AGRIS - 

2022

Glazko, V.I. | Kosovsky, G.Yu. | Glazko, T.T.

A new geological period of the Anthropocene is considered, in which the gradual transformation of the Earth's biosphere into a common niche of man and the species involved in it takes place. Data on the signs of domestication are presented, among which a number of universal ones are distinguished, such as adaptive potential, increased social activity in animals, polymorphism of enzymes and transport proteins linking the flow of exogenous substrates with the internal environment of multicellular organisms. Point out the change in the social activity of animals in the development of a new niche - the "hypothesis of the sociality of the founders". Genomic and gene "signatures" of domestication present in domesticated and absent in closely related wild species indicate that the main differences are associated with a relatively increased frequency of occurrence in the genomes of domesticated species of mobile genetic elements contributing to increased genetic diversity, as well as the insertion of their fragments in the formation of new allelic variants of structural genes, preferred by artificial selection. Data on the contribution of mobile genetic elements to the formation of regulatory networks controlling gene expression profiles are presented, examples of differences between domesticated and closely related wild species on such regulatory networks are given, peculiarities in the distribution of ancient and relatively "younger" mobile regulatory elements near structural genes encoding "housekeeping" proteins and genes whose expression tissue-specific. The most common concepts of genetic bases of domestication are considered, the general basis of which is genomic plasticity and a variety of responses to the action of artificial selection factors. The data on the close relationship between the variability of the microbiome, virome and the adaptation of multicellular organisms to changing environmental conditions are presented. | Рассматривается новый геологический период Антропоцен, в котором происходит постепенное превращение биосферы Земли в общую нишу человека и вовлеченных в нее видов. Представлены данные о признаках доместикации, среди которых выделяется ряд универсальных, таких как адаптивный потенциал, повышенная социальная активность у животных, полиморфизм ферментов и транспортных белков, связывающих поток экзогенных субстратов с внутренней средой многоклеточных организмов. Отмечается изменение социальной активности животных при освоении новой ниши - "гипотеза социальности основателей". Геномные и генные "подписи" доместикации, присутствующие у доместицированных и отсутствующие у близкородственных диких видов, свидетельствуют о том, что основные отличия ассоциированы с относительно повышенной частотой встречаемости в геномах у доместицированных видов мобильных генетических элементов, способствующих повышенному генетическому разнообразию, так же как и вставки их фрагментов при формировании новых аллельных вариантов структурных генов, подхватываемых искусственным отбором. Представлены данные о вкладе мобильных генетических элементов в формирование регуляторных сетей, контролирующих профили генной экспрессии, приводятся примеры отличий между доместицированными и близкородственными дикими видами по таким регуляторным сетям, отмечаются особенности в распределении древних и относительно более "молодых" мобильных регуляторных элементов около структурных генов, кодирующих белки "домашнего хозяйства" и генов, чья экспрессия тканеспецифична. Рассматриваются наиболее распространенные концепции генетических основ доместикации, общей основой которых является геномная пластичность и многообразие ответов на действие факторов искусственного отбора. Приводятся данные о тесной связи между изменчивостью микробиома, вирома и адаптацией многоклеточных организмов к меняющимся условиям окружающей среды.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Skobel', O.I. | Kosovskij, G.Yu. | Glazko, V.I. | Glazko, Т.Т.

Обнаружение консервативных и вариабельных доменов локализации ретротранспозонов имеет существенное практическое значение при контроле генетической структуры и ее динамики на уровне вида и внутривидовой дифференциации у с.-х. животных. В работе оценена возможность применения продуктов рекомбинации ретротранспозонов L1 и ERV, вовлеченных в регуляторные сети, на примере бизона и крупного рогатого скота. Исследования проведены in silico на референтных геномах крупного рогатого скота (Bos taurus) и американского бизона (Bison bison) c использованием открытых данных по распределению мобильных генетических элементов. Для анализа взяты 4 конструкции вида L1/BTLTR1J/L1, расположенные у крупного рогатого скота в структурных генах grik1 и app, тесно связанных с деятельностью центральной нервной системы. Минимальный процент гомологии указанных конструкций - 64,68%, максимальный- 94,49%. Эти продукты рекомбинаций, расположенные в указанных структурных генах у бизона (процент гомологии с КРС не ниже 91,2%), обладают большим полиморфизмом (попарный процент гомологии от 56,51% до 92,42%), но представлены в меньшем количестве, чем у крупного рогатого скота. Оказалось, что спектры фрагментов геномной ДНК, фланкированных последовательностями L1 и LTR ERV, у трех пород КРС, отличающихся по направлению продуктивности, консервативны, и с их помощью не удается выявить ни внутри-, ни межпородные различия, но конструкции, возникшие в результате рекомбинаций между ними, имеют видовые особенности. Метод генотипирования по фрагментам ретротранспозонов оказывается эффективным для выявления породных особенностей генетической структуры и их отличий у животных. | The detection of conservative and variable domains of retrotransposon localization is of significant practical importance in controlling the genetic structure and its dynamics at the level of species and intraspecific differentiation in farm animals. In the work, possibility of using the recombination products of retrotransposons L1 and ERV involved in regulatory networks is evaluated on the example of bison and cattle. The studies were carried out in silico involving the reference genomes of cattle (Bos taurus) and American bison (Bison bison) using open data on the distribution of mobile genetic elements. 4 constructions of the type L1/BTLTR1J/L1 were taken for analysis, located in cattle in the structural genes grik1 and app, closely related to the activity of the central nervous system. The minimum percentage of homology of these constructions is 64.68%, the maximum is 94.49%. These recombination products located in these structural genes in bison (the percentage of homology with cattle is not lower than 91.2%) have a large polymorphism (pairwise percentage of homology from 56.51% to 92.42%), but are represented in smaller quantities than in cattle. It turned out that the spectra of genomic DNA fragments flanked by the L1 and LTR ERV sequences in three cattle breeds differing in the direction of productivity are conservative, and with their help it is not possible to identify either intra- or interbreed differences, but the structures resulting from recombinations between them have specific features. The method of genotyping by fragments of retrotransposons is effective for identifying the breed features of the genetic structure and differences between them in animals.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Kisser, M.-S.M. | Glazko, V.I.

The domestication syndrome, which affects almost all body parts, has a genetic basis. The genes involved in this syndrome are marked by high polymorphism, interactions with mobile genetic elements, and intergenic associations. Of particular interest is the involvement in this syndrome of genes encoding transcription regulation factors, in particular, the baz1b gene (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1B), which is included in the complex of genes associated with the development of Williams-Beren syndrome in humans and hypersociality in dogs. To elucidate patterns of structural and functional associations between genes involved in the domestication syndrome, in 6 mammalian species (human, chimpanzee, dog, cat, house mouse and platypus), an analysis of genes involved in the control of cell division and differentiation of neural crest derivatives was performed. Their chromosomal locations, the genetic linkage between them, and the metabolic pathways in which they participate, were also studied. The findings suggest that syntenia is less conserved between genes involved in more metabolic pathways compared to more specialized genes. Genes participating in the same metabolic pathways and characterized by co-expression can expand their network in different animal species, involving other genes. Thus, there is an increased plasticity of genetic linkage between some genes involved in a large number of metabolic pathways and, conversely, a certain conservatism of linkage between genes involved in a small number of pathways. | Cиндром доместикации, затрагивающий практически все части организма, имеет генетическую основу. Гены, участвующие в этом синдроме, характеризуются большим полиморфизмом, взаимодействиями с мобильными генетическими элементами, межгенными ассоциациями. Особый интерес представляет вовлечение в этот синдром генов, кодирующих факторы регуляции транскрипции, в частности ген baz1b (bromodomain adjacent to zinc finger domain 1B), который входит в комплекс генов, связанных с развитием синдрома Вильямса-Берена у человека и гиперсоциальности у собак. В целях выяснения закономерностей структурных и функциональных ассоциаций между генами, вовлеченными в синдром доместикации, у шести видов млекопитающих (человек, шимпанзе, собака, кошка, домовая мышь и утконос) выполнен анализ генов, участвующих в контроле клеточного деления и дифференциации производных нервного гребня, а также исследованы их хромосомные локализации, генетические сцепления между ними и метаболические пути, в которых они участвуют. Полученные данные свидетельствуют о том, что консервативность синтении меньше между генами, участвующими в большем количестве метаболических путей, по сравнению с более специализированными генами. Гены, участвующие в одних и тех же метаболических путях и характеризующиеся коэкспрессией, у разных видов животных могут расширять свою сеть, вовлекая в нее другие гены. Таким образом, обнаруживается повышенная пластичность генетического сцепления между некоторыми генами, участвующими в большом количестве метаболических путей и, наоборот, определенная консервативность сцепления между генами, вовлеченными в малое количество путей.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation