Исследование процессов транскрипции и репликации митохондриальной ДНК в разных тканях при рентгеновском облучении мышей

• Автор: Губина, Нина Евгеньевна
• Шифр специальности: 03.01.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 122 с. : ил.

Оглавление.

Сокращения, принятые в работе

Введение

1. Обзор литературы

1.1. Особенности генетической системы митохондрий

1.2. Транскрипция мтДНК

1.2.1. Продукты транскрипции мтДНК

1.2.2. Механизм транскрипции и цис-активные элементы

1.2.3. Факторы транскрипции мтДНК

1.2.4. Процессинг и созревание мтРНК

1.3. Репликация мтДНК

1.3.1. Механизм репликации мтДНК и цис-активные элементы
1.3.2. Факторы репликации мтДНК
1.4. Митохондриальный нуклеоид как форма организации
аппарата экспрессии мтДНК
1.5. Ядерная регуляция транскрипции и репликации мтДНК
1.6. Функционирование генетического аппарата митохондрий в условиях окислительного стресса.
1.6.1. Условия функционирования мтДНК,
способствующие ее повреждению
1.6.2. Способы защиты митохондриального генома
2. Материалы и методы исследования
2.1. Лабораторные животные и облучение
2.2. Выделение РНК по Chomczynski (1987)
2.3. Обработка РНК ДНКазой
2.4. Обратная транскрипция
2.5. Выделение митохондрий
2.6. Выделение тотальной и митохондриальной ДНК
2.7. ПЦР в реальном времени
3. Результаты исследований и обсуждение
3.1. Определение количества митохондриальных транскринтов
в тканях контрольных мышей
3.2. Исследование процессов транскрипции мтДНК
в тканях облученных мышей
3.3. Регуляция процессов транскрипции мтДНК в тканях облученных мышей
3.3.1. Изменение количества транскриптов ядерных генов в клетках головного мозга
в разные сроки после облучения мышей в дозе 10 Гр
3.3.2. Изменение количества транскриптов ядерных генов в клетках печени
в разные сроки после облучения мышей в дозе 10 Гр
3.3.3. Изменение количества транскриптов ядерных генов в клетках скелетной мышцы
в разные сроки после облучения мышей в дозе 10 Гр
Заключение
Выводы
Цитированная литература

Сокращения, принятые в работе
мтДНК — митохондриальная ДНК яДНК - ядерная ДНК мРНК - матричная РНК мтРНК - митохондриальная РНК
кДНК - копийная ДНК (синтезированная на матрице РНК)
АФК - активные формы кислорода ЭТЦ - электрон-транспортная цепь
ND2 и ND4 - вторая и четвертая субъединицы NADH-дегидрогеназы CytB - цитохром б
АТР6 - шестая субъединица комплекса АТФ-синтазы PolRmt - митохондриальная ДНК-зависимая РНК-полимераза TFAM (mtTFA), TFB2M - факторы инициации транскрипции мтДНК NRF2 - (nuclear respiratory factor 2) ядерный респираторный фактор 2 PGC1 -alpha - Peroxisome-proliferation-activated-receptor-gamma
coactivator- alpha, коактиватор экспрессии факторов биогенеза митохондрий RIP 140 - receptor interacting protein 140kDa, корепрессор экспресии факторов биогенеза митохондрий массой 140 кДа.

экспрессии генов митохондриального биогенеза, бета-окисления жирных кислот и белков-разобщителей (Leonardsson et al., 2004; Powelka et al., 2006). В клетках скелетной мышцы RIP 140, наряду с PGC-1 -alpha, регулирует процесс дифференциации мышечных волокон: активация экспрессии RJP140 приводит к уменьшению массы митохондрий и формированию «быстрых», гликолитических волокон. Разница в активности метаболизма митохондрий между двумя типами мышечных волокон выглядит впечатляюще: уровень экспрессии R1P140 в гликолитических волокнах в условиях нормы в 15 раз больше, чем в оксидативных! (Seth et al., 2007). Показано, что RIP 140 блокирует области регулируемых генов, находящиеся рядом с консервативными сайтами связывания ядерных рецепторов и ядерных респираторных факторов (Kamei et al., 2003; Christian et al., 2005; Seth et al., 2007).
Примечательно, что, в отличие от коактиватора PGC1 -alpha, для которого показана индукция экспрессии в ответ на естественные стимулы, физиологическая активация корепрессора RIP140 не наблюдалась. Создается впечатление, что высокий уровень экспрессии этого фактора в клетках представляет собой механизм сдерживания PGCl-alpha-опосредованной регуляции. Показано, что делеция гена RIP 140 в клетках белой адипозной ткани приводит к увеличению массы митохондрий, копийности мтДНК и уровней транскрипции генов, участвующих в окислении жирных кислот, окислительном фосфорилировании и митохондриальном биогенезе. При этом в случае трансгенной гиперэкспрессии этого гена полного подавления PGC1-alpha не происходит, и при значительной мышечной нагрузке все равно наблюдается замещение гликолитических волокон оксидативными (Seth et al., 2007).
Таким образом, активаторы, коактиваторы и корепрессоры образуют гибкую систему регуляции энергетического метаболизма, в частности, транскрипции и репликации мтДНК, в ответ на действие внешних стимулов