Влияние взаимодействий между Su(Hw)-зависимыми инсуляторами на эффект трансвекции у Drosophila melanogaster

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Трансвекция – явление межаллельной коммуникации, при которой энхансеры могут активировать специфичный промотор, расположенный на гомологичной хромосоме. Значительную роль в обеспечении функциональных взаимодействий между энхансерами и промоторами играют инсуляторы. В представленной работе мы смоделировали ситуацию, когда рядом с локализованными на гомологичных хромосомах энхансерами и промоторами находятся две или три копии инсулятора. На примере инсулятора Su(Hw) мы показали, что функциональное взаимодействие между парой инсуляторов способствует энхансер-промоторным транс-взаимодействиям. Взаимодействие между тремя инсуляторами, наоборот, может приводить к формированию хроматиновых петель стерически препятствующих полноценному энхансер-промоторному взаимодействию. Результаты работы позволяют предположить участие инсуляторов в регуляции гомологичного спаривания хромосом и в коммуникации между отдаленными геномными локусами.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. С. Мельникова

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)

Автор, ответственный за переписку.
Email: lsm73@mail.ru
Россия, Москва

В. В. Молодина

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)

Email: lsm73@mail.ru
Россия, Москва

П. Г. Георгиев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)

Email: lsm73@mail.ru

академик РАН

Россия, Москва

А. К. Головнин

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН)

Email: lsm73@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Hafner A., Boettiger A. The spatial organization of transcriptional control // Nat Rev Genet. 2023. V. 24. №1. P. 53–68.
  2. Kyrchanova O., Sokolov V., Georgiev P. Mechanisms of Interaction between Enhancers and Promoters in Three Drosophila Model Systems // Int J Mol Sci. 2023. V. 24. № 3. P. 2855.
  3. Cavalheiro G.R., Pollex T., Furlong E.E. To loop or not to loop: what is the role of TADs in enhancer function and gene regulation? // Curr Opin Genet Dev. 2021. V. 67. P. 119–129.
  4. Geyer P.K., Corces V.G. DNA position-specific repression of transcription by a Drosophila zinc finger protein // Genes Dev. 1992. V. 6. № 10. P. 1865–1873.
  5. Baxley R.M., Bullard J.D., Klein M.W., et al. Deciphering the DNA code for the function of the Drosophila polydactyl zinc finger protein Suppressor of Hairy-wing // Nucleic Acids Res. 2017. V. 45. № 8. P. 4463–4478.
  6. Melnikova L., Kostyuchenko M., Molodina V., et al. Interactions between BTB domain of CP190 and two adjacent regions in Su(Hw) are required for the insulator complex formation // Chromosoma. 2018. V. 127. № 1. P. 59–71.
  7. Golovnin A., Melnikova L., Babosha V. The N-Terminal Part of Drosophila CP190 Is a Platform for Interaction with Multiple Architectural Proteins // Int J Mol Sci. 2023. V. 24. № 21. P. 15917.
  8. Bartkuhn M., Straub T., Herold M., et al. Active promoters and insulators are marked by the centrosomal protein 190 // EMBO J. 2009. V. 28. № 7. P. 877–898.
  9. Gause M., Morcillo P., Dorsett D. Insulation of enhancer-promoter communication by a gypsy transposon insert in the Drosophila cut gene: cooperation between suppressor of hairy-wing and modifier of mdg4 proteins // Mol Cell Biol. 2001. V. 21. № 14. P. 4807–4817.
  10. Melnikova L., Kostyuchenko M., Molodina V., et al. Multiple interactions are involved in a highly specific association of the Mod(mdg4)-67.2 isoform with the Su(Hw) sites in Drosophila // Open Biol. 2017. V. 7. № 10. P. 170150.
  11. Stogios P.J., Downs G.S., Jauhal J.J.S., et al. Sequence and structural analysis of BTB domain proteins // Genome Biol. 2005. V. 6. № 10. P. R82.
  12. Savitskaya E., Melnikova L., Kostuchenko M., et al. Study of long-distance functional interactions between Su(Hw) insulators that can regulate enhancer-promoter communication in Drosophila melanogaster // Mol Cell Biol. 2006. V. 26. № 3. P. 754–761.
  13. Duncan I.W. Transvection effects in Drosophila // Annu Rev Genet. 2002. V. 36. P. 521–556.
  14. Kravchenko E., Savitskaya E., Kravchuk O., et al. Pairing between gypsy insulators facilitates the enhancer action in trans throughout the Drosophila genome // Mol Cell Biol. 2005. V. 25. № 21. P. 9283–9291.
  15. Geyer P.K., Corces V.G. Separate regulatory elements are responsible for the complex pattern of tissue-specific and developmental transcription of the yellow locus in Drosophila melanogaster // Genes Dev. 1987. V. 1. № 9. P. 996–1004.
  16. Qian S., Varjavand B., Pirrotta V. Molecular analysis of the zeste-white interaction reveals a promoter-proximal element essential for distant enhancer-promoter communication // Genetics. 1992. V. 131. № 1. P. 79–90.
  17. Geyer P.K., Spana C., Corces V.G. On the molecular mechanism of gypsy-induced mutations at the yellow locus of Drosophila melanogaster // EMBO J. 1986. V. 5. № 10. P. 2657–2662.
  18. Scott K.C., Taubman A.D., Geyer P.K. Enhancer blocking by the Drosophila gypsy insulator depends upon insulator anatomy and enhancer strength // Genetics. 1999. V. 153. № 2. P. 787–798.
  19. Bischof J., Maeda R.K., Hediger M., et al. An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases // Proc Natl Acad Sci U S A. 2007. V. 104. № 9. P. 3312–3317.
  20. Baxley R.M., Soshnev A.A., Koryakov D.E., et al. The role of the Suppressor of Hairy-wing insulator protein in Drosophila oogenesis // Dev Biol. 2011. V. 356. № 2. P. 398–410.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схематичное изображение трансгенов (Schematic representation of transgenes). Над каждой схемой указано название трансгена. Сайт attB изображен в виде прямоугольника и подписан. Сайты связывания белка Su(Hw) (S×4) – вертикальные прямоугольники; энхансеры глаз (E), щетинок (Br), крыловых пластин (W) и тела (B) – овалы; сайты FRT и loxP – горизонтальные стрелки; промоторы генов yellow (y) и white (w) – квадраты внутри прямоугольников, изображающих гены, направление транскрипции которых обозначено стрелкой.

Скачать (117KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние взаимодействий пары инсуляторов на транс-активацию модельных генов в линии WBS×4w/ES×4 и ее производных (The effect of insulators pair interactions on trans activation of model genes in the WBS×4w/ES×4 line and its derivatives). Гомологичные хромосомы изображены, как жирные черная и серая линии; ΔSu(Hw) обозначает инактивацию белка Su(Hw) в результате введения в линию сочетания мутаций su(Hw)v/su(Hw)2. Остальные обозначения, как на рис. 1.

Скачать (250KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние взаимодействий трех инсуляторов на транс-активацию модельных генов в линии ES×4/WBS×4w и ее производных (The effect of three insulator interactions on trans activation of model genes in the ES×4/WBS×4w line and its derivatives). Все обозначения, как на рис. 1 и 2.

Скачать (347KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024