Статус экспрессии генов и модификации хроматина на активной и неактивной X-хромосоме у обыкновенных полевок

• Автор: Дементьева, Елена Вячеславовна
• Шифр специальности: 03.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 124 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Дозовая компенсация генов Х-хромосомы у млекопитающих

1.1.1. Коэволюция половых хромосом и процесса дозовой компенсации у млекопитающих

1.1.2. Дозовая компенсация генов Х-хромосомы в онтогенезе млекопитающих

1.1.2.1. Оогенез

1.1.2.2. Сперматогенез

1.1.2.3. Предымплантационное и раннее постимплантационное развитие

1.1.2.4. Соматические ткани взрослых особей

1.1.3. Экспрессия генов Х-хромосомы в соматических тканях млекопитающих
1.1.3.1. Полностью сбалансированная экспрессия генов Х-хромосомы
1.1.3.2. Экспрессия генов Х-хромосомы, сбалансированная между полами
1.1.3.3. Несбалансированная экспрессия генов Х-хромосомы
1.1.4. Экспрессия генов Х-хромосомы в экстраэмбриональных тканях млекопитающих
1.1.5. Механизмы регуляции экспрессии генов Х-хромосомы млекопитающих
1,2. Модификации хроматина Х-хромосомы млекопитающих
1.2.1. Модификации хроматина неактивной Х-хромосомы в ходе эмбриогенеза самок млекопитающих
1.2.2. Распределение модификаций хроматина на неактивной Х-хромосоме
1.2.3. Модификации хроматина на Х-хромосоме в сперматогенезе самцов млекопитающих
1.2.4. Статус метилирования генов Х-хромосомы млекопитающих
1.3. Х-хромосома группы обыкновенных полевок рода МИсгоСш
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
2.1. Объект исследования
2.2 Методы работы с клеточными культурами

2.2.1. Состав культуральных сред и условия культивирования
2.2.2. Получение первичной культуры фибробластов легкого и ее субклонирование
2.2.3. Замораживание клеток
2.2.4. Размораживание клеток
2.3. Приготовление препаратов метафазных хромосом
2.4. Выявление позднореплицирующегося хроматина
2.5. РНК-ДНК флуоресцентная гибридизация in situ
2.6. Выделение РНК
2.7. Синтез кДНК методом обратной транскрипции
2.8. Полимеразная цепная реакция
2.9. Электрофорез ДНК в агарозном геле
2.10. Выделение фрагментов ДНК из гелей
2.11. Определение нуклеотидной последовательности ДНК
2.12. SNuPE (single nucleotide primer extension)
2.13. Выделение геномной ДНК
2.14. Саузерн блот-гибридизация геномной ДНК
2.15. Иммунофлуоресцентное окрашивание ядер и метафазных хромосом
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Статус экспрессии генов Х-хромосомы в соматических и
экстраэмбриональных тканях обыкновенных полевок
3.1.1. Получение и цитогенетическая характеристика линий фибробластов самок гибридов М. rossiaemeridionalis х М. arvalis
3.1.2. Поиск межвидовых различий нуклеотидных последовательностей генов X-хромосомы у М. arvalis и М. rossiaemeridionalis
3.1.3. Определение статуса экспрессии генов Х-хромосомы в соматических и экстраэмбриональных тканях обыкновенных полевок
3.1.3.1. Сзатус экспрессии генов Х-хромосомы в соматических тканях
3.1.3.2. Статус экспрессии генов Х-хромосомы в экстраэмбриональных тканях
3.2. Статус метилирования генов Х-хромосомы в соматических и экстраэмбриональных тканях обыкновенных полевок

за триметилирование НЗК27 на неактивной Х-хромосоме (Silva et al, 2003; Cao, Zhang, 2004). К стадии ранней бластоцисты доля бластомеров с белками комплекса PRC2 и триметилированным НЗК27 на отцовской Х-хромосоме составляет более 90%. Кроме того, для отцовской Х-хромосомы на стадии морулы характерны гипоацетилирование гистона Н4 и ассоциация с макроН2А1.2, вариантом гистона Н2А, содержащим негистоновый домен (Мак et al., 2004; Okamoto et al., 2004).
Экстраэнбриональная
эндодерма
недктивнв* Хр РНК XlSt
гнпаиетип НЗК4 i КЗК9
Импринтированмая инактивация Хр
2 кл 4 кл 8 КЛ мору л* бл»стоцмста

Случайная инактивация X хромосомы
Реактивация Хр

диметил НЗК9; RinglA/B; иИ2А гипоацетил В4

Eed/Enxi; триметнл НЗК27; млкроН2А
ги ломе гил МЗК4; гм гэолцетмл МЗК9
Экспрессий РНК гена Xist с Хр
Т рофоэктодерма мвактиьнзя хр
РНК X/St гипометил НЗК4 гипоацетил НЗК9 триметил НЗК27 иакроКгА; «Н2А 6nd/Enoci;fUnglA/B диметил НЗК9
Герминальные
клетки
Реактияацмя Xi
Соматические
клетки
метилирование ДНК
Т мак ООН 2А
поздняя репликация гмгкншетил Н4
Ced/Enxl; три метил НЗК27; диметил ИЗК9; RinglA/B;uH2A; инактивация транскрипции Распространение РНК Xist
СГВбийьиаа наследуется XI РНК XiSt
метилирование ДНК гипометил МЗК4 гипоацетил НЗК9 тркмеша НЗК27 маясроН2А; иША гипоацетня Н4 д и метил МЗХ9 полдня* раплмкащм*
Рис. 4. Динамика инактивации Х-хромосомы в онтогенезе самок мыши (Шевченко и др., 2006). Хр - Х-хромосома, унаследованная от отца, Xi - неактивная Х-хромосома, dpc -день эмбрионального развития. Расшифровка остальных обозначений дана в тексте.
На стадии ранней бластоцисты происходит диметилирование гистона НЗ по лизину в 9 положении (НЗК9) - модификация, также характерная для хроматина неактивной Х-хромосомы (Okamoto et al., 2004). Предполагается, что за установление данной модификации отвечает метилтрансфераза G9a, поскольку в эмбриональных стволовых клетках, мутантных по гену G9a, уровень диметилирования НЗК9 снижен, что, тем не менее, не препятствует нормальному поддержанию неактивного состояния (Ohhata et al., 2004). На этой же стадии эмбрионального развития на отцовской Х-хромосоме происходит моноубиквитинирование гистона Н2А по лизину в 119 положении (иН2А). За процесс убиквитинирования, вероятнее всего, отвечают белки Ring 1 A/Ring 1 В, которые входят в состав комплекса PRC1 (Polycomb repressor complex 1) и являются убиквитин лигазами (de Napoles et al., 2004; Fang et al., 2004).