Генетика, 2024, № 4

Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ ɚɤɚɞɟɦɢɹ ɧɚɭɤ
ȽȿɇȿɌɂɄȺ
Ɍɨɦ 60     ʋ 4     2024     Ⱥɩɪɟɥɶ
Ɉɫɧɨɜɚɧ ɜ ɚɩɪɟɥɟ 1965 r.
ISSN: 0016-6758
ȿɠɟɦɟɫɹɱɧɵɣ ɠɭɪɧɚɥ
ɀɭɪɧɚɥ ɢɡɞɚɟɬɫɹ ɩɨɞ ɪɭɤɨɜɨɞɫɬɜɨɦ 
Ɉɬɞɟɥɟɧɢɹ ɛɢɨɥɨɝɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɭɤ ɊȺɇ
Ƚɥɚɜɧɵɣ ɪɟɞɚɤɬɨɪ
ɇ.Ʉ. əɧɤɨɜɫɤɢɣ
Ɋɟɞɚɤɰɢɨɧɧɚɹ ɤɨɥɥɟɝɢɹ:
Ⱥ.ɉ. Ɋɵɫɤɨɜ (ɡɚɦ. ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɪɟɞɚɤɬɨɪɚ), ɋ.Ʉ. Ⱥɛɢɥɟɜ (ɡɚɦ. ɝɥɚɜɧɨɝɨ ɪɟɞɚɤɬɨɪɚ),
ɋ.Ⱥ. Ȼɪɭɫɤɢɧ (ɨɬɜɟɬɫɬɜɟɧɧɵɣ ɫɟɤɪɟɬɚɪɶ), Ⱥ.Ɇ. Ȼɨɪɨɧɢɧ, Ⱥ.ȼ. ȼɚɫɢɥɶɟɜ, 
ȼ.Ⱥ. Ƚɜɨɡɞɟɜ, ȿ.Ʉ. Ƚɢɧɬɟɪ, Ɍ.Ⱥ. ȿɠɨɜɚ, ɂ.Ⱥ. Ɂɚɯɚɪɨɜ-Ƚɟɡɟɯɭɫ, ɋ.Ƚ. ɂɧɝɟ-ȼɟɱɬɨɦɨɜ, 
ɇ.Ⱥ. Ʉɨɥɱɚɧɨɜ, Ⱥ.Ɇ. Ʉɭɞɪɹɜɰɟɜ, Ʌ.Ⱥ. Ʌɭɬɨɜɚ, Ⱥ.ɋ. Ɇɢɪɨɧɨɜ, ɇ.ɋ. Ɇɸɝɟ,
Ⱦ.ȼ. ɉɨɥɢɬɨɜ, ȼ.ɉ. ɉɭɡɵɪɟɜ, Ⱥ.ɘ. Ɋɠɟɰɤɢɣ (ɋɒȺ), ɇ.Ȼ. Ɋɭɛɰɨɜ, 
Ɇ.ȼ. ɏɨɥɨɞɨɜɚ, ɗ.Ʉ. ɏɭɫɧɭɬɞɢɧɨɜɚ
Ɋɟɞɚɤɰɢɨɧɧɵɣ ɫɨɜɟɬ:
ȼ.Ƚ. Ⱦɟɛɚɛɨɜ, Ⱥ.ȼ. Ʉɢɥɶɱɟɜɫɤɢɣ (Ȼɟɥɚɪɭɫɶ), ɋ.ȼ. Ʉɨɫɬɪɨɜ, 
Ʉ. Ʉɪɭɬɨɜɫɤɢɣ (Ƚɟɪɦɚɧɢɹ), ɋ.Ⱥ. Ʌɢɦɛɨɪɫɤɚɹ, ɂ.Ⱥ. Ɍɢɯɨɧɨɜɢɱ, 
Ⱦ. ɍɨɬɫɨɧ (ɋɒȺ), ɋ.ȼ. ɒɟɫɬɚɤɨɜ, ȼ. Ʉ. ɒɭɦɧɵɣ
Ɂɚɜ. ɪɟɞɚɤɰɢɟɣ ȿ.ȼ. Ɍɢɯɨɦɢɪɨɜɚ
Ⱥɞɪɟɫ ɪɟɞɚɤɰɢɢ: 119991, Ƚɋɉ-1, Ɇɨɫɤɜɚ ɭɥ. Ƚɭɛɤɢɧɚ, ɞ. 3, 
ɬɟɥ.: 8-499-135-50-45
e-mail: genetika@vigg.ru
ɋɚɣɬ ɠɭɪɧɚɥɚ: http://www.vigg.ru/genetika/
Ɇɨɫɤɜɚ
ɎȽȻɍ «ɂɡɞɚɬɟɥɶɫɬɜɨ «ɇɚɭɤɚ»
 
© Ɋɨɫɫɢɣɫɤɚɹ ɚɤɚɞɟɦɢɹ ɧɚɭɤ, 2024
© Ɋɟɞɤɨɥɥɟɝɢɹ ɠɭɪɧɚɥɚ «Ƚɟɧɟɬɢɤɚ»
    (ɫɨɫɬɚɜɢɬɟɥɶ), 2024

ГЕНЕТИКА, 2024, том 60, № 4
СОДЕРЖАНИЕ
Том 60, номер 4, 2024
УДК
Обзорные и теоретические статьи
Роль мобильных генетических элементов в формировании долговременной памяти
Р. Н. Мустафин, Э. К. Хуснутдинова 
3
Происхождение, генетическое разнообразие и миграционные пути культурной  
полбы Triticum dicoccum
А. В. Фисенко, А. Ю. Драгович 
20
Молекулярная генетика
Функции хеликазы MLE Drosophila melanogaster вне дозовой компенсации: молекулярная природа  
и плейотропный эффект мутации mle[9]
Г. А. Ашниев, С. Г. Георгиева, Ю. В. Николенко  
34
Генетика животных
Цитохромы P450 2f и гены поведенческих черт: ковариации экспрессии в мозге человека  
и полиморфизм ортологов у домашних коз
А. К. Пискунов, П. М. Марченко, Г. Р. Свищева, Ж. В. Самсонова, А. В. Кудрявцева, 
Ю. А. Столповский, В. Н. Воронкова 
47
Филогеографическая структура Alexandromys maximowiczii Schrenk, 1859 (Rodentia, Cricetidae):  
сопоставление данных изменчивости контрольного региона мтДНК и полиморфизма хромосом
И. Н. Шереметьева, И. В. Картавцева, М. В. Павленко, У. В. Горобейко, Ю. А. Баженов, 
И. В. Моролдоев, Л. Л. Войта 
58
Генетика человека
Частые генетические варианты аутосомно-рецессивных несиндромальных форм наследственных  
заболеваний сетчатки у жителей Российской Федерации
Н. Ю. Огородова, А. А. Степанова, О. А. Щагина, В. В. Кадышев, А. В. Поляков 
69
Полиморфизм генов Толл-подобных рецепторов в выборке больных ВИЧ-инфекцией  
и туберкулезом из стран Восточной Европы и Центральной Азии
С. А. Саламайкина, В. И. Корчагин, К. О. Миронов, Е. И. Кулабухова, 
В. Н. Зимина, А. В. Кравченко 
84
Анализ вовлеченности генов предрасположенности к ишемической болезни сердца в реализацию  
сигнальных и метаболических путей
Н. Ю. Часовских, Е. Е. Шестакова 
94
Оценка скорости возникновения мутаций в STR-локусах Y-хромосомы в якутской популяции 
Д. С. Адамов, С. А. Федорова 
104
Индекс метилирования ретротранспозона LINE-1 коррелирует с уровнем сестринских  
хроматидных обменов и частотой аберраций хроматидного типа у персонала радиохимического  
производства с инкорпорированным плутонием-239
С. А. Васильев, Е. Н. Толмачева, Е. А. Саженова, Н. Н. Суханова, Ю. С. Яковлева, Н. Б. Торхова, 
М. Б. Плаксин, И. Н. Лебедев 
114
Краткие сообщения
Молекулярно-генетические и мейотические особенности дагестанских полевок Microtus (Terricola) 
daghestanicus восточной части Северного Кавказа
А. С. Богданов, М. М. Ацаева, Д. Д. Арсанукаев, С. Н. Матвеевский 
123
Персоналии
К 90-летию со дня рождения профессора Юрия Федоровича Богданова 
128
1

ГЕНЕТИКА, 2024, том 60, № 4
УДК
2

ГЕНЕТИКА, 2024, том 60, № 4
, с. 3–19
ОБЗОРНЫЕ 
И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СТАТЬИ
УДК 159.953.3
РОЛЬ МОБИЛЬНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ 
В ФОРМИРОВАНИИ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ ПАМЯТИ
© 2024 г.  Р. Н. Мустафин1, *, Э. К. Хуснутдинова2
1Башкирский государственный медицинский университет, Уфа, 450008 Россия
2Институт биохимии и генетики – обособленное структурное подразделение Уфимского федерального исследовательского 
центра Российской академии наук, Уфа, 450054 Россия
*е-mail: ruji79@mail.ru
Поступила в редакцию 17.10.2023 г.
После доработки 24.11.2023 г.
Принята к публикации 29.11.2023 г.
В ряде экспериментальных исследований оспорено значение синаптической пластичности и доказана роль 
транспозонов в консолидации памяти. Это обусловлено cis-регуляторным влиянием активированных мобильных генетических элементов на экспрессию генов, а также инсерциями в новые локусы генома вблизи 
участвующих в функционировании головного мозга генов. Транскрипты и белки эндогенных ретровирусов 
транспортируются в области синапсов дендритов и передают информацию для изменения экспрессии генов в соседние клетки за счет формирования вирусоподобных частиц в составе везикул. Благодаря этому 
обеспечивается взаимосвязь синаптической пластичности с ядерным кодированием, поскольку мобильные 
генетические элементы являются также драйверами эпигенетической регуляции за счет взаимосвязи с произошедшими от них некодирующими РНК. Проведенный нами анализ научной литературы позволил  выявить роль 17 возникших от транспозонов микроРНК в нормальном формировании памяти. При нейродегенеративных заболеваниях с нарушением памяти нами выявлено изменение экспрессии 44 произошедших 
от мобильных генетических элементов микроРНК. Это свидетельствует о возможностях таргетного воздействия на патологическую активацию транспозонов при нейродегенеративных болезнях для восстановления 
памяти с использованием микроРНК в качестве инструментов. 
Ключевые слова: микроРНК, мобильные генетические элементы, память, ретроэлементы, эпигенетические 
механизмы.
DOI: 10.31857/S0016675824040015 EDN: CRQAPN 
клеточным механизмом обучения и хранения 
памяти [4].
Консолидация памяти – это процесс, посредством которого вновь сформированная и нестабильная память превращается в стабильную 
долговременную память (ДП) [1]. Нейробиологическая природа следа памяти (инграммы) 
в настоящее время остается спорной. Наиболее распространенная гипотеза синаптической 
пластичности (СП) заключается в хранении ДП 
в виде стабильных изменений синаптических 
связей, вызванных обучением. Зависящая от активности СП индуцируется в соответствующих 
синапсах во время формирования памяти и одновременно необходима для кодирования и хранения следов памяти, опосредованной областью 
мозга, в которой она наблюдается [2]. Считается, что синаптическая активность обеспечивает 
хранение информации и консолидацию памяти 
в головного мозге. Для этого необходим быстрый 
синтез мРНК в ядре и белков в синапсах [3]. Долговременное потенцирование (LTP – long-term 
potentiation) синаптической передачи признано 
В формирование ДП вовлечены различные 
гены, наиболее известным из которых является 
CREB (cAMP-responsive element binding protein). 
Мутации в гене CREB вызывают дефицит памяти 
у мышей [5]. Продукт гена CREB вместе с глюкокортикоидными рецепторами вовлечен во внутриклеточные механизмы влияния глюкокортикоидов на формирование ДП в гиппокампе [6]. В 
экспериментах на дрозофиле показана роль гена 
бета-катенина (CTNNB1) в консолидации ДП за 
счет воздействия на Wnt-сигнальные пути [7]. 
При исследовании здоровых людей определено 
влияние на ДП полиморфных вариантов генов 
дофаминергической системы: DAT1, DRD4, CNR1 
[8]. Систематические обзоры накопленных в научной литературе данных показали стимулирующее влияние на развитие памяти кодирующих 
транскрипционные факторы генов NF-κB  [9], 
3

МУСТАФИН, ХУСНУТДИНОВА
ме РНК-зависимого метилирования ДНК [13]. 
Данные молекулы наиболее перспективны для 
возможной коррекции памяти в норме и патологии.
ОСПАРИВАНИЕ РОЛИ СИНАПТИЧЕСКОЙ 
ПЛАСТИЧНОСТИ В КОНСОЛИДАЦИИ 
ПАМЯТИ
Zif268, XBP1, Srf, Npas4, Foxp1, Crtc1, c-Rel [5]. 
Помимо необходимых для консолидации памяти 
генов, к которым относится также NR2B (кодирует субъединицу инотропного глутаматного рецептора N-метил-d-аспартата), важное значение 
в регуляции ДП имеют гены-супрессоры памяти, к которым относят AIM2, ATF4, BChE, Bec1, 
CCR5, Cdk5, crtl1, Diap1, Dicer1, DFF45, GABAaB3, 
GABAARα4, Gabra 4, Galectin-3, GAT1, QR2, np65, 
Hcn1, Hdac2, Mef2, Kvβ1.1, PDE1b, Paip2a, Pkr, 
GCN2, IRS2, RGS14, RARalpha, p75NTR, PDE4A, 
Ogg1, PERK, RPTPsigma, Piwi1, Piwi2, S100b, 
TLCN, Pde4d, Pde8b, 11b-HSD1 [10]. Исследование генетических механизмов формирования 
ДП перспективно для возможного воздействия 
на них с целью улучшения памяти в норме и при 
нейродегенеративной патологии. В данном отношении необходим поиск наиболее значимых 
путей с исключением спорных моментов в отношении объяснения формировании ДП. Для коррекции памяти подходящими инструментами 
являются эпигенетические факторы, влияющие 
на экспрессию специфических генов и носящие 
обратимый характер. 
В ряде исследований получены данные, свидетельствующие о консолидации ДП без участия 
синаптической пластичности. Например, было 
выявлено и подтверждено, что ДП в виде распознавания текстурированной поверхности для 
определения наличия пищи сохраняется у планарии после удаления головы и последующей 
регенерации, включая головной мозг. Планарии 
проявляют привыкание к окружающей среде, сохраняя об этом ДП не менее 14 дней, что достаточно для регенерации головного мозга [14]. Кокультуры двигательных и сенсорных нейронов 
брюхоногого моллюска, морского зайца Aplysia, 
тренировали с интервальными импульсами серотонина, который запускал долговременную 
сенсибилизацию. Блокада реконсолидации приводила к тому, что количество пресинаптических 
связей возвращалось к исходному значению до 
тренировки. Однако окончательная синаптическая структура не была достигнута. При этом ДП 
для сенсибилизации скрыто сохранялась после 
ее очевидного устранения анти-мнемоническими препаратами, которые стирают связанный с 
обучением рост синапсов [15]. 
В рамки гипотезы СП не укладываются также следующие факты. У насекомых во время 
метаморфоза происходит респецификация нейронов, способствующая общей реорганизации 
нервной системы. Многие вновь образованные 
нейроны в областях зрительной и хемосенсорной обработки головного мозга включаются в 
личиночную нервную систему. При этом происходит реорганизация морфологии дендритов 
и изменение взаимосвязей между нейронами. 
У мотылька Manduca sexta на стадии гусеницы 
формировали память о необходимости избегать 
специфический запах, которая сохранялась в 
течение метаморфоза (с реорганизацией синапсов) и определялась у зрелых мотыльков [16]. 
Сходные данные получены на других животных. 
При помощи клеточной маркировки, зависящей от обучения, было определено увеличение 
синаптической силы и плотности дендритных 
шипов, особенно в консолидированных клетках 
энграммы памяти. Эти свойства отсутствовали 
К эпигенетическим факторам относятся метилирование цитозина в молекуле ДНК, модификации гистонов и РНК-интерференция 
с участием некодирующих РНК (нкРНК). Метилирование ДНК под влиянием различных 
ДНК-метилтрансфераз преимущественно подавляет экспрессию генов. На данный процесс 
влияют ДНК-деметилазы (которые устраняют 
метки 5-метилцитозина) и другие белки, такие 
как Gadd45b (способствует деметилированию) 
[5]. Мыши с нокаутом гена Gadd45d проявляли нарушенную память о страхе [11]. Показана 
также роль в регуляции памяти метилцитозиндиоксигеназ Tet (Ten-eleven translocation). При 
старении в зубчатой извилине гиппокампа наблюдается снижение экспрессии Tet2, повышение которой способствует восстановлению памяти (контекстуальной обусловленности страха 
у мышей) [12]. На формирование памяти влияют 
модификации гистонов (H2BK120ub, H3K9me2, 
H3K36me3, H3K27me3, H3K9me3, H3K4me3, 
H3K14ac, H3K9ac) и специфические белки, вызывающие эти модификации (UTX, SUV39H1, 
Sp3, L3MBTL1, KMT2B, KMT2A, HCAC7, 
HDAC4/5, HDAC3, HDAC1, G9a/GLP, Chd1) 
[5]. Метилирование ДНК и модификации гистонов в специфических локусах зависят от влияния 
микроРНК, которые являются гидами, узнающими комплементарные последовательности не 
только мРНК, но и молекулы ДНК в механизГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024

РОЛЬ МОБИЛЬНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
5
в клетках энграмм при амнезии, вызванной ингибитором синтеза белка, однако прямая оптогенетическая активация этих клеток приводила 
к восстановлению памяти, что коррелировало с 
сохранением связей, специфичных для клеток 
энграммы. Мышей обучали памяти контекстуального обуславливания страха, после чего животным вводили ингибитор синтеза белка анизомицин, нарушающий консолидацию ДП. На 
следующий день обученные мыши не проявляли страха в тренировочной камере. Оптическая 
стимуляция восстанавливала память о страхе у 
мышей при реактивации клеток энграммы в отсутствие синаптических изменений [1]. 
крипции МГЭ являются переносчиками информации через синапсы при формировании памяти 
[21, 22]. В 2022 г. была опубликована основанная 
на РНК теория естественных универсальных вычислений, которая могла бы дополнить гипотезу 
СП [23]. Однако компьютерные программы неэффективны без знаний молекулярных механизмов, лежащих в основе консолидации памяти, 
поскольку РНК являются лишь инструментами в 
сложной системе ядерного кодирования. Основными же источниками РНК и эпигенетической 
информации, выражающейся в ДП в головном 
мозге, могут служить МГЭ. Согласно проведенным проектам FANTOM и ENCODE, 98% всех 
последовательностей генома транскрибируются 
с образованием функциональных нкРНК [24], 
которые образуются непосредственно из транскриптов МГЭ [25] или произошли от них в эволюции [26, 27]. Согласно подробному анализу 
ядерной ДНК человека, 69% всех ее последовательностей можно отнести к МГЭ и образованным из них повторам [28]. Более того, многие 
белок-кодирующие гены [29], в том числе гены 
транскрипционных факторов, а также сайты 
связывания с ними [30] произошли в эволюции 
от МГЭ. 
ИССЛЕДОВАНИЯ РОЛИ ТРАНСПОЗОНОВ 
В ФОРМИРОВАНИИ ПАМЯТИ
В связи с вышеизложенными фактами о возможности сохранения ДП без участия СП актуально создание новой гипотезы, объясняющей 
механизмы консолидации ДП. Наиболее вероятна роль эпигенетических факторов, поскольку 
важной составной частью обучения и процесса 
запоминания являются модификации хроматина, а изменения активности влияющих на них 
ферментов влияют на когнитивные способности человека и животных [17]. Действительно, в 
исследованиях на крысах воздействие ингибитора ДНК-метилтрансферазы (DNMT – DNA 
methyltransferase) разрушало полностью консолидированную память о страхе через один месяц 
после контекстуального сохранения страха [18]. 
В экспериментах на мышах было показано, что 
приобретение и поддержание кратковременной 
памяти и ДП требуют изменений в модификации хроматина в нейронах и в других клетках 
головного мозга [17]. Систематический обзор 
научной литературы показал, что усиление ацетилирования гистонов за счет манипулирования активности специфической изоформы 
ацетилтрансферазы гистонов (HDAC – Histone 
AcetylTransferase) и DNMT в нейронах ограничивает консолидацию памяти [19].
МГЭ являются структурными элементами генома человека, способными перемещаться в нем 
за счет кодируемых собственными генами ферментов (автономные МГЭ) или белковых продуктов других МГЭ (неавтономные). В зависимости 
от способа транспозиции МГЭ классифицируют 
на два класса. К первому из них относят ретроэлементы (РЭ). Они перемещаются с помощью 
механизма “копирования и вставки” путем обратной транскрипции собственных РНК. Этот 
класс подразделяется на содержащие длинные 
концевые повторы (LTR – long terminal repeats) – 
LTR-РЭ и на не содержащие их – nonLTR-РЭ 
(автономные LINE (Long Interspersed Elements), 
неавтономные SINE (Short Interspersed Elements) 
и SVA (SINE-VNTR-Alu)). Ко второму классу относятся ДНК-транспозоны, которые перемещаются путем “вырезания и вставки” [20]. Ключевую роль в обучении и памяти играет гиппокамп, 
патологические изменения в котором наблюдаются при различных нейродегенеративных болезнях человека и при старении [31]. Зубчатая 
извилина гиппокампа является центром нейрогенеза человека и экспериментальных животных, включая крыс и мышей. В данной области 
Причинами эпигенетических изменений при 
формировании ДП могут быть запрограммированные механизмы активации транспозонов 
(мобильных генетических элементов (МГЭ)), 
являющихся драйверами эпигенетической регуляции и управления экспрессии генов в онтогенезе [20]. Рассмотрение роли МГЭ в формировании ДП может объединить гипотезу ядерного 
кодирования информации на уровне модификации хроматина (за счет воздействия на эпигенетические факторы) и на уровне ДНК (за счет 
инсерций МГЭ в геном) с гипотезой синаптической пластичности, поскольку продукты трансГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024

МУСТАФИН, ХУСНУТДИНОВА
6
в нейрональных стволовых клетках (НСК) в экспериментах на крысах были описаны активные 
перемещения LINE1, которые были предложены в качестве драйверов дифференцировки НСК 
в различные типы нейронов в связи с формированием соматического мозаицизма [32]. При исследовании головного мозга людей в двух независимых работах были доказаны перемещения 
LINE1 в НСК [33, 34]. 
Эксперименты на мышах показали, что воздействие новой среды приводит к увеличению 
количества двухцепочечных разрывов в нейронах многих областей головного мозга, особенно 
в зубчатой извилине гиппокампа. Оптогенетическая стимуляция нейронов полосатого тела 
также приводила к усилению двухцепочечных 
разрывов ДНК в стимулированных клетках [46]. 
Источниками двухцепочечных разрывов ДНК 
могут служить МГЭ в ходе их транспозиций в 
новые локусы генома [47], что позволяет предположить их роль в реакциях клеток гиппокампа на воздействие среды с формированием ДП. 
Действительно, в экспериментах на мышах при 
ингибировании LINE1 в гиппокампе была показана роль РЭ в консолидации ДП за счет геномного мозаицизма. Для этого мышей помещали 
на освещенную сторону, после чего разрешали 
перейти на темную сторону камеры, где били током. Память об обучении отражалась в увеличении латентности мыши при переходе в темную 
сторону камеры. Введение ламивудина (который 
ингибирует обратную транскриптазу LINE1) в 
гиппокамп сразу и через один час после обучения не влияло на ДП. Однако через 72 ч память 
значительно ухудшалась [48]. 
У человека полногеномное профилирование 
Alu и LINE1 геномной ДНК из образцов мозжечка, лобной коры, субвентрикулярной зоны, 
зубчатой извилины и миокарда показало сотни 
соматических вставок каждой из этих тканей. 
Наибольшая концентрация инсерций РЭ была 
выявлена в зубчатой извилине гиппокампа [35], 
в которой количество новых инсерций наиболее активных LINE1 на одну клетку составляло 
в среднем 13.7. Транспозиции были обнаружены 
вблизи генов, необходимых для работы нейронов, что свидетельствует о влиянии этих инсерций на функционирование клеток [36]. Поскольку 
МГЭ 
являются 
высокочувствительными 
сенсорами генома на стрессовые воздействия 
[37] и на изменения внутренней среды в онтогенезе [20], логично предположить роль специфических активаций МГЭ в формировании памяти. 
Было доказано, что во взрослом головном мозге человека триггерами для экспрессии LINE1 
в клетках гиппокампа являются стресс [38, 39], 
физические упражнения [40], прием кокаина 
[41], метамфетамина [42] и алкоголя [43]. 
Можно предположить, что в ходе эволюции 
использование РЭ в качестве инструментов 
для консолидации ДП было обусловлено значительным количеством и распространением 
МГЭ в геноме, что предполагает безграничное 
число их комбинаций со взаимодействием с 
произошедшими от них в эволюции белок-кодирующих генов [29], длинных нкРНК [26], 
микроРНК [27], транскрипционных факторов 
и сайтов связывания с ними [30]. Подобно VDJ 
рекомбинации в иммунной системе, сформированной благодаря ДНК-транспозонам, соматическая комбинация экспрессии генов под 
влиянием РЭ в головном мозге имеет возможности образования грандиозного разнообразия 
фенотипов нейронов [44]. ДНК-транспозоны 
составляют лишь 5% генома человека, тогда как 
LTR-РЭ занимают 10%, LINE1 – 17%, SINE1 – 
10% [45]. Более того, ферменты РЭ могут быть 
использованы для создания ретрокопий белок-кодирующих генов [44].
На мышах были проведены также исследования реконсолидации контекстно-зависимой 
памяти о страхе. В камерах наблюдения путем 
измерения процента времени, затраченного на 
замирание в течение 5 мин, оценивалась память 
о страхе, далее образцы гиппокампа и префронтальной коры использовали для количественной 
RT-PCR мРНК LINE1-элементов. В результате 
была выявлена экспрессия мРНК LINE1 в гиппокампе и префронтальной коре при воспоминании о страхе. После реактивации памяти о страхе 
вводили ламивудин – реконсолидация памяти о 
страхе заметно подавлялась за счет ингибирования LINE1 [49]. Хотя активация РЭ в норме является основой для формирования памяти, их патологическая экспрессия может стать причиной 
нарушения ДП и развития нейродегенеративных болезней. Так, ингибитор обратной транскриптазы ламивудин в экспериментах на мышах 
P301S (смоделированных по болезни Альцгеймера (БА)) уменьшал типичные для таупатий гистопатологические признаки: фосфорилирование тау, воспаление, гибель нейронов, атрофию 
гиппокампа. Ламивудин ослаблял двигательные 
нарушения и улучшал кратковременную память. 
На линиях клеток HeLa была показана способность ламивудина подавлять инсерции LINE1 
[50]. Ингибиторы обратной транскриптазы влиГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024

РОЛЬ МОБИЛЬНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
7
яют также на активацию HERV-K при нейродегенерации [51]. У трансгенных мышей с нейродегенерацией [52] и в головном мозге пациентов 
с болезнью Альцгеймера [53, 54] патологическое 
накопление тау-белков ведет к прогрессирующей активации РЭ с возрастом. Посредниками 
данных изменений могут быть пиРНК, экспрессия которых при этом снижается, поскольку piРНК являются ингибиторами РЭ [51].
процесса консолидации ДП, который представляет собой своеобразную тканеспецифическую 
кодировку, сформированную в ходе эволюции 
животных. О роли ERV в консолидации ДП свидетельствуют экспериментальные исследования 
на мышах, лишенных митохондриального противовирусного сигнального белка MAVS для 
стимулятора генов интерферона STING. У этих 
животных определено повышение экспрессии 
ERV, сопровождающееся значительным нарушением памяти, связанной с гиппокампом [45]. На 
клетках глиомы человека U251 было показано, 
что повышенная экспрессия гена env ретроэлемента HERV-w активирует BDNF (brain-derived 
neurotrophic factor) [59], который играет важную 
регуляторную роль в синаптической передаче и 
LTP в гиппокампе и других областях головного 
мозга для формирования различных форм памяти. Его эффекты опосредованы рецепторами 
тропомиозин-родственной 
киназы-В 
(TrkB), 
которые связаны с активацией путей фосфолипазы C-γ, фосфатидилинозитол-3-киназы и Ras/
ERK. Белок BDNF регулирует транспорт мРНК 
вдоль дендритов и их активную трансляцию в 
синапсах, модулируя фазы инициации и элонгации белкового синтеза и воздействуя на специфические микроРНК [60]. 
В экспериментах на дрозофиле показано, что 
транспозиции в головном мозге происходят среди связанных с памятью нейронов, в которых 
экспрессируются взаимодействующие с пиРНК 
белки Aubergine и Argonaute-3 и подавляющие 
экспрессию РЭ (потеря этих белков коррелирует с активацией РЭ). Секвенирование отдельных 
нейронов показало более 200 de novo вставок РЭ 
в нейронах, связанных с памятью [55]. Согласно 
данным консорциумов ENCODE и FANTOM, 
активность МГЭ зависит от типа клеток и влияет 
на экспрессию соседних генов. Наибольшее значение МГЭ имеют в регуляции работы головного 
мозга, в котором, по сравнению с другими тканями, обнаруживается наибольшее количество 
соматических ретротранспозиций. При этом 
МГЭ обеспечивают разнообразные адаптивные 
функции ЦНС. Они реагируют на воздействия 
стероидов, эпигенетических и средовых факторов, изменяя работу нейромедиаторных систем 
для приспособления к меняющимся средовым 
условиям [56]. Инсерции РЭ играют регуляторную роль не только для НСК, но и в позднюю 
фазу дифференцировки нейронов [2]. В результате этого формируется специфический характер 
экспрессии генов в нейронах, расположенных в 
определенных областях головного мозга [57]. 
При исследовании головного мозга дрозофилы [61] и отдельных клеток гиппокампа человека 
[31] было показано, что патологическая активация РЭ при старении является причиной нейродегенерации. Выявленные изменения отражают 
общие эпигенетические закономерности, лежащие в основе старения, когда, начиная с деления 
зиготы и до созревания организма, эволюционно запрограммированная последовательная активация специфических РЭ является основой 
для дифференцировки делящихся клеток [30]. 
Эволюционный отбор направлен на сохранение вида, что подразумевает эпигенетическую 
регуляцию до половозрелости, после чего отбор 
ослабевает, и активация РЭ становится в большей степени хаотичной, вызывающей патологические изменения, приводящие к старению и 
возраст-ассоциированной патологии, такой как 
злокачественные новообразования [62]. 
РОЛЬ ПРОИЗОШЕДШИХ ОТ 
РЕТРОЭЛЕМЕНТОВ ГЕНОВ 
В ФОРМИРОВАНИИ ПАМЯТИ
Важную роль в ДП играет белок Arc (Activityregulated cytoskeleton-associated protein), регулирующий СП в контроле сигнальных сетей при 
Помимо LINE1 причиной функционального разнообразия нейронов головного мозга могут быть и другие РЭ, особенно неавтономные, 
нуждающиеся в ферментах LINE1 для своей экспрессии. Проведенные RT-qPCR и RNA-seq ядер 
отдельных нейронов показали экспрессию РЭ с 
их собственного промотора. Было выявлено, что 
SINE в гиппокампе мыши характеризуются профилями экспрессии, специфичными для типа 
клеток. Более того, в ответ на кратковременное 
воздействие на животных нового стимула SINE 
активировались в зубчатых гранулярных нейронах с течением времени, сходным с таковым 
для белок-кодирующих генов [58]. Полученные 
данные указывают на роль не только LINE1, но 
также SINE и, вероятно, других РЭ в формировании памяти, что свидетельствует о сложности 
ГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024

МУСТАФИН, ХУСНУТДИНОВА
8
лиз продемонстрировал возникновение гена Arc у 
дрозофилы также от РЭ [22]. У высших позвоночных N-область GAG-домена белка Arc приобрела 
гидрофобный связывающий карман, необходимый для канонической функции Arc по ослаблению возбуждающих синапсов. В экспериментах 
на мышах, с помощью иммунной изоляции Arc 
из головного мозга и масс-спектрометрии, было 
показано, что Arc GAG приобрел сайты фосфорилирования, которые резко меняют его синаптическую функцию и необходимы для LTP. 
Мутантный Arc, не способный фосфорилироваться, усиливает зависимую от метаботропных 
рецепторов депрессию в гиппокампе [64].
обучении, поведении и консолидации памяти. 
Транскрипция гена Arc активируется короткими поведенческими реакциями, в результате 
чего его мРНК транспортируется в область синапса дендрита, где из нее синтезируется белок 
на рибосомах [21, 22]. В 2006 г. компьютерный 
анализ показал, что ген Arc у человека произошел от РЭ Ty3/gypsy [63]. Структура белка Arc 
сходна с GAG (group-specific antigen) ретровирусов. Филогенетический анализ подтвердил, 
что ген Arc произошел от РЭ Ty3/Gypsy. Более 
того, Arc может формировать капсид-подобную 
структуру. Она инкапсулирует ретровирусные 
частицы мРНК гена Arc, которые загружаются 
во внеклеточные везикулы и транспортируются к нейронам и мышечным клеткам, передавая генетическую информацию и регуляторные 
сигналы по нейронным сетям. Так реализуется 
нейротрансмиссия генетической информации в 
форме мРНК [21, 22]. 
В экспериментах на дрозофиле было показано, что без переноса мРНК через личиночные 
нервно-мышечные соединения с мотонейрона 
на концевую пластинку мышцы происходит ослабевание синапсов [21]. Филогенетический анаМГЭ в эволюции оказались источниками 
различных белок-кодирующих генов, некоторые из которых, помимо Arc, также могут принимать участие в формировании памяти [29]. 
Поскольку происхождение от МГЭ подразумевает наличие комплементарных нуклеотидных 
последовательностей, можно предположить, что 
регуляция этих белков находится под контролем 
эпигенетических сетей, в которые вовлечены 
МГЭ. Это связано с происхождением от МГЭ 
различных генов микроРНК (рис. 1) [27]. В геИсточник в эволюции
Геном
МГЭ
БКГ
микроРНК
Спаривание
комплементарных
последовательностей
транскрипция
транскрипция
AGO
РНК
РНК
Деацетилазы
гистонов
ДНК-метилтрансферазы
процессинг
премикроРНК
AGO
микро
РНК
DICER
сплайсинг
мРНК
трансляция
Рис. 1. Схема роли МГЭ в эпигенетическом контроле произошедших от них генов. БКГ – белок-кодирующий ген; 
МГЭ – мобильный генетический элемент.
ГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024

РОЛЬ МОБИЛЬНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
9
TERT [74] регулирует формирование пространственной памяти посредством модуляции развития нейронов в гиппокампе [75]. Поскольку у 
произошедших от РЭ белок-кодирующих генов 
имеются последовательности, комплементарные РЭ, вероятна роль РЭ в регуляции экспрессии этих генов при участии микроРНК и длинных нкРНК. Это обусловлено происхождением 
длинных нкРНК [26] и микроРНК [27] от МГЭ 
как в эволюции, так и непосредственно из транскриптов МГЭ [25, 76].
ВЗАИМОСВЯЗЬ ТРАНСПОЗОНОВ С микроРНК 
В ФОРМИРОВАНИИ ПАМЯТИ В НОРМЕ
номе человека содержится более 30 белок-кодирующих генов, возникших в эволюции от HERV. 
К ним относится ген SIRH11/ZCCHC16, кодирующий ССНС тип белка цинковых пальцев, который проявляет высокую идентичность белку 
Gag ретроэлементов ERV. Данный ген играет 
роль в формировании ДП, поскольку делеция 
SIRH11/ZCCHC16 в экспериментах на мышах 
вызывает аномальное поведение, связанное с 
когнитивными способностями, включая рабочую память [65]. Участие белка Sirh11/Zcchc16 в 
формировании ДП в головном мозге обусловлено воздействием на норадренергическую систему. Филогенетический анализ показал, что ген 
SIRH11/ZCCHC16 выскоконсервативен у трех из 
четырех групп плацентарных (Euarchontoglires, 
Laurasiatheria и Afrotheria), но сильно мутировал 
у ленивцев и броненосцев надотряда млекопитающих Xenarthra. Это свидетельствует о роли гена 
в эволюции головного мозга различных животных [66]. От GAG эндогенных ретровирусов произошел ген PEG10, белковый продукт которого 
взаимодействует с ATXN2 и ATXN10 в стрессовых гранулах и внеклеточных везикулах. Предполагается роль PEG10 в развитии головного 
мозга, поскольку его сверхэкспрессия изменяет 
миграцию нейронов [67]. 
Около 70% всех микроРНК экспрессируются 
в головном мозге, при этом для каждой области 
характерен специфический паттерн активации 
микроРНК [77]. В нейронах гиппокампа индукция Dicer фактором BDNF приводит к усиленному синтезу miR-7a, -7b, -7f, -9, -107,  -124a, 
-125b, -132, -134, -143, -375 [60]. Подобно генам, молекулы которых участвуют в регуляции 
памяти, микроРНК также можно подразделить 
на стимуляторы и супрессоры консолидации 
ДП. Согласно проведенному систематическому 
обзору научной литературы, к супрессорам ДП 
относятся miR-124, miR-134, miR-206; к стимуляторам – miR-9-3p, miR-92, miR-195, кластер 
miR-183/96/182 [78]. НкРНК обильно и специфически экспрессируются в головном мозге 
млекопитающих. Анализ секвенирования РНК с 
индукцией LTP в зубчатой извилине живых крыс 
через 30 мин, 2 ч и 5 ч после высокочастотной 
стимуляции перфорантного пути показал положительную и выраженную корреляцию динамической экспрессии длинных нкРНК с белок-кодирующими генами и ретроэлементами LINE1 и 
SINE [4].
Анализ базы данных о происхождении микроРНК от транспозонов MDTE DB [27] позволил нам определить 17 таких нкРНК (табл. 1), 
участвующих в механизмах формирования памяти. Так, возникшая от LINE2 [27] miR-1264 регулирует СП нейронов гиппокампа [79], miR-151 
(произошедшей от LINE2 [27]) участвует в формировании контекстуальной памяти о страхе в 
гиппокампе. Люциферазный репортерный анализ продемонстрировал, что miR-151 нацелена 
на белок APH1a, ключевой фактор активности 
γ-секретазы [80]. Биоинформационный анализ 
показал, что miR-151 регулирует синаптическую 
реорганизацию и транскрипцию в зубчатой извилине гиппокампа головного мозга, участвуя 
От GAG ретроэлементов Gypsy-like в эволюции произошел ген фактора транскрипции 
основного белка миелина MyEF-3 [68, 69], который экспрессируется в головном мозге, регулируя его развитие [70]. Гены фосфопротеинов 
ma-1/map-1, ma-3, экспрессия которых специфична для головного мозга, произошли от GAG 
ретроэлементов Ty3/Gypsy [68, 69]. Источником 
гена RTL1 (Retrotransposons Gag like 1)/PEG11 
(Paternally expressed gene 11) в эволюции был 
ген Gag эндогенных ретровирусов. RTL1/PEG11 
характеризуется импринтингом материнского 
аллеля с экспрессией в плаценте и при эмбриональном развитии. В постнатальном периоде 
ген экспрессируется в стволе головного мозга, 
голубом пятне, таламусе и гипоталамусе. У мышей с нокаутом отцовского аллеля (Rtl1m+/p–) 
определено снижение возбудимости нейронов 
голубого пятна, а также тревожное и депрессивное поведение, нарушение обучения, социального доминирования и памяти [71]. От обратной 
транскриптазы ERV произошел белок Prp8, являющийся компонентом сплайсосомы эукариот 
[72]. В экспериментах на дрозофиле была показана ключевая роль Pp8 в контроле экспрессии 
нейропептида FMRFa в нейронах [73]. Возникший от обратной транскриптазы ретроэлементов 
ГЕНЕТИКА          том 60         № 4          2024