Ученые СПбГУ выяснили, как передают информацию гены у курицы

Ученые из лаборатории структуры и динамики клеточного ядра провели важное исследование, которое помогло узнать больше о том, как работают гены на хромосомах у домашней курицы. Исследование проходило при поддержке Российского научного фонда (РНФ), а сложную часть анализа данных выполнял специалист Геномного центра Сколтеха.

Результаты исследования опубликованы в Nucleic Acids Research.

Геном курицы, как одного из наиболее распространенных животных в мире, хорошо изучен. Хромосомы типа ламповых щеток — это уникальные структуры, которые формируются в яйцеклетках (ооцитах) всех позвоночных, за исключением млекопитающих. Они названы так за свою характерную форму, напоминающую щетки для чистки стекол керосиновых ламп или пробирок, где центральная ось окружена множеством петель, называемых латеральными петлями. На них с очень высокой скоростью производится очень много РНК, что делает их отличным объектом для изучения того, как активируется работа генов и как происходит передача информации в клетках в целом.

Мы выполнили большую, многокомпонентную работу по исследованию гигантских хромосом типа ламповых щеток курицы. Мы взяли ооциты курицы на разных этапах развития и аккуратно извлекли из них ядра с помощью специальных инструментов. Затем выделили РНК из ядер ооцитов и из оставшейся цитоплазмы. Это дало возможность впервые увидеть, каким образом и как работают те или иные гены на хромосомах типа ламповых щеток птиц.

Доцент кафедры цитологии СПбГУ Алла Красикова

Так они выяснили, что гены, работающие на хромосомах типа ламповых щеток, необходимы для нормальной жизнедеятельности клетки. Кроме того, эта высокая активность генов важна для того, чтобы передать большое количество информации (материнской РНК) новому организму. Еще одно интересное открытие: оказалось, что активная работа генов влияет на саму структуру хромосом. А самое удивительное — процессы активации генов у куриц оказались похожими на те, что происходят в других клетках. Но благодаря своим крупным размерам хромосомы типа ламповых щеток идеально подходят для изучения этих механизмов.

Кроме того, ученые впервые собрали подробную информацию о работе маленьких регуляторов генов (miРНК) в яйцеклетках курицы. Маленькие регуляторы генов, такие как miРНК (микроРНК), играют важную роль в управлении работой генов. Они действуют как «включатели» и «выключатели», помогая контролировать, какие гены будут активными в конкретный момент времени и в каких количествах. Кроме того, выяснилось, что другие короткие регуляторные РНК (piРНК) контролируют определенные участки ДНК в геноме курицы, где есть повторяющиеся фрагменты.

Работа выполнена в лаборатории структуры и динамики клеточного ядра СПбГУ с участием Центра коллективного пользования в области геномики Сколтеха.

Эти открытия помогают ученым лучше понять, как передается наследственная информация от одного поколения другому. Это важный шаг вперед в изучении генетики и молекулярной биологии.

Работа выполнена при поддержке гранта РНФ «Топологически‑ассоциированные домены хроматина и А/В‑компартменты в геноме курицы: идентификация и визуализация с помощью технологии HiC и микроскопии сверхвысокого разрешения». Следует отметить, что Санкт‑Петербургский университет является лидером по количеству грантов РНФ: в 2022 году ученые СПбГУ получили 112 грантов, это 5,5 % от общего числа победивших проектов и наибольшее число грантов для одной организации. В 2023 году Университет сохранил лидерство по данному конкурсу РНФ: ученые СПбГУ получили 70 грантов, это 5 % от общего числа победивших проектов.

Санкт‑Петербургский государственный университет — старейший университет России — был основан 28 января (8 февраля) 1724 года, когда Петр I издал указ об учреждении Университета и Российской академии наук. Сегодня СПбГУ — научный, образовательный и культурный центр мирового уровня. В 2024 году Санкт‑Петербургский университет отмечает свой 300‑летний юбилей.

План мероприятий в рамках празднования юбилея Университета был утвержден на заседании оргкомитета по празднованию 300‑летия СПбГУ, которое провел заместитель председателя Правительства РФ Дмитрий Николаевич Чернышенко. Среди таких мероприятий — присвоение малой планете имени в честь СПбГУ, выпуск банковских карт со специальным дизайном, брендирование самолета авиакомпании «Россия» и многое другое. В честь 300‑летия Санкт‑Петербургского государственного университета в почтовое обращение вышла марка, на которой изображены здание Двенадцати коллегий и памятник графу С. С. Уварову. Также с космодрома Байконур была запущена ракета «Союз» с символикой Университета.

По решению губернатора Санкт‑Петербурга Александра Дмитриевича Беглова 2024 год в Северной столице объявлен годом Санкт‑Петербургского университета. В день 300‑летия СПбГУ на Ростральных колоннах зажгли факелы. Дворцовый мост украсили флаги Университета, а общественный транспорт — его символика. В мае 2024 года Университет впервые принял участие в праздновании Дня города и стал отдельной площадкой для мероприятий. Также СПбГУ запустил сайт, посвященный юбилею, с информацией о выдающихся универсантах, научных достижениях и подробностях празднования.