Measuring LINE-1 Activity and ATP Amount in Human Cell Cultures

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

DNA demethylation makes closed regions of the genome available for transcription and thus causes increased activity of mobile genetic elements (transposons) in the genome. The study of the influence of abnormal activity of transposons on cell energy attracts attention due to the potential possibility of using this effect to create an energy deficit with subsequent launch of cell death programs, which may be relevant for the development of anti-cancer strategies. The paper presents the results of experimental measurements of the ATP amount in HEK-293 cells obtained from human embryonic kidneys and the MCF-7 breast cancer cell line under normal and demethylation conditions. The HEK-293 line was transfected with a plasmid containing the LINE-1-EGFP genetic construct, and active insertion of the LINE-1 transposon in the transfected cells was shown. Transposon expression in demethylated MCF-7 cells was shown using real-time PCR. The results of ATP measurements demonstrate an increase in energy stores in cells upon both demethylation and transfection with LINE-1-EGFP. The observed effect suggests that the energy load expected from transposon activation is overwhelmed by the energy release from other cellular processes that occur during demethylation and transfection.

About the authors

E. V Kanov

St. Petersburg State University

St. Petersburg, Russia

O. M Semenov

Institute of Cytology

St. Petersburg, Russia

Yu. A Gnennaya

Institute of Cytology

St. Petersburg, Russia

D. N Razgulyaeva

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

St. Petersburg, Russia

V. V Gursky

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University; Ioffe Institute

Email: gursky@math.ioffe.ru
St. Petersburg, Russia; St. Petersburg, Russia

References

  1. Cordaux R. and Batzer M. A. The impact of retrotransposons on human genome evolution. Nature Rev. Genet., 10, 691–703 (2009). doi: 10.1038/nrg2640
  2. Lander E. S., Linton L. M., Birren B., Nusbaum C., Zody M. C., Baldwin J., Devon K., Dewar K., Doyle M., FitzHugh W., et al. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature, 409, 860–921 (2001). doi: 10.1038/35057062
  3. Schrader L. and Schmitz J. The impact of transposable elements in adaptive evolution. Mol. Ecol., 28, 1537–1549 (2019). doi: 10.1111/mec.14794
  4. Yu C.-W., Tai R., Wang S.-C., Yang P., Luo M., Yang S., Cheng K., Wang W.-C., Cheng Y.-S., and Wu K. HISTONE DEACETYLASE6 acts in concert with histone methyltransferases SUVH4, SUVH5, and SUVH6 to regulate transposon silencing. Plant Cell, 29, 1970–1983 (2017). doi: 10.1105/tpc.16.00570
  5. Pradhan R. K. and Ramakrishna W. Transposons: unexpected players in cancer. Gene, 808, 145975 (2022). doi: 10.1016/j.gene.2021.145975
  6. Павлов С. Р., Гурский В. В., Самсонова М. Г., Канапин А. А. и Самсонова А. А. Управление активностью мобильных элементов в раковых клетках как стратегия для противораковой терапии. Биофизика, 69 (6), 1231–1234 (2025). doi: 10.31857/S0006302924050102.
  7. Eguchi Y., Shimizu S., and Tsujimoto Y. Intracellular ATP levels determine cell death fate by apoptosis or necrosis. Cancer Res., 57, 1835–1840 (1997).
  8. Lieberthal W., Menza S. A., and Levine J. S. Graded ATP depletion can cause necrosis or apoptosis of cultured mouse proximal tubular cells. Am. J. Physiol. −Renal Physiol., 274, F315–F327 (1998). doi: 10.1152/ajprenal.1998.274.2.f315
  9. Skulachev V. P. Bioenergetic aspects of apoptosis, necrosis and mitoptosis. Apoptosis, 11, 473–485 (2006). doi: 10.1007/s10495-006-5881-9
  10. Wigner P., Zielinski K., Labieniec-Watala M., Marczak A., and Szwed M. Doxorubicin–transferrin conjugate alters mitochondrial homeostasis and energy metabolism in human breast cancer cells. Sci. Reports, 11, 4544 (2021). doi: 10.1038/s41598-021-84146-4
  11. Livak K. J. and Schmittgen T. D. Analysis of relative gene expression data using real-time quantitative PCR and the 2(-Delta Delta C(T)) method. Methods, 25 (4), 402–408 (2001). doi: 10.1006/meth.2001.1262

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».