomy of meiobenthic Platyhelminthes: Macrostomum lignano, n. sp. (Rhabditophora, Macrostomorpha). J. Zool. Syst. Evol. Res. 2005;43(2):114-126. DOI: 10.1111/j.1439-0469.2005.00299.x
46. Leggett V., Jacobs P., Nation K., Scerif G., Bishop D.V.M. Neurocognitive outcomes of individuals with a sex chromosome trisomy: XXX, XYY, or XXY: a systematic review. Dev. Med. Child Neurol. 2010;52(2):119-129. DOI: 10.1111/j.1469-8749.2009.03545.x
47. Lengerer B., Pjeta R., Wunderer J., Rodrigues M., Arbore R., Schärer L., Berezikov E., Hess M.W., Pfaller K., Egger B., Obwegeser S., Salvenmoser W., Ladurner P. Biological adhesion of the flatworm Macrostomum lignano relies on a duo-gland system and is mediated by a cell typespecific intermediate filament protein. Front. Zool. 2014;11(1):12. DOI: 10.1186/1742-9994-11-12 EDN: SPBKOB
48. Llames S., García-Pérez E., Meana Á., Larcher F., del Río M. Feeder layer cell actions and applications. Tissue Eng. Part B Rev. 2015;21(4):345-353. DOI: 10.1089/ten.teb.2014.0547
49. Martín-Durán J.M., Egger B. Developmental diversity in free-living flatworms. EvoDevo. 2012;3(1):7. DOI: 10.1186/2041-9139-3-7 EDN: JIDZHP
50. McCusker C., Gardiner D.M. The axolotl model for regeneration and aging research: A mini-review. Gerontology. 2011;57(6):565-571. DOI: 10.1159/000323761 EDN: OAQUUJ
51. McKee K.J., Schüz B. Psychosocial factors in healthy ageing. Psychol. Health. 2015;30(6):607-626. DOI: 10.1080/08870446.2015.1026905
52. Mishima S., Takahashi K., Kiso H., Murashima-Suginami A., Tokita Y., Jo J.-I., Uozumi R., Nambu Y., Huang B., Harada H., Komori T., Sugai M., Tabata Y., Bessho K. Local application of Usag-1 siRNA can promote tooth regeneration in Runx2-deficient mice. Sci. Rep. 2021;11(1):13674. DOI: 10.1038/s41598-021-93256-y EDN: WKXHSZ
53. Mouton S., Willems M., Braeckman B.P., Egger B., Ladurner P., Schärer L., Borgonie G. The free-living flatworm Macrostomum lignano: A new model organism for ageing research. Exp. Gerontol. 2009;44(4):243-249. DOI: 10.1016/j.exger.2008.11.007
54. Mouton S., Wudarski J., Grudniewska M., Berezikov E. The regenerative flatworm Macrostomum lignano, a model organism with high experimental potential.Int. J. Dev. Biol. 2018;62(6-7-8):551-558. DOI: 10.1387/ijdb.180077eb EDN: VIRMBK
55. Mouton S., Ustyantsev K., Beltman F., Glazenburg L., Berezikov E. TIM29 is required for enhanced stem cell activity during regeneration in the flatworm Macrostomum lignano. Sci. Rep. 2021;11(1):1166. DOI: 10.1038/s41598-020-80682-7 EDN: BDNNCB
56. Palm W., de Lange T. How shelterin protects mammalian telomeres. Ann. Rev. Genet. 2008;42:301-334. DOI: 10.1146/annurev.genet.41.110306.130350 EDN: MCKJQZ
57. Parey E., Ortega-Martinez O., Delroisse J., Piovani L., Czarkwiani A., Dylus D., Arya S., Dupont S., Thorndyke M., Larsson T., Johannesson K., Buckley K.M., Martinez P., Oliveri P., Marlétaz F. The brittle star genome illuminates the genetic basis of animal appendage regeneration. Nat. Ecol. Evol. 2024;8(8):1505-1521. DOI: 10.1038/s41559-024-02456-y EDN: WUCRPJ
58. Parker J.A., Mattos C. The K-Ras, N-Ras, and H-Ras isoforms: unique conformational preferences and implications for targeting oncogenic mutants. Cold Spring Harb. Perspect. Med. 2018;8(8):a031427. DOI: 10.1101/cshperspect.a031427
59. Petersen M.B., Mikkelsen M. Nondisjunction in trisomy 21: Origin and mechanisms. Cytogenet. Cell Genet. 2001;91(1-4):199-203. DOI: 10.1159/000056844
60. Pfister D., De Mulder K., Philipp I., Kuales G., Hrouda M., Eichberger P., Borgonie G., Hartenstein V., Ladurner P. The exceptional stem cell system of Macrostomum lignano: Screening for gene expression and studying cell proliferation by hydroxyurea treatment and irradiation. Front. Zool. 2007;4(1):9. DOI: 10.1186/1742-9994-4-9 EDN: LNGWHP
61. Pfister D., De Mulder K., Hartenstein V., Kuales G., Borgonie G., Marx F., Morris J., Ladurner P. Flatworm stem cells and the germ line: developmental and evolutionary implications of macvasa expression in Macrostomum lignano. Dev. Biol. 2008;319(1):146-159. DOI: 10.1016/j.ydbio.2008.02.045 EDN: MFVJWF
62. Pinkston J.M., Garigan D., Hansen M., Kenyon C. Mutations that increase the life span of C. elegans inhibit tumor growth. Science. 2006;313(5789):971-975. DOI: 10.1126/science.1121908
63. Qian W., Zhang J. Gene dosage and gene duplicability. Genetics. 2008;179(4):2319-2324. DOI: 10.1534/genetics.108.090936
64. Ramm S.A., Schlatter A., Poirier M., Schärer L. Hypodermic self-insemination as a reproductive assurance strategy. Proc. Biol. Sci. 2015;282(1811):20150660. DOI: 10.1098/rspb.2015.0660
65. Renny-Byfield S., Wendel J.F. Doubling down on genomes: Polyploidy and crop plants. Am. J. Bot. 2014;101(10):1711-1725. DOI: 10.3732/ajb.1400119 EDN: UTZJSN
66. Ribeiro A.R., Umbuzeiro G.D.A. Effects of a textile azo dye on mortality, regeneration, and reproductive performance of the planarian, Girardia tigrina. Environ. Sci. Eur. 2014;26(1):22. DOI: 10.1186/s12302-014-0022-5 EDN: VFRYJD
67. Rink J.C. Stem cell systems and regeneration in planaria. Dev. Genes Evol. 2013;223(1):67-84. DOI: 10.1007/s00427-012-0426-4 EDN: PPVUQQ
68. Rivera-Ingraham G.A., Bickmeyer U., Abele D. The physiological response of the marine platyhelminth Macrostomum lignano to different environmental oxygen concentrations. J. Exp. Biol. 2013;216(14):2741-2751. DOI: 10.1242/jeb.081984 EDN: YDQPSN
69. Rufini A., Tucci P., Celardo I., Melino G. Senescence and aging: the critical roles of p53. Oncogene. 2013;32(43):5129-5143. DOI: 10.1038/onc.2012.640 EDN: SONUCR
70. Schulten H.J., Al-Maghrabi J., Al-Ghamdi K., Salama S., Al-Muhayawi S., Chaudhary A., Hamour O., Abuzenadah A., Gari M., Al-Qahtani M. Mutational screening of RET, HRAS, KRAS, NRAS, BRAF, AKT1, and CTNNB1 in medullary thyroid carcinoma. Anticancer Res. 2011;31(12):4179-4183.
71. Sekii K., Salvenmoser W., De Mulder K., Scharer L., Ladurner P. Melav2, an elav-like gene, is essential for spermatid differentiation in the flatworm Macrostomum lignano. BMC Dev. Biol. 2009;9(1):62. DOI: 10.1186/1471-213X-9-62 EDN: AXHPQZ
72. Shnaider T.A., Pristyazhnyuk I.E. CLARITY and Light-Sheet microscopy sample preparation in application to human cerebral organoids. Vavilov J. Genet. Breed. 2021;25(8):889-895. DOI: 10.18699/VJ21.103 EDN: XMLRXA
73. Simanov D., Mellaart-Straver I., Sormacheva I., Berezikov E. The flatworm Macrostomum lignano is a powerful model organism for ion channel and stem cell research. Stem Cells Int. 2012;2012(1):167265. DOI: 10.1155/2012/167265 EDN: RGMKEP
74. Stevens A.-S., Willems M., Plusquin M., Ploem J.-P., Winckelmans E., Artois T., Smeets K. Stem cell proliferation patterns as an alternative for in vivo prediction and discrimination of carcinogenic compounds. Sci. Rep. 2017;7(1):45616. DOI: 10.1038/srep45616 EDN: JHLFVF
75. Sugimoto K., Gordon S.P., Meyerowitz E.M. Regeneration in plants and animals: dedifferentiation, transdifferentiation, or just differentiation? Trends Cell Biol. 2011;21(4):212-218. DOI: 10.1016/j.tcb.2010.12.004
76. Sukhikh I.S., Biryukov M.Y., Blinov A.G. Transgenesis in worms: candidates for an ideal model. Mol. Biol. (Mosk.). 2022;56(6):983-989. DOI: 10.31857/S0026898422060210 EDN: KKKQOW
77. Takahashi K., Kiso H., Saito K., Togo Y., Tsukamoto H., Huang B., Bessho K. Feasibility of gene therapy for tooth regeneration by stimulation of a third dentition. In: Molina F.M. (Ed.). Gene Therapy. In-Tech, 2013;727-744. DOI: 10.5772/52529
78. Takahashi K., Kiso H., Murashima-Suginami A., Tokita Y., Sugai M., Tabata Y., Bessho K. Development of tooth regenerative medicine strategies by controlling the number of teeth using targeted molecular therapy. Inflamm. Regen. 2020;40(1):21. DOI: 10.1186/s41232-020-00130-x EDN: XPRYDK
79. The Gene Ontology Consortium; Aleksander S.A., Balhoff J., Carbon S., Cherry J.M., Drabkin H.J., Ebert D., Feuermann M., Gaudet P., Harris N.L., Hill D.P., Lee R., Mi H., Moxon S., Mungall C.J., Muruganugan A., Mushayahama T., Sternberg P.W., Thomas P.D., Van Auken K., Ramsey J., Siegele D.A., Chisholm R.L., Fey P., Aspromonte M.C., Nugnes M.V., Quaglia F., Tosatto S., Giglio M., Nadendla S., Antonazzo G., Attrill H., dos Santos G., Marygold S., Strelets V., Tabone C.J., Thurmond J., Zhou P., Ahmed S.H., Asanitthong P., Luna Buitrago D., Erdol M.N., Gage M.C., Ali Kadhum M., Li K.Y.C., Long M., Michalak A., Pesala A., Pritazahra A., Saverimuttu S.C.C., Su R., Thurlow K.E., Lovering R.C., Logie C., Oliferenko S., Blake J., Christie K., Corbani L., Dolan M.E., Drabkin H.J., Hill D.P., Ni L., Sitnikov D., Smith C., Cuzick A., Seager J., Cooper L., Elser J., Jaiswal P., Gupta P., Jaiswal P., Naithani S., Lera-Ramirez M., Rutherford K., Wood V., De Pons J.L., Dwinell M.R., Hayman G.T., Kaldunski M.L., Kwitek A.E., Laulederkind S.J.F., Tutaj M.A., Vedi M., Wang S.-J., D’Eustachio P., Aimo L., Axelsen K., Bridge A., Hyka-Nouspikel N., Morgat A., Aleksander S.A., Cherry J.M., Engel S.R., Karra K.,..., Gos A., Gruaz-Gumowski N., Hulo C., Hyka-Nouspikel N., Jungo F., Le Mercier P., Lieberherr D., Masson P., Morgat A., Pedruzzi I., Pourcel L., Poux S., Rivoire C., Sundaram S., Bateman A., Bowler-Barnett E., Bye-A-Jee H., Denny P., Ignatchenko A., Ishtiaq R., Lock A., Lussi Y., Magrane M., Martin M.J., Orchard S., Raposo P., Speretta E., Tyagi N., Warner K., Zaru R., Diehl A.D., Lee R., Chan J., Diamantakis S., Raciti D., Zarowiecki M., Fisher M., James-Zorn C., Ponferrada V., Zorn A., Ramachandran S., Ruzicka L., Westerfield M. The Gene Ontology knowledge base in 2023. Genetics. 2023;224(1):iyad031. DOI: 10.1093/genetics/iyad031
80. Tomczyk S., Fischer K., Austad S., Galliot B. Hydra, a powerful model for aging studies. Invertebr. Reprod. Dev. 2015;59(Supll. 1):11-16. DOI: 10.1080/07924259.2014.927805
81. Tu Z., Aird K.M., Bitler B.G., Nicodemus J.P., Beeharry N., Xia B., Yen T.J., Zhang R. Oncogenic Ras regulates BRIP1 expression to induce dissociation of BRCA1 from chromatin, inhibit DNA repair, and promote senescence. Dev. Cell. 2011;21(6):1077-1091. DOI: 10.1016/j.devcel.2011.10.010 EDN: PLFAVR
82. Udall J.A., Wendel J.F. Polyploidy and crop improvement. Crop Sci. 2006;46(S1):S3-S14. DOI: 10.2135/cropsci2006.07.0489tpg
83. Ustyantsev K., Wudarski J., Sukhikh I., Reinoite F., Mouton S., Berezikov E. Proof of principle for piggyBac-mediated transgenesis in the flatworm Macrostomum lignano. Genetics. 2021;218(3):iyab076. DOI: 10.1093/genetics/iyab076
84. Van Roten A., Barakat A.Z.A.-Z., Wouters A., Tran T.A., Mouton S., Noben J.-P., Gentile L., Smeets K. A carcinogenic trigger to study the function of tumor suppressor genes in Schmidtea mediterranea. Dis. Model. Mech. 2018;11(9):dmm032573. DOI: 10.1242/dmm.032573
85. Voura E.B., Montalvo M.J., Dela Roca K.T., Fisher J.M., Defamie V., Narala S.R., Khokha R., Mulligan M.E., Evans C.A. Planarians as models of cadmium-induced neoplasia provide measurable benchmarks for mechanistic studies. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2017;142:544-554. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2017.04.044
86. Wasik K., Gurtowski J., Zhou X., Ramos O.M., Delás M.J., Battistoni G., El Demerdash O., Falciatori I., Vizoso D.B., Smith A.D., Ladurner P., Schärer L., McCombie W.R., Hannon G.J., Schatz M. Genome and transcriptome of the regeneration-competent flatworm, Macrostomum lignano. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2015;112(40):12462-12467. DOI: 10.1073/pnas.1516718112 EDN: XYWDJN
87. Willems M., Stevens A.-S., Adriaens E., Plusquin M., Smeets K., Van Goethem F., Vanparys P., Janssen C., Remon J.-P. An adult stem cell proliferation assay in the flatworm model Macrostomum lignano to predict the carcinogenicity of compounds. Appl. Vitro Toxicol. 2015;1(3):213-219. DOI: 10.1089/aivt.2015.0011
88. Williamson D., Gallagher P., Harber M., Hollon C., Trappe S. Mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway activation: effects of age and acute exercise on human skeletal muscle. J. Physiol. 2003;547(3):977-987. DOI: 10.1113/jphysiol.2002.036673
89. Wu J.-P., Li M.-H., Chen J.-S., Lee H.-L. In vivo and in vitro metabolism of tobacco-specific nitrosamine, 4-(methylnitrosamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK), by the freshwater planarian, Dugesia japonica. Chemosphere. 2012;87(11):1341-1347. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2012.02.024
90. Wudarski J., Simanov D., Ustyantsev K., de Mulder K., Grelling M., Grudniewska M., Beltman F., Glazenburg L., Demircan T., Wunderer J., Qi W., Vizoso D.B., Weissert P.M., Olivieri D., Mouton S., Guryev V., Aboobaker A., Schärer L., Ladurner P., Berezikov E. Efficient transgenesis and annotated genome sequence of the regenerative flatworm model Macrostomum lignano. Nat. Commun. 2017;8(1):2120. DOI: 10.1038/s41467-017-02214-8 EDN: XXKFHN
91. Wudarski J., Ustyantsev K., Glazenburg L., Berezikov E. Influence of temperature on development, reproduction and regeneration in the flatworm model organism, Macrostomum lignano. Zool. Lett. 2019;5(1):7. DOI: 10.1186/s40851-019-0122-6 EDN: ABCPPL
92. Wudarski J., Egger B., Ramm S.A., Schärer L., Ladurner P., Zadesenets K.S., Rubtsov N.B., Mouton S., Berezikov E. The free-living flatworm Macrostomum lignano. EvoDevo. 2020;11(1):5. DOI: 10.1186/s13227-020-00150-1 EDN: WAPAOG
93. Zadesenets K.S., Rubtsov N.B. B chromosomes in free-living flatworms of the genus Macrostomum (Platyhelminthes, Macrostomorpha). Int. J. Mol. Sci. 2021;22(24):13617. DOI: 10.3390/ijms222413617 EDN: SWXRXB
94. Zadesenets K.S., Vizoso D.B., Schlatter A., Konopatskaia I.D., Berezikov E., Schärer L., Rubtsov N.B. Evidence for karyotype polymorphism in the free-living flatworm, Macrostomum lignano, a model organism for evolutionary and developmental biology. PLoS One. 2016;11(10):e0164915. DOI: 10.1371/journal.pone.0164915 EDN: XFNWKL
95. Zadesenets K.S., Schärer L., Rubtsov N.B. New insights into the karyotype evolution of the free-living flatworm Macrostomum lignano (Platyhelminthes, Turbellaria). Sci. Rep. 2017;7(1):6066. DOI: 10.1038/s41598-017-06498-0 EDN: XNSUJH
96. Zadesenets K.S., Ershov N.I., Bondar N.P., Rubtsov N.B. Unraveling the un-usual subgenomic organization in the neopolyploid free-living flatworm Macrostomum lignano. Mol. Biol. Evol. 2023;40(12):msad250. DOI: 10.1093/molbev/msad250
97. Zheng N., Schulman B.A., Song L., Miller J.J., Jeffrey P.D., Wang P., Chu C., Koepp D.M., Elledge S.J., Pagano M., Conaway R.C., Conaway J.W., Harper J.W., Pavletich N.P. Structure of the Cul1-Rbx1-Skp1-FboxSkp2SCF ubiquitin ligase complex. Nature. 2002;416(6882):703-709. DOI: 10.1038/416703a
98. Zhou X., Battistoni G., El Demerdash O., Gurtowski J., Wunderer J., Falciatori I., Ladurner P., Schatz M.C., Hannon G.J., Wasik K.A. Dual functions of Macpiwi1 in transposon silencing and stem cell maintenance in the flatworm Macrostomum lignano. RNA. 2015;21(11):1885-1897. DOI: 10.1261/rna.052456.115
99. Zoncu R., Efeyan A., Sabatini D.M. mTOR: from growth signal integration to cancer, diabetes and ageing. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2011;12(1):21-35. DOI: 10.1038/nrm3025 EDN: OAMVPH
Выпуск
Другие статьи выпуска
Для улучшения хозяйственно ценных признаков мягкой пшеницы ( Triticum aestivum L.) весьма перспективно геномное редактирование, а биобаллистический метод - один из наиболее распространенных способов доставки генетических конструкций. Бóльшая часть опубликованных работ по редактированию мягкой пшеницы выполнена с использованием нескольких модельных сортов. Показано, что эффективность трансформации - генотип-специфичный показатель, поэтому подбор условий для успешной трансформации немодельных генотипов является актуальной задачей. В работе проведено сравнение эффективности биобаллистики для трансформации зародышевых щитков мягкой пшеницы линии Велют при варьировании следующих параметров: материал и концентрация микрочастиц (20, 40 мг/мл для золотых микрочастиц и 50 мг/мл для вольфрамовых), давление гелия (650 и 1100 psi). Эффективность биобаллистики оценивали по среднему числу клеток, экспрессирующих репортерный ген белка eGFP, на эксплант. Результаты показали, что при использовании частиц вольфрама как при 650 psi, так и 1100 psi, а также частиц золота при 1100 psi и 40 мг/мл эффективность трансформации снижается из-за усиления повреждения тканей щитков. Наибольшая эффективность бомбардировки отмечена для микрочастиц золота при следующих сочетаниях параметров: концентрация частиц 20 мг/мл и давление 1100 psi либо 40 мг/мл и давление 650 psi.
Обратимое метилирование мРНК - модификация N6-метиладенозина (m6A) - оказывает влияние почти на все стадии ее метаболизма. Динамические и обратимые процессы регулируются «записывающими» m6A-метилтрансферазами, «стирающими» m6A-деметилазами и «считывающими» m6A-связывающими белками. Эти регуляторы распознают, добавляют или удаляют сайты, модифицированные m6A, соответствующим образом изменяя биологические процессы. m6A присутствует во многих мРНК, кодируемых генами, связанными с заболеваниями человека, в том числе онкологическими. Роль модификации m6A мРНК в возникновении опухоли и ее прогрессии связана главным образом с активацией экспрессии онкогенов и подавлением экспрессии генов опухолевой супрессии. В зависимости от уровня метилирования аденозина, экспрессии и активности соответствующих ферментов эта модификация мРНК может приводить как к активации, так и к торможению роста опухоли. Показано участие m6A совместно с другими эпигенетическими модификациями в регуляции возникновения, развития и прогрессии опухоли, в частности в ангиогенезе. Молекулярный механизм действия метилтрансферазы METTL3 является возможной мишенью для диагностики и лечения онкологических заболеваний, что важно для практической медицины. Об этом говорит влияние на рост опухоли ингибиторов METTL3 и ангиогенеза, показавших эффективность при некоторых типах опухолей.
Аденоассоциированные вирусы (AAV) прочно вошли в практику научных исследований в широком спектре областей, от молекулярной биологии до физиологии. Они прошли путь от открытия их как вирусов в 1965 г. до широко используемого молекулярно-биологического инструмента на сегодняшний день. Исследователей привлекает в них надежность, стабильная экспрессия трансгена и низкая иммуногенность. Часто AAV становятся привлекательным средством доставки для генотерапии. Все больше фармацевтических компаний запускают клинические испытания с использованием AAV в качестве доставки гено-терапии. В 2023 г. Food and Drug Administration (FDA - Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств, США) был одобрен препарат Roctavian для лечения гемофилии A на основе AAV. Прогресс в этой области навел нас на мысль о его концептуальном обобщении и написании настоящей работы. В статье приведен анализ последних молекулярно-биологических и биотехнологических решений для аденоассоциированной вирусной доставки, а также ее оптимизации на животных моделях и способах сделать ее более направленной. Рассмотрены особенности серотипов аденоассоциированных вирусов, особое внимание уделено их тропизмам к клеткам организма и генно-инженерным способам их изменения - направленной эволюции капсидов, использованию химерных капсидов, сшитых с рецепторами или одноцепочечными антителами альпак. Существенным недостатком AAV является ограниченность кассеты - лишь 4.7 кб генного материала. В обзоре описаны приемы увеличения переносимого генетического материала и осуществления трансдукции длинных по протяженности до 10 кб последовательностей кДНК; собрана информация по проводимым клиническим испытаниям, в которых задействованы AAV, а также охарактеризованы проблемы реализации доставки генов при применении AAV в терапии.
Описана математическая модель расщепления, основанная на фундаментальных свойствах нормального распределения. Предложены классификация расщеплений и их соотнесение с методикой исследования, ориентированной на преимущественное использование количественных (измеряемых) признаков. Описан алгоритм последовательного разделения би- и мультимодальных выборок на отдельные группы с применением свойства симметрии нормального распределения. Представлен метод балансировки групп, повышающий точность деления исходной выборки и унифицирующий подсчет количества объектов в группах. Продемонстрирована применимость описываемого метода к сложным распределениям различного вида, обеспечивающая определение формулы расщепления для выявленных групп. Приведены сведения о доступе к исполняемому модулю и исходным текстам специально разработанного инструментального средства.
Издательство
- Издательство
- НИИТПМ
- Регион
- Россия, Новосибирск
- Почтовый адрес
- 630089, г. Новосибирск, ул. Б. Богаткова, 175/1, Метро "Золотая нива", Автобус "Молодежная, Кошурникова"
- Юр. адрес
- 630090, г. Новосибирск, пр-т Академика Лаврентьева, 10
- ФИО
- Рагино Юлия Игоревна (Руководитель)
- Контактный телефон
- +7 (383) 3730981
- Сайт
- https://iimed.ru/