Основная область интересов – механизмы возникновения числовых и структурных хромосомных нарушений в соматических клетках человека в зависимости от воздействия внешних и внутренних факторов.
В 2010 г. была защищена кандидатская диссертация по теме «Действие малых доз инкорпорированного плутония-239 на частоту анеуплоидии в соматических клетках человека». В ней было обнаружено влияние плутония-239 в лимфоцитах периферической крови работников радиохимического производства на частоту хромосомного нерасхождения и отставания. Кроме того, был проведен анализ вклада этих механизмов в общую частоту анеуплоидии в соматических клетках человека (Тимошевский и др., 2010). Материалы кандидатской диссертации позволили охарактеризовать анеугенный эффект радиации в качестве нового компонента в оценке генотоксических рисков (Лебедев и др., 2011) и вошли в монографию (Ильинских и др., 2011). В продолжение этой работы индукция анеуплоидии после воздействия ионизирующего излучения была показана и в клетках онкологических больных в ходе лучевой терапии (Мельников и др., 2012; Melnikov et al., 2012).
Основной идеей последующих работ является гипотеза о влиянии эпигенетического фона на спонтанный и индуцированный мутагенез в соматических клетках человека в онтогенезе. В рамках этого направления в качестве важных компонентов эпигенетического фона рассматривается уровень метилирования ретротранспозона LINE-1, составляющего около 20% генома человека, и спонтанный уровень фокусов γH2AX, являющихся основным маркером двунитевых разрывов ДНК в клетках.
Влияние спонтанного уровня фокусов γH2AX на возникновение хромосомных нарушений и жизнеспособность клеток было обнаружено в гемопоэтических стволовых клетках (Vasilyev et al., 2013), опухолевых клеточных линиях (Markova et al., 2015), лимфоцитах периферической крови здоровых индивидов (Васильев и др., 2012; 2015) и онкологических больных (Markova et al., 2015). В настоящее время в лимфоцитах человека проведен полнотранскриптомный анализ и выявлены гены, экспрессия которых связана как со спонтанным уровнем фокусов γH2AX, так и с частотой возникающих хромосомных нарушений после мутагенного воздействия. Таким образом, показано, что спонтанный уровень фокусов γH2AX является важным компонентом эпигенетического фона, определяющим чувствительность клеток и возникновение структурных хромосомных нарушений в ответ на воздействие мутагенов.
Уровень метилирования LINE-1 потенциально может влиять на экспрессию и активность белков этого ретротранспозона, а также активировать инсерционный мутагенез, приводя к возникновению структурных хромосомных нарушений. Кроме того, изменение уровня метилирования LINE-1 в клетках потенциально связано с конформацией центромерных районов хромосом и может приводить к генерации анеуплоидии. Поэтому, нарушение уровня метилирования LINE-1 в отдельных соматических клетках может быть связано с повышением частоты числовых и структурных хромосомных нарушений, а при возникновении в эмбриогенезе – приводить к гибели всего организма. Действительно, нами был обнаружен сниженный уровень метилирования LINE-1 в плацентарных тканях спонтанных абортусов I триместра беременности с нормальным кариотипом по сравнению с нормально развивающимися эмбрионами (Васильев и др. 2015). Гиперметилирование LINE-1 также потенциально может быть связано с нарушениями внутриутробного развития, однако само по себе, по-видимому, не приводит к прерыванию беременности, так как не встречается среди спонтанных абортусов с нормальным кариотипом (Васильев и др., 2015). Тем не менее, гиперметилирование LINE-1 встречается в трофобласте хориона на фоне аномалий кариотипа. Так, повышенный уровень метилирования LINE-1 был обнаружен в трофобласте хориона спонтанных абортусов с анеуплоидией по различным хромосомам (Vasilyev et al., 2021). Дальнейший анализ показал, что выявленные эпигенетические нарушения затрагивают не только ретротранспозон LINE-1, но и промоторные области множества генов, необходимых для раннего развития (Tolmacheva et al., 2022). Более того, нарушения метилирования ретространспозона LINE-1 были выявлены и у части спонтанных абортусов с нормальным кариотипом, что поднимает вопрос о самостоятельной роли масштабных нарушений метилирования ДНК в гибели эмбрионов человека в первом триместре беременности.

Результаты работ С.А. Васильева за последние пять лет нашли отражение в многочисленных публикациях, среди которых 34 статей в рецензируемых отечественных и зарубежных журналах. Васильев С.А. за период 2017-2022 гг. являлся руководителем трех грантов различных научных фондов – РНФ, грантов и стипендии Президента. Научные достижения С.А. Васильева отмечены премией Томской области в сфере образования, науки, здравоохранения и культуры (2016), почетной грамотой Администрации города Томска (2017), почетной грамотой Администрации Томской области (2018), знаком «Будущее Томской области» (2019), благодарностью Совета ректоров ВУЗов Томской области (2021), благодарностью Министерства науки и высшего образования РФ (2022).

1. Tolmacheva E.N., Vasilyev S.A., Nikitina T.V., Lytkina E.S., Sazhenova E.A., Zhigalina D.I., Vasilyeva O.Yu., Markov A.V., Demeneva V.V., Tashireva L.A., Kashevarova A.A., Lebedev I.N. Identification of differentially methylated genes in first-trimester placentas with trisomy of chromosome 16 // Scientific Report. 2022. Vol. 12, 1166. doi:10.1038/s41598-021-04107-9.

2. Васильев С.А., Савченко Р.Р., Беленко А.А., Скрябин Н.А., Слепцов А.А., Фишман В.С., Мурашкина А.А., Грибова О.В., Старцева Ж.А., Сухих Е.С., Вертинский А.В., Сухих Л.Г., Серов О.Л., Лебедев И.Н. ADAMTS1 дифференциально экспрессируется в лимфоцитах индивидов с различным уровнем эндогенных фокусов γH2AX и частотой радиационно-индуцированных микроядер // Генетика. 2022. Т. 58, № 10. С. 1185–1196.

3. Vasilyev S.A., Skryabin N.A., Kashevarova A.A., Tolmacheva E.N., Savchenko R.R., Vasilyeva O.Yu., Lopatkina M.E., Zarubin A.A., Fishman V.S., Belyaeva E.O., Filippova M.O., Shorina A.R., Maslennikov A.B., Shestovskikh O.L., Gayner T.A., Čulić V., Vulić R., Nazarenko L.P., Lebedev I.N. Differential DNA methylation of IMMP2L gene in families with maternally inherited 7q31.1 deletions associated with intellectual disability and developmental delay // Cytogenetic and genome research. 2021. 1-15. doi: 10.1159/000514491

4. Vasilyev S.A., Markov A.V., Vasilyeva O.Yu, Tolmacheva E.N., Zatula L.A., Sharysh D.V., Zhigalina D.I., Demeneva V.V., Lebedev I.N. Method of targeted bisulfite massive parallel sequencing of the human LINE-1 retrotransposon promoter // MethodsX. 2021. Vol. 8, 101445.

5. Vasilyev S.A., Tolmacheva E.N., Vasilyeva O.Yu., Markov A.V., Zhigalina D.I., Zatula L.A., Lee V.A., Serdyukova E.S., Sazhenova E.A., Nikitina T.V., Kashevarova A.A., Lebedev I.N. LINE-1 retrotransposon methylation in trophoblast of first trimester miscarriages with aneuploidy // Journal of Assisted Reproduction and Genetics. 2020. doi:10.1007/s10815-020-02003-1.

6. Tolmacheva E.N., Vasilyev S. A., Lebedev I.N. Aneuploidy and DNA methylation as mirrored features of early human embryo development // Genes. 2020, 11(9), 1084; https://doi.org/10.3390/genes11091084 Q1

7. Kashevarova A.A., Nikitina T.V., Mikhailik L.I., Belyaeva E.O., Vasilyev, S.A., Lopatkina M.E., Fedotov D.A., Fonova E.A., Zarubin A.A., Sivtsev A.A., Skryabin N.A., Nazarenko L.P., Lebedev I.N. 46,XY,r(8)/45,XY,−8 Mosaicism as a Possible Mechanism of the Imprinted Birk-Barel Syndrome: A Case Study // Genes. 2020, 11, 1473. doi:10.3390/genes11121473.

8. Gridina M.M., Nikitina T.V., Orlova P.A., Minina J.M., Kashevarova A.A., Yakovleva Yu.S., Lopatkina M.E., Vasilyev S.A., Fedotov D.A., Mikhailik L.I., Nazarenko L.P., Lebedev I.N., Serov O.L. Establishment of an induced pluripotent stem cell line (ICGi025-A) from fibroblasts of a patient with 46,XY,r(8)/45,XY,–8 mosaicism // Stem Cell Research. 2020. 10.1016/j.scr.2020.102024.

9. Савченко Р.Р., Васильев С.А., Фишман В.С., Сухих Е.С., Сухих Л.Г., Мурашкина А.А., Лебедев И.Н. Влияние нокаута гена THBS1 на формирование радиационно-индуцированного клеточного ответа в модельной системе in vitro // Генетика. 2020. Т. 56. № 5. С. 592-601. doi: 10.31857/S0016675820050124

10. Жигалина Д.И., Скрябин Н.А., Васильева О.Ю., Лопаткина М.Е., Васильев С.А., Сивоха В.М., Беляева Е.О., Савченко Р.Р., Назаренко Л.П., Лебедев И.Н. FISH-диагностика хромосомной транслокации с использованием технологии синтеза локус-специфичных ДНК-зондов на основе ПЦР длинных фрагментов // Генетика. 2020. Т. 56. № 6. С. 704-713. https://doi.org/10.1134/S1022795420060150

11. Gridina M.M., Nikitina T.V., Pristyazhnyuk I.E., Kashevarova A.A., Lopatkina M.E., Vasilyev S.A., Nazarenko L.P., Serov O.L. Generation of the induced pluripotent stem cell line, ICAGi002-A, from unaffected carrier megabase scaled duplication involving the CNTN6 gene // Stem Cell Research. 2019. Aug 28; 40: 101556. doi: 10.1016/j.scr.2019.101556

12. Kashevarova A.A., Nazarenko L.P., Skryabin N.A., Nikitina T.V., Vasilyev S.A., Tolmacheva E.N., Lopatkina M.E., Salyukova O.A., Chechetkina N.N., Vorotelyak E.A., Kalabusheva E.P., Fishman V.S., Kzhyshkowska J., Graziano C., Magini P., Romeo G., Lebedev I.N. A mosaic intragenic microduplication of LAMA1 and a constitutional 18p11.32 microduplication in a patient with keratosis pilaris and intellectual disability // Am J Med Genet A. 2018 Sep 23. doi: 10.1002/ajmg.a.40478.

13. Kashevarova A.A., Belyaeva E.O., Nikonov A.M., Plotnikova O.V., Skryabin N.A., Nikitina T.V., Vasilyev S.A., Yakovleva Yu.S., Babushkina N.P., Tolmacheva E.N., Lopatkina M.E., Savchenko R.R., Nazarenko L.P., Lebedev I.N. Compound Phenotype in a Girl with r(22), Concomitant Microdeletion 22q13.32-q13.33 and Mosaic Monosomy 22 // Molecular Cytogenetics. 2018. Vol. 11, № 26. doi: 10.1186/s13039-018-0375-3.

14. Nikitina T.V., Menzorov A.G., Kashevarova A.A., Gridina M.M., Khabarova A.A., Yakovleva Yu.S., Lopatkina M.E., Kizilova E.A., Vasilyev S.A., Serov O.L., Lebedev I.N. Generation of two iPSC lines (IMGTi001-A and IMGTi001-B) from human skin fibroblasts with ring chromosome 22 // Stem Cell Research. 2018. P. 244-248. doi: 10.1016/j.scr.2018.08.012.

15. Nikitina T.V., Menzorov A.G., Kashevarova A.A., Gridina M.M., Khabarova A.A., Yakovleva Yu.S., Lopatkina M.E., Pristyazhnyuk I.E., Vasilyev S.A., Serov O.L., Lebedev I.N. Induced pluripotent stem cell line, IMGTi003-A, derived from skin fibroblasts of an intellectually disabled patient with ring chromosome 13 // Stem Cell Research. 2018. Vol. 33. P. 260-264.