Изменение экспрессии генов, контролирующихбелки секрета слюнных желез дрозофилы, при повышенной продукции белка СHD1
- Авторы: Торощина А.В.1, Конев А.Ю.1
-
Учреждения:
- Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
- Выпуск: Том 23, № 2 (2025)
- Страницы: 163-172
- Раздел: Генетическая токсикология
- URL: https://journal-vniispk.ru/ecolgenet/article/view/317605
- DOI: https://doi.org/10.17816/ecogen678785
- EDN: https://elibrary.ru/PINYHT
- ID: 317605
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Генетический материал эукариот в ядре находится в виде нуклеопротеинового комплекса — хроматина. Реализация генетической информации требует ремоделирования хроматина, которое осуществляется АТФ-зависимыми белками ремоделирования хроматина семейства SNF2. Эволюционно консервативный фактор сборки и ремоделирования хроматина CHD1 связан с развитием рака предстательной железы. Развитию этого заболевания способствуют как делеция CHD1, так и увеличение количества белка CHD1 в клетке.
Цель — анализ влияния повышенной экспрессии белка CHD1 в модельном организме — дрозофиле — на транскрипцию гормон-зависимых тканеспецифичных генов в слюнных железах.
Материалы и методы. Использовали генетическую модель, основанную на сверхэкспрессии белка CHD1 дрозофилы дикого типа либо его каталитически неактивной формы в слюнных железах под действием GAL4-драйвера P{GawB}AB1.Уровень транскрипции генов в слюнных железах исследовали методом обратной транскрипции с последующейполимеразной цепной реакцией в реальном времени.
Результаты. Нами показано, что повышенная продукция белка CHD1 в клетках слюнных желез приводит к нарушению прикрепления куколок к поверхности. Этот фенотип обусловлен специфическим подавлением транскрипции генов, кодирующих основные белки секрета слюнных желез SGS (Salivary gland secretion, Sgs).
Заключение. Создана модельная система для изучения генетических эффектов, вызванных увеличением количества белка CHD1 в клетках дрозофилы. Эта модель может быть использована для исследования механизмов регуляции транскрипции белком CHD1 и ее нарушений в результате повышенной продукции белка CHD1.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Анастасия Владимировна Торощина
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
Автор, ответственный за переписку.
Email: toroshchina_av@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0009-0002-5574-1108
Россия, Гатчина
Александер Юрьевич Конев
Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра «Курчатовский институт»
Email: konev_ay@pnpi.nrcki.ru
ORCID iD: 0000-0003-0195-4044
SPIN-код: 8880-7387
кандидат биол. наук
Россия, ГатчинаСписок литературы
- Clapier CR, Cairns BR. The biology of chromatin remodeling complexes. Annu Rev Biochem. 2009;78:273–304.doi: 10.1146/annurev.biochem.77.062706.153223
- Delmas V, Stokes DG, Perry RP. A mammalian DNA-binding protein that contains a chromodomain and an SNF2/SWI2-like helicase domain. PNAS USA. 1993;90(6):2414–2418. doi: 10.1073/pnas.90.6.2414
- Kelley DE, Stokes DG, Perry RP. Original articles CHD1 interacts with SSRP1 and depends on both its chromodomain and its ATPase/helicase-like domain for proper association with chromatin. Chromosoma. 1999;108:10–25. doi: 10.1007/s004120050347
- Trujillo JT, Long J, Aboelnour E, et al. CHD chromatin remodeling protein diversification yields novel clades and domains absent in classic model organisms. Genome Biol Evol. 2022;14(5):evac066.doi: 10.1093/gbe/evac066
- Lusser A, Urwin DL, Kadonaga JT. Distinct activities of CHD1 and ACF in ATP-dependent chromatin assembly. Nat Struct Mol Biol. 2005;12(2):160–166. doi: 10.1038/nsmb884
- Konev AY, Tribus M, Sung YP, et al. CHD1 motor protein is required for deposition of histone variant H3.3 into chromatin in vivo. Science. 2007;317(5841):1087–1090. doi: 10.1126/science.1145339
- Il’ina IuA, Konev AY. The role of aTp-dependent chromatin remodeling factors in chromatin assembly in vivo. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2019;23(2):160–167. doi: 10.18699/VJ19.476 EDN: ODEJLD
- Schoberleitner I, Bauer I, Huang A, et al. CHD1 controls H3.3 incorporation in adult brain chromatin to maintain metabolic homeostasis and normal lifespan. Cell Rep. 2021;37(1):109769. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109769
- Fyodorov DV, Blower MD, Karpen GH, et al. Acf1 confers unique activities to ACF/CHRAC and promotes the formation rather than disruption of chromatin in vivo. Genes Dev. 2004;18:170–183. doi: 10.1101/gad.1139604
- Flury V, Reverón-Gómez N, Alcaraz N, et al. Recycling of modified H2A-H2B provides short-term memory of chromatin states. Cell. 2023 Mar;186(5):1050–1065. doi: 10.1016/j.cell.2023.01.007
- Stokes DG, Tartof KD, Perry RP. CHD1 is concentrated in interbands and puffed regions of Drosophila polytene chromosomes. PNAS USA. 1996;93(14):7137–7142. doi: 10.1073/pnas.93.14.7137
- Krogan NJ, Kim M, Ahn SH, et al. RNA polymerase II elongation factors of saccharomyces cerevisiae: a targeted proteomics approach. Mol Cell Biol. 2002;22(20):6979–6992. doi: 10.1128/MCB.22.20.6979-6992.2002
- Simic R, Lindstrom DL, Tran HG. Chromatin remodeling protein Chd1 interacts with transcription elongation factors and localizes to transcribed genes. EMBO J. 2003;22(8):1846–1856. doi: 10.1093/emboj/cdg179
- Tai HH, Geisterfer M, Bell JC,, et al. CHD1 associates with NCoR and histone deacetylase as well as with RNA splicing proteins. Biochem Biophys Res Commun. 2003;308(1):170–176. doi: 10.1016/S0006-291X(03)01354-8
- Sims RJ III, Millhouse S, Chen C-F, et al. Recognition of Trimethylated Histone H3 lysine 4 facilitates the recruitment of transcription postinitiation factors and Pre-mRNA splicing. Mol Cell. 2007;28(4):665–676.doi: 10.1016/j.molcel.2007.11.010
- Lin JJ, Lehmann LW, Bonora G, et al. Mediator coordinates PIC assembly with recruitment of CHD1. Genes Dev. 2011;25(20):2198–2209. doi: 10.1101/gad.17554711
- Khorosjutina O, Wanrooij PH, Walfridsson J, et al. A chromatin-remodeling protein is a component of fission yeast mediator. J Biol Chem. 2010;285(39):29729–29737. doi: 10.1074/jbc.M110.153858
- Pointner J, Persson J, Prasad P, et al. CHD1 remodelers regulate nucleosome spacing in vitro and align nucleosomal arrays over gene coding regions in S. pombe. EMBO J. 2012;31(23):4388–4403.doi: 10.1038/emboj.2012.289
- Petesch SJ, Lis JT. Rapid, transcription-independent loss of nucleosomes over a large chromatin domain at Hsp70 loci. Cell. 2008;134(1):74–84. doi: 10.1016/j.cell.2008.05.029
- Ehrensberger AH, Kornberg RD. Isolation of an activator-dependent, promoter-specific chromatin remodeling factor. PNAS USA. 2011;108(25):10115–10120. doi: 10.1073/pnas.1101449108
- Radman-Livaja M, Quan TK, Valenzuela L, et al. A key role for Chd1 in histone H3 dynamics at the 3’ ends of long genes in yeast. PLoS Genet. 2012;8(7):e1002811. doi: 10.1371/journal.pgen.1002811
- Skene PJ, Hernandez AE, Groudine M, Henikoff S. The nucleosomal barrier to promoter escape by RNA polymerase II is overcome by the chromatin remodeler Chd1. Elife. 2014;3(3):2042. doi: 10.7554/eLife.02042
- Sebald J, Morettini S, Podhraski V, et al. CHD1 Contributes to Intestinal Resistance against Infection by P. aeruginosa in Drosophila melanogaster. PLoS One. 2012;7(8):e43144. doi: 10.1371/journal.pone.0043144
- Mazina MYu, Kovalenko EV, Derevyanko PK, et al. One signal stimulates different transcriptional activation mechanisms. Biochim Biophys Acta — Gene Regul Mech. 2018;1861(2):178–189. doi: 10.1016/j.bbagrm.2018.01.016
- Grasso CS, Wu Y-M, Robinson DR, et al. The mutational landscape of lethal castration-resistant prostate cancer. Nature. 2012;487(7406):239–243. doi: 10.1038/nature11125
- Huang S, Gulzar ZG, Salari K, et al. Recurrent deletion of CHD1 in prostate cancer with relevance to cell invasiveness. Oncogene. 2012;31(37):4164–4170. doi: 10.1038/onc.2011.590
- Liu W, Lindberg J, Sui G, et al. Identification of novel CHD1-associated collaborative alterations of genomic structure and functional assessment of CHD1 in prostate cancer. Oncogene. 2012;31(35):3939–3948.doi: 10.1038/onc.2011.554
- Burkhardt L, Fuchs S, Krohn A, et al. CHD1 Is a 5q21 tumor suppressor required for ERG rearrangement in prostate cancer. Cancer Res. 2013;73(9):2795–2805. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-12-1342
- Zhao D, Lu X, Wang G, et al. Synthetic essentiality of chromatin remodeling factor CHD1 in PTEN deficient cancer. Nature. 2017;542(7642):484–488. doi: 10.1038/nature21357
- Zaks L. Statistical evaluation. Moscow: Statistics; 1976. 598 p.(In Russ.)
- Maroni C, Stamey SC. Use of blue food to select synchoronous, late third instar larvae. Dros Inf Serv. 1983;59:142–143.
- Pfaffl MW, Horgan GW, Dempfle L. Relative expression software tool (REST©) for group-wise comparison and statistical analysis of relative expression results in real-time PCR. Nucleic Acids Res. 2002;30(9):e36. doi: 10.1093/nar/30.9.e36
- Graveley BR, Brooks AN, Carlson JW, et al. The developmental transcriptome of Drosophila melanogaster. Nature. 2011;471(7339):473–479. doi: 10.1038/nature09715
- Neuman SD, Ihry RJ, Gruetzmacher KM, Bashirullah A. INO80-dependent regression of ecdysone-induced transcriptional responses regulates developmental timing in Drosophila. Dev Biol. 2014;387(2):229–239.doi: 10.1016/j.ydbio.2014.01.006
- Zhao JC, Fong K-W, Jin H-J, et al. FOXA1 acts upstream of GATA2 and AR in hormonal regulation of gene expression. Oncogene. 2016;35(33):4335–4344. doi: 10.1038/onc.2015.496
- Lehmann M, Wattler F, Korge G. Two new regulatory elements controlling the Drosophila Sgs-3 gene are potential ecdysone receptor and fork head binding sites. Mech Dev. 1997;62(1):15–27.doi: 10.1016/S0925-4773(96)00644-2
- Mach V, Ohno K, Kokubo H, Suzuki Y. The Drosophila fork head factor directly controls larval salivary gland-specific expression of the glue protein gene Sgs3. Nucleic Acids Res. 1996;24(12):2387–2394.doi: 10.1093/nar/24.12.2387
Дополнительные файлы
