ЛАБОРАТОРИЯ ГЕНЕТИКИ тел. (4132) 63-11-64

Лаборатория образована в 1976 г.; в 2019 г. в ее состав вошла лаборатория популяционной генетики, образованная в 1978 г.

Основные направления научных исследований:

  • Исследование структуры и разнообразия генофондов популяций человека
  • Молекулярная филогеография популяций и реконструкция процессов расселения человека в Северной Евразии
  • Генетические механизмы адаптации человека к экстремальным природно-климатическим условиям Крайнего Севера
  • Исследование структуры и разнообразия генофондов популяций позвоночных животных Северо-Востока России
  • Исследование механизмов возникновения мутаций в митохондриальном геноме животных

Методический арсенал лаборатории представлен широким спектром современных молекулярно-генетических методов, включающих секвенирование как отдельных участков ДНК, так и целых митохондриальных геномов; мультилокусное генотипирование микросателлитных участков ДНК с помощью капиллярного гель-электрофореза; ПЦР-ПДРФ анализ. Исследования структуры и разнообразия генофондов основаны на изучении полиморфизма митохондриальной ДНК, нерекомбинирующих участков Y -хромосомы и аутосомных генов.

 Персональный состав:

Малярчук Борис Аркадьевич, д.б.н. ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - заведующий лабораторией

Деренко Мирослава Васильевна, д.б.н. ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - главный научный сотрудник

Денисова Галина Алексеевна, к.б.н. ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - старший научный сотрудник

Бачевская Лариса Тихоновна, к.б.н. ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - старший научный сотрудник

Переверзева Виктория Владимировна, к.б.н. ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - старший научный сотрудник

Агапова Галина Александровна ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - научный сотрудник

Литвинов Андрей Николаевич - ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) научный сотрудник

Примак Андрей Александрович ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - научный сотрудник

Сергеева Ирина Иосифовна ( Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра. ) - старший лаборант


Основные научные достижения лаборатории(2014-2018)

- получены данные об изменчивости целых митохондриальных геномов в популяциях русского населения Восточной Европы, у поляков, венгров, сербов, армян, бурят (всего секвенировано около 1000 целых митогеномов). Эти материалы были использованы для филогеографического анализа митохондриальных гаплогрупп и реконструкции генетической истории народов Евразии. Показано, что анализ больших выборок митохондриальных геномов (376 митогеномов русского населения Восточной Европы) позволяет получить намного более детальные представления о демографической истории популяций: впервые был обнаружен резкий рост эффективной численности населения Восточной Европы в эпоху бронзового века (примерно 4 тыс. лет назад).

- полученные данные об изменчивости целых митогеномов у современного и древнего населения Армении использованы для реконструкции генетической истории народов Южного Кавказа и исследования генетической преемственности населения от мезолита до современности.

- сотрудники лаборатории участвовали в исследованиях генетической истории коренного населения Сибири – как с помощью широкогеномного скрининга генетического полиморфизма (генотипирование 730 тыс. нуклеотидных позиций ядерного генома) у представителей 10 сибирских этнических групп, так и на основании данных о полногеномной изменчивости в популяциях коряков, чукчей и эскимосов, а также других народов Сибири (всего секвенировано 65 целых геномов). Проведенные исследования позволили выявить участки хромосом и отдельные локусы, ответственные за адаптацию коренного населения крайнего Северо-Востока Азии (эскимосов, чукчей и коряков) к экстремальным природно-климатическим условиям жизни. Описаны наиболее значимые генетические изменения у коренных жителей Северо-Востока Азии и показано, что часть генетической вариабельности у них представлена вариантами полиморфизма, связанными с такими наследственными метаболическими заболеваниями, как недостаточность карнитин пальмитоилтрансферазы 1А, панкреатической амилазы, сахаразы-изомальтазы, трегалазы. Проявление этих болезней обусловлено сменой традиционной белково-липидной диеты аборигенов Крайнего Севера на «европейскую» углеводную.

- с применением методов биохимической, молекулярной генетики и фенетики сотрудники лаборатории проводили комплексные популяционно-генетические и фенетические исследования позвоночных животных Северо-Востока России. Впервые были изучены структура и разнообразие генофондов млекопитающих и целого ряда рыб (среди которых были ценные промысловые, а также редкие эндемичные виды). Полученные результаты позволили провести филогеографический анализ и разработать гипотезы истории расселения некоторых популяций кеты, кижуча, нерки, тихоокеанской сельди, сибирского чукучана и щуки, оценить эволюционный возраста их митохондриального генофонда и уровень внутривидовой дивергенции, что способствовало уточнению родственных взаимоотношений. В процессе популяционно-генетических исследований было показано, что в истории некоторых видов неоднократно происходило разделение их ареала, что повлияло на внутривидовую структуру, особенности которой были обнаружены сотрудниками лаборатории. Проводимые исследования позволили сформировать более полные представления о демографических процессах, происходивших в период становления и расширения ареала изученных видов, отметить роль молекулярной адаптации видов в изменчивых условиях среды существования.

    На протяжении 40 лет сотрудники лаборатории осуществляли популяционно-генетический и фенетический мониторинг ценных промысловых видов тихоокеанских лососей. Выявлены темпоральные внутрипопуляционные и межпопуляционные различия локальностей исследованных видов из разных частей ареала. Цикл работ по мониторингу генетического и фенетического разнообразия популяций тихоокеанских лососей позволил обнаружить естественную динамику и аномальные отклонения от оптимальных значений этого важного популяционного показателя. Отмечены особенности формирования генетического разнообразия некоторых видов тихоокеанских лососей на ранних стадиях развития, а также в искусственно созданных и смешанных популяциях ценных промысловых видов рыб. Получена качественно новая информация о генетической структуре эксплуатируемых популяций некоторых видов рода тихоокеанские лососи. Изучены генетические механизмы устойчивости популяционных систем лососевых рыб.

Биохимические и молекулярно-генетические исследования мелких видов млекопитающих позволили существенно расширить представления о популяционной организации красной полевки, красно-серой полевки и полевой мыши, обитающих на Северо-Востоке России. Полученные результаты позволили провести филогеографический анализ и осуществить реконструкцию генетической истории этих видов.

Сотрудники лаборатории участвовали в международных проектах, направленных на изучение:

  • происхождения человека и эволюции этнорасовых групп в процессе расселения по планете на основании данных о полногеномном полиморфизме у представителей различных этнорасовых групп человека (Pagani et al., 2016);
  • происхождения коренного населения Америки на основании данных о полногеномной изменчивости древнего и современного населения Америки и Сибири (Raghavan et al., 2015);
  • происхождения коренного населения Северной Азии (от верхнего палеолита до позднего железного века) и поиск сибирских генетических истоков коренного населения Америки (Sikora et al., 2018).

В разные годы научные исследования лаборатории были поддержаны различными государственными программами и фондами – Государственными научно-техническими программами «Приоритетные направления генетики» и «Биоразнообразие», Российским фондом фундаментальных исследований, Федеральной целевой научно-технической программой «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники 2002-2004 гг.», Дальневосточным отделением РАН и программами фундаментальных исследований Президиума РАН «Динамика генофондов растений, животных и человека» и «Живая природасовременное состояние и проблемы развития», Специальной программой «Идеи» 7-й Рамочной программы Европейского Союза (2011-2015 гг.), Программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Поисковые фундаментальные научные исследования в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации» (2014-2017 гг.)

Популяционно-генетические исследования были поддержаны различными государственными программами и фондами: Грант губернатора Магаданской области «Анализ генетической дифференциации стад охотоморской сельди (Clupeapallasii)», 2010; Программа фундаментальных исследований ДВО РАН « Генетическое, фенетическое, морфологическое разнообразие малоизученных популяций кеты северного побережья Охотского моря», 2009-2011 гг.; Российским фондом фундаментальных исследований – «Генетическое, фенетическое, морфологическое разнообразие малоизученных популяций кеты Oncorhynchus keta (Walbaum)северного побережья Охотского моря», 2009-2011 гг.; Российским фондом фундаментальных исследований«Взаимоотношения скребней с хозяевами в эксперименте и в естественных паразитарных системах Северо-Востока Азии», 2015-2017 гг.; Программа фундаментальных исследований ДВО РАН «Дальний Восток»« Особенности экологии и взаимоотношения животных и растений в некоторых материковых и островных экосистемах Северо-Востока Азии». Подпрограмма VI. Природно-ресурсный потенциал, функционирование и динамика разноранговых экосистем в переходной зоне «материк-океан» и их рациональное использование в интересах устойчивого развития экономики дальневосточного региона, 2015-2017 гг.; Программа фундаментальных исследований ДВО РАН «Биологическое разнообразие, динамика популяций, особенности экологии и взаимоотношения животных и растений в некоторых материковых и островных экосистемах Северо-Востока Азии»; Проводятся совместные научные исследования с Институтом общей генетики РАН им. Н.И. Вавилова (г. Москва), СВКНИИ им. Н.А. Шило (г. Магадан), Бурятским научным центром СО РАН (г. Улан-Удэ), Университетом им. Н. Коперника (г. Быдгощ, Польша), Эстонским биоцентром (г. Тарту, Эстония), Лёвенским университетом (Бельгия), Центром геогенетики Копенгагенского университета (Дания), Белградским университетом (Сербия).

За весь период существования лаборатории опубликовано более 400 научных работ, защищены 4 докторские и 8 кандидатских диссертаций. Циклы научных работ сотрудников лаборатории отмечены премиями МАИК «Наука» (Малярчук Б.А. – 1996 г., Радченко О.А. – 2006 г.; Радченко О.А., Петровская А.В. – 2010 г.), Европейской Академии (Малярчук Б.А. – 1997 г.), Фонда содействия отечественной науке (Малярчук Б.А. – 2006 г.), а также Медалью Российской академии наук за цикл работ «Молекулярная филогеография народов Северной Евразии» (Деренко М.В. – 2003 г.). Результаты научных исследований поощрялись наградами в конкурсах научно-популярных статей, проводимых РФФИ (Деренко М.В., Малярчук Б.А. – 1999 и 2002 гг.).

Основные публикации

Основные публикации (2014-2018 гг.)

Cardona et al. Genome-wide analysis of cold adaption in indigenous Siberian populations // PLoS ONE. 2014. V. 9. e98076. doi: 10.1371/journal.pone.0098076

Derenko et al. Western Eurasian ancestry in modern Siberians based on mitogenomic data // BMC Evolutionary Biology. 2014. V. 14. 217. doi: 10.1186/s12862-014-0217-9

Clemente et al. A selective sweep on a deleterious mutation in the CPT1A gene in Arctic populations // American Journal of Human Genetics. 2014. V. 95. P. 584-589. doi: 10.1016/j.ajhg.2014.09.016

Rogalla et al. Simple and cost-effective 14-loci SNP assay designed for differentiation of European, East Asian and African samples // Forensic Science International: Genetics. 2015. V. 14. P. 42-49. doi: 10.1016/j.fsigen.2014.09.009

Skonieczna et al. Heteroplasmic substitutions along the entire mitochondrial genomes of human colon cells detected with ultra-deep 454 sequencing // Forensic Science International: Genetics. 2015. V. 15. P. 16-20. doi: 10.1016/j.fsigen.2014.10.021

Rogalla et al. A novel multiplex assay amplifying 13 Y-STRs characterized by rapid and moderate mutation rate // Forensic Science International: Genetics. 2015. V. 15. P. 49-55. doi: 10.1016/j.fsigen.2014.11.004

Davidović et al. Mitochondrial DNA perspective of Serbian genetic diversity // American Journal of Physical Anthropology. 2015. V. 156. P. 449-465. doi: 10.1002/ajpa.22670

Yunusbayev et al. The genetic legacy of the expansion of Turkic-speaking nomads across Eurasia // PLoS Genetics. 2015. V. 11. e1005068. doi: 10.1371/journal.pgen.1005068

Karmin et al. A recent bottleneck of Y chromosome diversity coincides with a global change in culture // Genome Research. 2015. V.25. P. 459-466. doi: 10.1101/gr.186684.114

Raghavan et al. Genomic evidence for the Pleistocene and recent population history of Native Americans // Science. 2015. V. 349 (6250). aab3884. doi: 10.1126/science.aab3884

Malyarchuk et al. Y chromosome haplotype diversity in Mongolic-speaking populations and gene conversion at the duplicated STR DYS385a,b in haplogroup C3-M407 // Journal of Human Genetics. 2016. V. 61. P. 491-496. doi: 10.1038/jhg.2016.14

Pankratov et al. East Eurasian ancestry in the middle of Europe: genetic footprints of Steppe nomads in the genomes of Belarusian Lipka Tatars // Scientific Reports. 2016. V. 6. 30197. doi: 10.1038/srep30197

Pagani et al. Genomic analyses inform on migration events during the peopling of Eurasia // Nature. 2016. V. 538. N. 7624. P. 238-242. doi: 10.1038/nature19792

Inchley et al. Selective sweep on human amylase genes postdates the split with Neanderthals // Scientific Reports. 2016. V. 6. 37198. doi: 10.1038/srep37198

Malyarchuk et al. Mitogenomic diversity in Russians and Poles // Forensic Science International: Genetics. 2017. V. 30. P. 51-56. doi: 10.1016/j.fsigen.2017.06.003

Margaryan et al. Eight millennia of matrilineal genetic continuity in the South Caucasus // Current Biology. 2017. V. 27. N. 13. P. 2023-2028.e7. doi: 10.1016/j.cub.2017.05.087

Derenko et al. Mitogenomic diversity and differentiation of the Buryats // Journal of Human Genetics. 2018. V. 63(1). P. 71-81. doi: 10.1038/s10038-017-0370-2

Skonieczna et al. Mitogenomic differences between the normal and tumor cells of colorectal cancer patients // Human Mutation. 2018. V. 39(5). P. 691-701. doi: 10.1002/humu.23402

Malyarchuk et al. Whole mitochondrial genome diversity in two Hungarian populations // Molecular Genetics and Genomics. 2018. V. 293. P. 1255-1263. doi: 10.1007/s00438-018-1458-x

Sikora et al. The population history of northeastern Siberia since the Pleistocene // bioRxiv. 2018. 448829; doi: 10.1101/448829

Основные публикации по популяционно-генетическому направлению:

Агапова Г.А., Бачевская Л.Т., Евсеева И.А. Внутрипопуляционное фенетическое разнообразие кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) р. Армань (Тауйская губа Охотского моря) // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2010. № 3. С. 44–50

Бачевская Л.Т., Агапова Г.А. Мониторинг генетического и фенетического разнообразия кеты Oncorhynchusketa (Walbaum) рек Тауйской губы Охотского моря // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2010. Том 12 (33). № 1(4). С. 1097–1102.

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В. Генетическая структура кеты Oncorhynchus keta (Salmonidae) р. Тауй (северное побережье Охотского моря) по данным об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2012. № 3. С. 85-90

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В. Изменчивость гена цитохрома b митохондриальной ДНК горбуши Oncorhynchusgorbuscha (Walbaum) из рек материкового побережья Охотского моря и острова Завьялова // Известия РАН. Серия биологическая. 2013. № 1. С. 15-23

Переверзева В.В., Примак А.А., Дубинин Е.А. Генетическая структура популяций красной полевки Myodes (=Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 Северного Приохотья по данным об изменчивости нуклеотидных последовательностей гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013а. Т. 17. № 3. С. 435–443

Переверзева В.В., Примак А.А., Дубинин Е.А. Филогенетические отношения популяций красной полевки Myodes (=Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 Северного Приохотья и Колымского региона. // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013 б. Т. 17. № 3. С. 444–451.

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г.Д., Агапова Г.А., Примак А.А. Генетическая структура сибирского чукучана (Сatostomus catostomus rostratus) по данным об изменчивости гена цитохрома b митохондриальной ДНК // Известия РАН. Серия биологическая. 2014. №. 4. С. 334-340.

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г.Д., Агапова Г.А. Нуклеотидная изменчивость гена цитохромоксидазы 1 митохондриальной ДНК сибирского чукучана (Catostomus Catostomus rostratus) реки Колымы // Генетика. 2014. Т. 50. № 10. С. 1216-1222.

Горбачев В.В., Лапинский А.Г., Прикоки О.В., Соловенчук Л.Л. Моделирование динамики эффективной численности минтая Охотского моря в Голоцене на основании изменчивости локусов Nd2 и Cytb мт ДНК. // Генетика. 2014. Т. 50. № 7. С. 868–873.

Переверзева В.В., Павленко М.В. Разнообразие строения гена цитохрома b митохондриальной ДНК полевой мыши Apodemus agrarius Pallas, 1771 из популяций юга Дальнего Востока России // Известия РАН. Серия Биологическая. 2014. № 1. С. 5–16.

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Иванова Г. Д, Пилганчук О.A., Агапова Г.А., Шпигальская Н.Ю. Генетическое разнообразие нерки (Oncorhynchusnerka) из некоторых рек Восточной Камчатки и материкового побережья Охотского моря по данным полиморфизма гена цитохромаbмитохондриальной ДНК // Исследования биологических ресурсов Камчатки и северо-западной части Тихого океана. 2015. Вып. 38. С. 49-56.

Лапинский А.Г., Павленко М.В., Соловенчук Л.Л., Горбачев В.В. Некоторые ограничения использования гена cytb митохондриальной ДНК как молекулярного маркера для филогенетических и популяционно-генетических исследований на примере рода Apodemus // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2015. Т. 19. № 1. С. 128–135.

Переверзева В.В., Примак А.А. Генетическое разнообразие синонимичных гаплотипов фрагмента гена цитохрома b красной полевки Myodes (Clethrionomys) rutilus Pallas, 1779 // Генетика. 2016. Т. 52. № 2. С. 189–197.

Бачевская Л.Т., Агапова Г.А. Внутрипопуляционное разнообразие североохотоморской кеты Oncorhynchus keta (Walbaum) с естественным и искусственным типом воспроизводства// Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН. 2017. № 2. С. 65–73.

Л.Т. Бачевская Л.Т.,. Иванова Г.Д, Переверзева В.В., Агапова Г.А. Генетическая структура кижуча (Oncorhynchuskisutch) из рек Северо-Востока России по данным о полиморфизме гена цитохрома bмитохондриальной ДНК// Известия РАН. Серия Биологическая. 2017. № 6 . С.13–19.

Бачевская Л.Т., Переверзева В.В., Агапова Г.А., Примак А.А., Грунин С.И. Генетическая структура обыкновенной щуки (EsoxluciusL.) из некоторых рек северо-востока России // Известия РАН. Серия Биологическая. 2019. № 2. С. 154–161