Search

The emergence of the new SARS-CoV-2 coronavirus has given rise to many enigmas, to which there are no answers yet. However, the degree of threat to humanity, due to the fact that by the beginning of February 2021, more than 100 million people were ill in the world, of which 2 million died, led to the fact that the efforts of many researchers were aimed at combating this disease, including massive sequencing of the complete genomes of SARS-CoV-2, as this is necessary for diagnostics and prediction of the epidemiological situation, including in the long term. Currently, a fairly high level of conservativeness of the SARS-CoV-2 genome is shown, but there is also a significant variability of intra-host viral RNA, confirming the concept of the existence of quasispecies for RNA-containing viruses. As of February 2021, the complete genomes of almost half a million coronavirus isolates have been sequenced worldwide, and a number of nomenclatures have been proposed to streamline their analysis, including the convenient dynamic nomenclature Pango lineage. Variations of SARS-CoV-2 genomes in the form of consensus SNPs (Single Nucleotide Polymorphism) and intra-host iSNVs (intra-host Single Nucleotide Variant) were demonstrated. Taking into account iSNV and minor mutations, about 85% of the 29.9 thousand nucleotides viral genome were changed at least once, but only a very few of them turned into major mutations due to certain features that ensure the predominant distribution of such strains. The example of the S-protein gene, taking into account iSNV, minor and major mutations, shows its significant variability, which is detected when sequencing hundreds of thousands of SARS-CoV-2 genomes. On the basis of the analysis of 400 complete SARS-CoV-2 genomes isolated on the territory of the Russian Federation during 2020, the dynamics of the circulation of individual strains with acquired major mutations, the representation of which is slightly different from the changes in the SARS-CoV-2 genome in the rest world, is estimated. The possibility of long-term persistence of the new coronavirus in the human body is note, while the reservoirs for the latent existence of SARS-CoV-2, in contrast, for example, to the herpes simple virus, remain unknown. There is no consensus on the possibility of reactivation of SARS-CoV-2 or reinfection. The latter is theoretically possible in cases where SARS-CoV-2 strains belonging to other genetic lineages and clades are found in the body of the "re-infected". This, however, does not exclude the possibility of mutating the virus within a single host. Despite significant progress in monitoring the spread of SARS-CoV-2, many questions remain, but as knowledge of the biology of the new coronavirus accumulates, they will also be answered.

Kok-saghyz (Taraxacum kok-saghyz Rodin) is an alternative to Hevea brasiliensis source of high quality natural rubber that is able to grow in temperate climates. However, the field cultivation of kok-saghyz is associated with a number of problems, such as the need for seed stratification, seedlings that are very sensitive to stress factors, laboriousness in the fight against weeds and pests, uneven maturation of seeds, the lack of special equipment for sowing, collecting roots and seeds. In this regard, the use of hairy roots of kok-saghyz as a raw material for obtaining natural rubber seems to be promising. The aim of our work was to obtain cultures of hairy roots of kok-saghyz and to determine the content of natural rubber in them by the hexane method. In the course of the work, 10 lines of hairy roots of kok-saghyz were obtained, capable of growing in isolated cultures. It has been shown that these hairy roots accumulate an average of 7.5% hexane extract (rubber-like substances) per dry weight, which is about 1.5 times more than the roots of field kok-saghyz. Our data indicate that the use of the hairy roots of kok-saghyz is promising for the industrial production of natural rubber.

В 2020 году исполнилось 100 лет термину «геном», предложенному немецким ботаником Г.Винклером при описании партеногенеза в растительном и животном царствах. Этимология данного слова неясна, но нам представляется, что Винклер использовал игру слов, соединив морфемы «ген», «сома» и получив “genosom” (нем.), после чего решил удалить один слог, что и привело к краткому и емкому слову «геном», объединяющему гены и составляющем для них нечто целое, что также совпало с окончаниями «–ом» отдельных биологических терминов, обозначающих некое множество (в данном случае для генома – генов). Первоначально под геномом подразумевался гаплоидный набор хромосом, и таким образом хромосомы служили элементарной единицей генома. Сейчас же с появлением возможности секвенировать полный геном его элементарной единицей стала пара нуклеотидов, но и хромосомы оказались задействованными, поскольку нуклеотидные последовательности распределяются в базах данных по хромосомам, когда такое по результатам полногеномного секвенирования становится возможным. На протяжении столетия менялись взгляды ученых, что считать геномом, подразумевая под этим его гаплоидную или диплоидную природу. Сейчас принято считать, что геном - это нуклеотидные последовательности всей совокупности генов и прочих участков ДНК гаплоидного набора хромосом конкретного вида организмов, однако и габитус и функциональное состояние каждого организма определяется его полным диплоидным геномом, тогда как при сборке гаплоидного генома a priori происходит игнорирование тех или иных азотистых оснований в отличающихся аллелях, поскольку выбирается лишь один какой-то нуклеотид, что сразу снижает ценность такого генома, которая все равно очень высока, поскольку секвенирование полных гаплоидных геномов уже очень большого числа видов организмов различного уровня генетической сложности дало весьма важную информацию о Живом. Тем не менее, для персонифицированной медицины будущего нужны знания об исключительно диплоидных геномах людей, получение которых пока представляет серьезную проблему, в отличие от нынешних квази-гаплоидных геномов, которые секвенируются почти массово. Диплоидные геномы растений также представляют интерес, в том числе для CRISPR/Cas геномного редактирования, когда необходимо произвести изменения в обоих аллелях парных хромосом, и для этого знать их возможно отличающиеся нуклеотидные последовательности крайне необходимо. Равно как и по завершении такого редактирования следует с помощью полногеномного диплоидного секвенирования выявить произведенные целевые и нецелевые мутации. Разрабатываемые подходы полногеномного секвенирования, в том числе протяженных участков ДНК вкупе с компьютерными программами, рассчитанными на фазировку данных, недавно вызвали к жизни новый термин «гаплотиг», представляющий собой гаплотип-специфичный контиг. Вне всякого сомнения, все это позволит со временем перейти к уверенному установлению полных диплоидных геномов, что придаст термину «геном» новый смысл, считая его для эукариотических организмов диплоидным, что будет к тому же отражать и саму сущность организации генома, имеющего в норме двуродительскую природу.

The paper considers the problematic aspects of detecting a new coronavirus infection using RT-PCR, which often lead to false negative diagnostic results, which occur both at the preanalytic stage and during nucleic acid amplification, including the interpretation of the obtained data. The viral load in humans was evaluated and assumptions were made about the expected number of viral particles in the studied oropharyngeal and nasopharyngeal samples. The list of diagnostic test systems approved for use in the Russian Federation for detecting SARS-CoV-2 with their brief characteristics is given. The necessity of simultaneous use of several targets in the coronavirus genome in one test system detected by probes with the same fluorochrome is noted, which on the one hand increases the probability of detection by increasing the signal, and on the other hand eliminates the false negative results that could occur in the case of mutations in the virus genome at the sites of annealing primers and hybridization probes.