Current approaches to improve the anticancer chemotherapy with alkylating agents: state of the problem in world and Ukraine / A. P. Iatsyshyna

Зазначено, що алкілувальні сполуки часто застосовують у хіміотерапії раку. Вони алкілують геномну ДНК по багатьох сайтах. Алкілування гуаніну в позиції O<^>6 цитотоксичне, має найсильніший мутагенний потенціал, а також може спричиняти розвиток вторинних пухлин. Алкільні групи у позиції O<^>6 гуаніну видаляються за допомогою репаративного ферменту O<^>6-метилгуанін-ДНК метилтрансферази (MGMT). Ефективність хіміотерапії з використанням O<^>6-алкілувальних сполук обмежена експресією MGMT у ракових клітинах і шкідливим побічним токсичним впливом у нормальних клітинах. Наразі для покращання хіміотерапії раку розробляють різні підходи до модуляції експресії та активності MGMT. До них належать два головних напрямки, а саме - підвищення хіміочутливості ракових клітин до алкілувальних ліків і захист нормальних клітин від токсичної дії хіміотерапії. Розглянуто існуючі спроби покращити хіміотерапію злоякісних пухлин за допомогою алкілувальних сполук як у світі, так і в Україні.

Сиртуины - универсальные регуляторы клеточных функций / И. П. Кайдашев

Отмечено, что гены регуляторов молчащей информации (SIR) кодируют высококонсервативное семейство белков - сиртуины, широко распространенное от бактерий до млекопитающих. Сиртуины являются NAD<^>+-зависимыми деацетилазами белков с большим спектром физиологических функций при регуляции продолжительности жизни, воспаления, энергетического метаболизма, онкогенеза. Они представляют собой часть сложной системы биологического ответа, влияющей на различные регуляторные молекулы и процессы. Сиртуины реагируют на многие факторы внешней среды (изменение рациона, образ жизни, действие токсинов и т.д.), вызывая эпигенетические модификации. Обобщены данные об участии витамина B3 в поддержании ферментативной активности сиртуинов и роли никотинамида в ингибировании этой активности. Такую форму регуляции можно использовать для воздействия на активность сиртуинов при различных патологических состояниях.

Kombucha microbiome as a probiotic: a view from the perspective of post-genomics and synthetic ecology / N. O. Kozyrovska, O. M. Reva, V. B. Goginyan, J. -P. de Vera

Зазначено, що пробіотики мають істотне значення для встановлення та підтримки оптимального імунного здоров'я. Пробіотична терапія здавна відома з народної медицини, проте демонстрація того, що мікрофлора кишечника індукує вроджений імунітет, представила науково обгрунтовану концепцію терапевтичного застосування потенційно корисних мікроорганізмів. Традиційно пробіотики пов'язані з молочними продуктами, тим не менш, для зміцнення здоров'я є потреба у нових препаратах, основу яких складають, перш за все, природні симбіотичні мікробні угруповання. Особливо безпечні та надійні пробіотики необхідні для тривалих експедицій, у тому числі позаземних, іншопланетних баз, де люди піддаються дії несприятливих чинників довкілля. Через це профілактика та коригування імунної системи за допомогою пробіотиків стають особливо важливими. Комбуча (чайний гриб) є симбіотичним угрупованням бактерій та дріжджів і відомий як напій, що зміцнює здоров'я. Сучасні методи дослідження перебувають на стадії відновлення популярності комбучі як пробіотика для лікування та профілактики багатьох захворювань. Препарати комбучі у недалекому майбутньому використовуватимуться як фармакологічні.

Влияние продуктов фотосинтеза витамина D на термодинамические параметры модельных липидных мембран / Н. А. Касян, О. В. Ващенко, Я. Э. Глухова, Л. Н. Лисецкий

Цель работы - сравнить влияние провитамина D (ProD) и продуктов его фото- и термоизомеризации, а также витамина D (VitD) на термодинамические параметры мультислоев гидратированного дипальмитоилфосфатидилхолта (ДПФХ). Использованы методы: дифференциальная сканирующая калориметрия, УФ-спектроскопия. Установлено закономерное снижение температуры и размывание пика плавления мультислоев ДПФХ, допированных стеринами, в последовательности <$E roman {ProD sub 3~<<~ProD sub 3}> + УФ <$E <<~roman ProD sub 3> + УФ + темновое хранение <$E <<~roman VitD sub 3>. Сделаны выводы, что дестабилизирующее действие VitD3 на мембрану является более выраженным, чем действие ProD3 и продуктов его фотоизомеризации, что может облегчать выход VitD3 из мембраны в межклеточное пространство при его биосинтезе in vivo. Возможный молекулярный механизм наблюдаемого явления связан с большей конформационной подвижностью и анизометрией VitD3 по сравнению с ProD3.

Study of molecular mechanisms of proapoptotic action of novel heterocyclic 4-thiazolidone derivatives / R. R. Panchuk, V. V. Chumak [et al.]

Мета роботи - дослідити механізми індукції апоптичних сигнальних шляхів новими гетероциклічними похідними 4-тіазолідонів зі структурно відмінними бічними групами у злоякісних клітинах ссавців. Використано методи: фарбування клітин аннексином V, йодидом пропідію, DAPI, Вестерн-блот аналіз. Встановлено, що структурно відмінним похідним 4-тіазолідонів притаманна схожа цитотоксична активність (IC50 = 5 мкМ), вони також індукують апоптоз у лейкозних (Jurkat, CCRF-CEM) і карциномних (MCF-7, MDA-MD-231) клітинах. Вестерн-блот аналізом із використанням низки антитіл до білків, функціонуючих на різних стадіях апоптозу, показано, що структура бічних груп 4-тіазолідонів може безпосередньо впливати на біологічну активність цих апоптичних білків у лейкозних клітинах-мішенях. Зокрема, сполуки Les-3120 (піразолін-заміщений тіазолідинон) і Les-3166 (кон'югат тіазолідинону та бензтіазолу) індукують рецептор-опосередкований апоптоз у клітинах Т-лейкемії людини лінії Jurkat. 4-Імінотіазолідинон Les-3372 зумовлює апоптоз мітохондріального типу, опосередкований білком AIF. Встановлено структурно-функціональні взаємозв'язки між специфічними бічними групами у молекулах 4-тіазолідонів і сигнальними шляхами апоптозу, що дозволяє конструювати нові, "гібридні" препарати з потенційною здатністю одночасно запускати кілька апоптичних каскадів у клітинах-мішенях.

Нокаут гена pttg у мишей супроводжується підвищеним рівнем експонування вуглеводних детермінант DGalNAc / О. Ю. Варивода, Є. З. Філяк, О. Д. Луцик, Р. С. Стойка

Мета роботи - дослідити вплив нокауту гена pttg-1 на гліком деяких паренхіматозних органів мишей, використавши для цього засоби лектинової гістохімії. Вуглеводні детермінанти DGalNAc, DGlсNAс і NeuNAc виявлено за допомогою лектинів сої та зародків пшениці, мічених пероксидазою хрону, з наступною візуалізацією діамінобензидином. Тест-об'єктами слугували яєчка та нирки мишей лінії BL6/C57 з нокаутом гена pttg-1 і мишей дикого типу віком 1 міс. Встановлено, що нокаут гена pttg-1 супроводжується підвищеним експонуванням вуглеводних детермінант DGalNAc у складі комплексу Гольджі вторинних сперматоцитів, щіточкової облямівки ниркових трубочок і на люменальній поверхні збірних ниркових проток. Одержані результати свідчать, що відсутність гена pttg-1 може призвести до змін у процесингу вуглеводвмісних біополімерів в організмі ссавців.

Влияние бустерной иммунизации фрагмента Е2 ВКЧС на иммунный ответ, индуцированный маркированной ДНК-вакциной против КЧС / Я. А. Похоленко, Т. П. Гулько, Е. Г. Дерябина, В. А. Кордюм

Цель работы - исследовать влияние бустерной иммунизации рекомбинантным фрагментом Е2 вируса классической чумы свиней (ВКЧС) на гуморальный иммунный ответ, индуцированный кандидатной маркированной ДНК-вакциной против КЧС. Наличие фрагмента гена Е2 ВКЧС детектировано методом полимеразной цепной реакции, а экспрессию белка - продукта этого гена - иммуногистохимическим методом. Титр антител, специфичных к целевому антигену, в сыворотке крови после иммунизации определен с использованием ИФА. Продемонстрировано, что кандидатная маркированная ДНК-вакцина трансфецирует in situ миоциты бицепса. На основании данных иммуногистохимического анализа установлено, что с введенной плазмидной конструкции осуществляется экспрессия фрагмента Е2 ВКЧС. Бустерная иммунизация рекомбинантным фрагментом Е2 ВКЧС после двух иммунизаций маркированной ДНК-вакциной приводит к увеличению титра антител к целевому антигену по сравнению с трехкратной иммунизацией ДНК-вакциной. Результаты исследований свидетельствуют о том, что использование бустерной иммунизации рекомбинантным фрагментом Е2 способствует усилению гуморального иммунного ответа на кандидатную маркированную ДНК-вакцину против КЧС.

Биоаффинный сорбент на основе иммобилизованного белка A Staphylococcus aureus: создание и использование / О. Б. Горбатюк, М. В. Цапенко [и др.]

Цель работы - создание биоаффинного сорбента на основе ориентированно иммобилизованного белка A Staphylococcus aureus (SPA) через два целлюлозосвязывающих домена (CBD) Clostridium thermocellum и его применение для очистки антител. С использованием последовательностей ДНК, кодирующих SPA и два CBD, сконструирован ген слитного белка SPA-CBD2 и обеспечено его получение в растворимой форме экспрессией в клетках Escherichia coli. Целевой белок иммобилизован методом биоаффинного связывния на микрокристаллической целлюлозе. Установлены такие характеристики биоаффинного сорбента, как емкость (1 мг SPA-CBD2/1 мл целлюлозы), динамическая емкость (3 мг иммуноглобулинов мыши/1 мл сорбента) и продуктивность, а также показана его стабильность при долгосрочном хранении. С помощью биоаффинного сорбента выделены фракции иммуноглобулинов с чистотой более 95 %. Определено, что очищенные таким способом антитела с высокой чувствительностью выявляют соответствующие антигены. Сделаны выводы, что предложенный биоаффинный сорбент позволяет получать очищенные функционально активные поли- и моноклинальные антитела, а также проводить фракционирование на подклассы иммуноглобулинов G мыши.

Алелі гена Ppd-D1 у зразках колекції Aegilops tauschii і м'якої пшениці / Г. О. Чеботар, С. В. Чеботар [и др.]

Зазначено, що світловий період суттєво впливає на ріст і розвиток рослин. Одним із головних генів чутливості до фотоперіоду є Ppd-D1 з родини PRR, розташований на хромосомі 2D. Мета роботи - визначення алельного стану та молекулярної структури гена Ppd-D1 у зразках з колекції Ae. tauschii з різними строками цвітіння та у 29 українських сортів м'якої пшениці. Використано методи: алель-специфічна полімеразна ланцюгова реакція з праймерами до гена Ppd-D1, секвенування та Blast-аналіз. Досліджено колекцію зразків Ae. tauschii і низку сортів озимої та ярої м'якої пшениці, визначено молекулярну структуру алельних варіантів (414, 429 і 453 п. н.) гена Ppd-D1b у колекції Ae. tauschii. Зроблено висновки, що у досліджуваних сортів озимої м'якої пшениці присутній алель Ppd-D1a, а серед ярих сортів 60 % відрізняються наявністю алеля Ppd-D1b (розмір продуктів ампліфікації 414 п. н.). Blast-аналізом нуклеотидних послідовностей цього гена з банків даних у порівнянні з референсною послідовністю зразка k-1322 з колекції Ae. tauschii показано високий рівень гомології (від 80 до 100 %) між послідовностями генів PRR, характерних для геномів A і D представників родів Triticum і Aegilops.

Біоінформатичний аналіз вторинної структури тринскриптів інтрона 1 гена whp1 кукурудзи / Г. І. Сліщук, Н. Е. Волкова, Ю. М. Сиволап

Мета роботи - аналіз вторинної структури транскриптів інтрона 1 гена whp1 кукурудзи. Використано методи: вирівнювання, фолдинг in silico. Знайдено складні мікросателіти. Досліджено вторинну структуру 74 транскриптів інтрона 1 гена whp1. Зроблено припущення щодо впливу транскриптів інтрона 1 гена whp1 на відновлення фертильності кукурудзи з S-типом цитоплазматичної чоловічої стерильності.

Огляд методів моделювання мереж генної регуляції: булеві і байєсові мережі / А. О. Фролова

Зазначено, що однією з проблем сучасної системної біології є моделювання мереж генної регуляції, які у найповнішому вигляді відтворюють регуляторні взаємодії між генами всього організму. Надзвичайна обчислювальна складність цієї задачі та відсутність грунтовних оглядів методів реконструкції генних мереж є значною перешкодою для подальшого розвитку цього напрямку системної біології. Розглянуто два найпоширеніших методи моделювання мереж генної регуляції: булеві та байєсові мережі, наведено математичний опис кожного з них. Розкрито декілька алгоритмічних підходів до моделювання генних мереж за допомогою цих методів, вказано на складність алгоритмів і зазначено проблеми, що виникають під час їх застосування.

Роль фітолектинів у процесах життєдіяльності рослин / Н. В. Ковальчук, Н. М. Мельникова, Л. І. Мусатенко

Висвітлено основні властивості рослинних лектинів та узагальнено літературні дані щодо фізіологічної ролі цих білків у життєвому циклі рослин. Розглянуто сучасні дослідження фітолектинів і лектиноподібних білків, та окреслено основні напрямки подальшого вивчення функціонування гемаглютинінів у фізіологічних процесах рослин.

A review on microcephaly genes / S. Shahid, S. Irshad

Узагальнено дані останніх років з вивчення генів мікроцефалії. Обговорено результати молекулярно-генетичного дослідження цих генів, зроблено оцінку семи визначених локусів (МСРН1 - МСРН7). Описано відповідні їм гени та білкові продукти генів, їх можливу роль у нормальному розвитку мозку, а також мутації у цих генах.

Современные взгляды на биологию мезенхимальных стволовых клеток (краткое изложение) / О. А. Маслова

Отмечено, что в настоящее время мезенхимальным стволовым клеткам (МСК) уделяется достаточно большое внимание, однако до сих пор не раскрытыми остаются некоторые аспекты их биологии. Приведены материалы современных исследований, посвященные проблемным вопросам биологии МСК. Рассмотрена возможность использования МСК в регенеративной медицине.

Role of poly(ADP-ribose)polymerase 2 in DNA repair / S. N. Khodyreva, M. M. Kutuzov, O. I. Lavrik

Зазначено, що полі(ADP-рибозил)ювання - це посттрансляційна модифікація білків, яка є надзвичайно важливою для підтримки стабільності геному та виживання клітин із пошкодженою ДНК. Полі(ADP-рибозил)ювання здійснюється ферментами полі(ADP-рибоза)полімеразами (PARP), які, використовуючи NAD<^>+ як субстрат, синтезують полімер ADP-рибози, ковалентно приєднаний до ядерних білків, у тому числі самим PARP. Наразі до сімейства PARP відносять велику кількість білків, з-поміж яких PARP1 є найвисококопійнішим і добре вивченим. Незважаючи на постійну появу даних стосовно значущості PARP для клітинних процесів, роль PARP2 - найближчого гомолога PARP1 - у різних шляхах репарації ДНК недостатньо охарактеризовано. Підсумовано одержані in vivo та in vitro дані щодо участі PARP2 у спеціалізованих процесах репарації ДНК - ексцизійної репарації основ і репарації дволанцюгових розривів ДНК.

The new base excision repair pathway in mammals mediated by tyrosyl-DNA phosphodiesterase 1 / N. A. Lebedeva, N. I. Rechkunova, O. I. Lavrik

Зазначено, що тирозил-ДНК-фосфодіестераза 1 (Tdp1) людини гідролізує 3'-фосфотирозильні зв'язки, які утворюються in vivo в результаті приєднання до ДНК-топоізомерази і (Top1). Tdp1 людини також здатна видаляти з 3'-кінця ДНК інші модифікувальні групи, включаючи 3'-фосфогліколати та залишки дезоксирибози, тобто функціонувати як 3'-фосфодіестераза та фермент репарації. Недавно показано, що Tdp1 людини притаманна ще одна активність - вона може гідролізувати апуринові/апіримідинові (АР) сайти всередині ланцюга ДНК з утворенням 3'-кінцевого фосфату. АР-сайти - це одне з найчастіше виникаючих пошкоджень ДНК. Ключовим ферментом, який розщеплює АР-сайти, є апуринова/апіримідинова ендонуклеаза 1 (АРЕ1). Проте в клітинах ссавців існує шлях репарації, незалежний від АРЕ1, у якому беруть у часть ДНК-глікозилази. Описано ще один АРЕ1-незалежний шлях репарації АР-сайтів за участі Tdp1. До повного циклу репарації залучені полінуклеотидкіназа/фосфатаза, яка має 3'-фосфатазну активність, ДНК-полімераза та ДНК-лігаза.

Photoreactive DNA as a tool for studying topography of nucleotide excision repair complex / N. I. Rechkunova, Y. S. Krasikova, E. A. Maltseva, O. I. Lavrik

Зазначено, що ексцизійна репарація нуклеотидів (ЕРН) - це один з основних шляхів репарації у клітинах еукаріотів, які запобігають виникненню генетичних аномалій внаслідок пошкодження ДНК. За допомогою ЕРН відбувається видалення широкого спектра різних за структурою пошкоджень, серед яких піримідинові димери, що формуються під дією УФ-випромінювання, та об'ємні хімічні адукти, що утворюються в результаті впливу канцерогенів довкілля або хіміотерапії. Через надзвичайно високу субстратну специфічність процесу ЕРН постає питання щодо механізму упізнавання різних пошкоджень певним набором білків у величезному масиві непошкодженої ДНК. В огляді розглянуто можливості застосування методу фотоафінної модифікації для вивчення ключових стадій ЕРН-упізнавання пошкоджень і формування передрозщеплювального комплексу.

Synthesis of model DNA and their application as substrates of nucleotide excision repair / A. N. Evdokimov, A. Yu. Tsidulko [et al.]

Зазначено, що ексцизійна репарація нуклеотидів (NER) - це система репарації ДНК, відповідальна за видалення об'ємних пошкоджень зі складу ДНК. Такі пошкодження можуть виникати за впливу як опромінення ультрафіолетом, так і факторів довкілля. Вивчення системи NER є вкрай важливим для підвищення ефективності хіміотерапевтичних препаратів. У дослідженні використано реакцію NER in vitro та фотоафінну модификацію. Синтезовано довгі лінійні ДНК, які імітують субстрати NER, що являють собою 137-мірні ДНК-дутекси та містять у внутрішніх положеннях ланцюгів нуклеотиди з введеними за допомогою спейсерних фрагментів по 4N- і 5C-положеннях dC і dU фторхлоразидопіридильною та флуоресцеїновою групами (Fap-dC- і Flu-dU-ДНК), а також ДНК, яка вміщує (+)-цис-стереоізомер бензо[а]пірен-N2-дезоксигуанозину. Досліджено взаємодію модифікованих ДНК-дуплексів з білками NER-компетентного екстракту клітин HeLa. Показано, що субстратні властивості модельних ДНК у реакції специфічної ексцизії змінюються в ряду Fap-dC-ДНК <$E << <<> Flu-dU-ДНК <$E <<> BP-dG-ДНК. У ході дослідження in vitro встановлено, що ДНК-аналоги є важливим інструментом для оцінки клітинної репарації. Розроблений підхід виявився універсальним для включення до складу ДНК пошкоджень, які упізнаються системою NER, а також досить перспективним для вивчення механізмів репарації.

Study of the activity of DNA polymerases beta and lambda using 5-formyluridine containing DNA substrates / E. A. Belousova, O. I. Lavrik

Мета роботи - дослідити активність TLS ДНК-полімераз beta і lambda людини на ДНК-дуплексах, які містять 5-формілуридин (5-foU) та імітують інтермедіати реплікації лідируючого ланцюга геномної ДНК, а також вплив на неї реплікативних факторів hRPA і hPCNA. Використано методи: "затримка в гелі", ферментативну кінетику. Вивчено здатність ДНК-полімераз beta і lambda активувати синтез ДНК через 5-foU. Визначено кінетичні характеристики цього процесу за відсутності та присутності білкових факторів hRPA і hPCNA. Показано, що обидва ферменти можуть вести TLS на використаних ДНК-субстратах незалежно від умов реакції, однак ДНК-полімераза lambda виявилася точнішим ферментом; hRPA стимулює ефективність немутагенного TLS, каталізованого ДНК-полімеразою lambda, безпосередньо за вбудовування нуклеотиду навпроти 5-foU і не діє на ефективність цього процесу у тому разі, коли пошкодження зсунуте в дуплексну частину ДНК; hPCNA не впливає на ефективність TLS, каталізованого обома ферментами.

Glycyrrhetinic acid and its derivatives as inhibitors of poly(ADP-ribose)polymerases 1 and 2, apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 and DNA polymerase beta / A. L. Zakharenko, O. V. Salomatina [et al.]

Щоб посилити ефективність впливу монофункціональних алкілуючих протипухлинних препаратів, важливим є зниження активності системи ексцизійної репарації основ (ЕРО), яка виправляє значну частину пошкоджень ДНК, що виникають за дії цих препаратів. Мета роботи - створення інгібіторів і ключових ферментів ЕРО (ПАРП1, ПАРП2, пол beta, АРЕ1) за рахунок направленої модифікації гліциретової кислоти (ГК). Аміди ГК одержано з ацетату ГК через утворення відповідного ацилхлориду, амідування відповідним аміном з наступним деацилюванням. Невелику бібліотеку 2-ціанозаміщених метилових ефірів ГК одержано структурною модифікацією остова ГК і карбоксильної групи. Інгібуючу активність сполук оцінено у відповідних специфічних тестах за присутності або відсутності сполук. Жодна з протестованих сполук не інгібує ПАРП1 значною мірою. Немодифікована ГК та її морфоліновий амід виявилися м'якими інгібіторами ПАРП2. Похідні ГК, які містять кето-групу в 11-му положенні тритерпенового остова, проявили помірні інгібуючі властивості стосовно пол beta. Сполука 3, яка вміщує 12-оксо-9(11)-єновий залишок у кільці C, - єдина серед усіх вивчених сполук інгібує АРЕ1. Знайдено клас сполук, селективно інгібуючих ДНК-полімеразу beta. Виявлено селективний інгібітор АРЕ1 і м'який інгібітор ПАРП2.