Анализ профилей метилирования локусов генома человека, содержащих видоспецифические ретроэлементы

• Автор: Ходосевич, Константин Викторович
• Шифр специальности: 03.00.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Роль .четилнроианнн ДНК в регуляции экспрессии генов эукариот

Введение

Клеточный аппарат метилирования ДНК и рсмоделиронании хроматина

Механизмы регуляции экспрессии генов с помощью метилирования ДНК

Влияние метилирования ДНК на ткансспецифичность экспрессии генов

Клеточные процессы, регулируемые с помощью метилирования ДНК Метилирование ДНК при опухолсобразовании

Генетические изменения точечные мутации

Эпигенетические изменения гипометилирование

Эпигенетические изменения гиперметилирование

Метилирование импринтируемых генов

Метилирование ДНК при инактивации хромосомы X
Метилирование мобильных элементов
Заключение
II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Материалы
Методы
III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Идентификация эволюниопно недавних интеграций 1Л К НЕККНМЬ2 элементов и характеристика их геномного окружения
Поиск специфичных для человека ЬТЛ НЕЮКНМЬ2
Анализ геномного окружения ЬТИ НЕЮКНМЬ2 в ДНК человека
Анализ метилирования выборки ЬТК НЕКУКНМЬ2 в различных тканях
Разработка метода маркеров метилирования
Приготовление гибридизационной мембраны
Приготовление гибридизационного зонда
Г ибридизация
Подтверждение статуса метилирования ЬТЯ НЕЯУКНМЬ2, определенного с помощью метода ярлыков метилирования, алыенативными методами
Амплификация гидролизованной Нра ДНК с помощью праймеров, между участками связывания которых находится исследуемый сайт НраН
Определение последовательности модифицированной бисульфитом ДНК
Оценка метода маркеров метилирования
Анализ метилирования эволюцнонно молодых ЬТИ НЕКУКНМЬ2 в различных клеточных линиях
Кластерный анализ
Транскрипция близлежащих к ЬТКмаркерам генов и корреляция транскрипции генов со статусом метилирования локусов
Анализ базы данных бЬЕБТ
Анализ транскрипции близлежащих к ЬТЯ генов в исследуемых локусах генома человека
Корреляция уровня метилирования ЬТЯ и экспрессии близлежащих генов
ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


. метилирование опосредует деацетнл про ванне стонов Специфические последовательности в ДНК предпочтительней связывают v метил азу. динуклеотиды К метилированным присоединяются и затем комплекс , в результате чего происходит конденсация хроматина Ь. Структура хроматина определяет положения метилирования Комплекс . Существует два основных мнения о последовательности действий при инактивации хроматина вследствие его метилирования. По одному из них, изменение экспрессии генов вследствие метилирования инициируется метилированием специфических участков генома белками Рис. ЗА. связываются белки, имеющие метилсвязывающий домен , с которыми, в свою очередь, связываются деацетнлазы гистонов . ДНК 1,,. В другом случае, связывание со специфическими структурами хроматина инициирует его первичную коми актизацию и последующее метилирование ДНК с помощью 1 лишь стабилизует компактизованный хроматин Рис. ЗБ. Среди мстилсвязывающих белков главную роль играет МеСР2 ii i 2, связывающийся с единичным симметрично метилированным ди нуклеотидом по обеим цепям ДНК, а также 1 и 2, связывающиеся с несколькими метилированными сайтами , Рис. Эти белки являются основными рспрессорами транскрипции. Структура основных метилтрансфераз и метилсвязывающих белков представлена на Рис. Табл. Таблица 1. Свойства метилтрансфераз и метилсвязывающих белков. ДНК. Этот факт был подтвержден в одной из недавних работ, где обнаружили комплекс 1 вместе с белками ЯВ, Е2П и НЭЛС1. Е2Е1 . Метилирование новосингазированной цепочки ДНК после ее репликации необходимо для сохранения точности наследования профиля метилирования ДНК. Поскольку метельные группы присоединяются к цитозиновым остаткам нострспликативно, а не сразу же при синтезе ДНК, при каждом раунде репликации для клетки создается возможность либо метилировать сайг Срв в новосинтезированной цепочке ДНК, либо позволить лолуметилированной ДНК пройти следующий раунд репликации, в результате чего данное метилированное состояние будет утрачено в следующем поколении. Кроме того, существует ферментативное удаление метальных остатков в ДНК, не зависящее от се репликации. Таким образом, процессы метилирования ДНК и ее ремоделирования тесно связаны между собой и совместно обуславливают компактизацию хроматина, что приводит к изменению экспрессии генов. Механизмы регуляции экспрессии генов с помощью метилирования ДНК. Метилирование ДНК может воздействовать на модификацию гистонов и структуру хроматина, что, в свою очередь может изменять экспрессию генов ,,. Обычно, чем сильнее метилирован участок, контролирующий экспрессию гена, тем меньше этот ген экспрессируется. Существует множество механизмов регуляции экспрессии генов путем метилирования ДНК, основные из которых систематизированы на Рис. Уменьшение или увеличение плотности метилирования ДНК может изменять структуру хроматина и, соответственно, изменять эффективность взаимодействия ДНК с белками, которые связываются ДНК не зависимо от последовательности гистонами, белками ремоделирования и др. В результате с такими локусами могут связываться дсацетилазыацетилазы гистонов или другие белки, регулирующие транскрипцию. С другой стороны, изменение метилирования влияет на специфичные ДНКбелковые взаимодействия, поскольку разнообразные активаторы или репрессоры транскрипции, имеющие динуклеотиды Срв в консенсусной последовательности участков связывания, по разному взаимодействуют с метилированными или деметилнрованными сайтами узнавания в последовательности ДНК . Регуляция экспрессии генов может осуществляться и путем метилированиядеметилирования инсуляторов, ограничивающих единицы генной экспрессии. Так, метилирование инсуляторов, содержащих сайт связывания инсуляторного фактора и, в то же время, фактора транскрипции СТСР, приводит к ингибированию связывания СТСР с инсулятором , в результате чего изменяются границы экспрессии соседних с инсулятором генов и появляется возможность для различных регуляторных элементов воздействовать на экспрессию через этот инсулятор.