Структура и особенности регуляции генов гомологов RFP2 у человека и мыши
Диссертация
Экспериментально выявлены две изоформы гена мыши ортологичного гену RFP2 человека определив тем самым возможные промоторные регионы. Проведен сравнительный компьютерный анализ последовательности нуклеотидов промоторной области гена RFP2 человека установленной в нашей работе и опубликованной в ходе нашей работы последовательности нуклеотидов промоторной области гена Rfp2 мыши. Обнаружен разрыв… Читать ещё >
Содержание
- 1. Введение
- 1. 1. Актуальность проблемы
- 1. 2. Цель и задачи исследования
- 1. 3. Научная новизна
- 1. 4. Научно-практическая значимость работы
- 1. 5. Обоснование постановки темы диссертационной работы
- 2. Обзор литературы
- 2. 1. Принципы регуляции экспрессии генов у эукариот
- Основные элементы
- 2. 1. 1. Промоторы
- 2. 1. 2. Энхансеры
- 2. 1. 3. Транскрипционные факторы
- 2. 1. 4. Регуляция экспрессии генов с помощью антисмысловых РНК
- 2. 2. Сравнение регуляторных частей у гомологичных генов
- 3. Материалы и методы
- 3. 1. Материалы и оборудование
- 3. 2. Методы
- 4. Результаты и обсуждение
- 4. 1. Определение нуклеотидной последовательности промоторной области гена человека RFP
- 4. 2. Компьютерный анализ промоторной области гена человека RFP
- 4. 3. Функциональная характеристика промоторного региона гена человека RFP
- 4. 4. Потенциальные регуляторные элементы промоторной области гена человека RFP
- 4. 5. Установление структуры гена мыши Rfp
- 4. 6. Сравнительный анализ области гена RFP2 у человека и
Список литературы
- Патрушев Л.И., Экспрессия генов., Москва, 2000.
- Abbott A., Abu-Threideh J., Ahrens С., et al. Genome Sequence of the Nematode Caenorhabditis elegans. A Platform for Investigating Biology // Science. 1998. V. 282. P. 2012−2018.
- Adams MD, Celniker SE, Holt RA., et al. The genome sequence of Drosophila melanogaster// Science. 2000. V. 287. P. 2185−95.
- Aravin AA., Naumova NM, Tulin AV, Vagin VV, Rozovsky YM, Gvozdev VA. Double-stranded RNA-mediated silencing of genomic tandem repeats and transposable elements in the D. melanogaster germline.// Curr. Biol. 2001. V. 11, P. 1017−1027.
- Banerji J., Olson L., Schaffher W. A lymphocyte-specific cellular enhancer is located downstream of the joining region in immunoglobulin heavy chain genes // Cell. 1983. V. 33, P. 729−740.
- Baranova AV, Lobashev AV, Ivanov DV, Krukovskaya LL, Yankovsky NK, Kozlov AP. In silico screening for tumour-specific expressed sequences in human genome. // FEBS Lett. 2001. V. 508 P. 143−8.
- Bass BL. RNA editing by adenosine deaminases that act on RNA. //Annu. Rev. Biochem. 2002. V. 71, P. 817−846.
- Baylin SB, Herman JG. Epigenetics and loss of gene function in cancer. In DNA Alterations in Cancer (Ehrlich, M., ed.). Eaton publishing, MA, USA. 2000. P. 293−309.
- Blackwood EM, Kadonaga JT. Going the Distance: A Current View of Enhancer Action. // Science., 1998., V. 281. P.60.
- Blackwood MA, Weber BL. BRCA1 and BRCA2: from molecular genetics to clinical medicine. //J Clin Oncol. 1998. V. 16. P. 1969−77.
- Burke LJ, Zhang R, Lutz M, Renkawitz R. The thyroid hormone receptor and the insulator protein CTCF: two different factors with overlapping functions. // J Steroid Biochem Mol Biol. 2002. V. 83. P. 49−57.
- Castresana J. Genes on human chromosome 19 show extreme divergence from the mouse orthologs and a high GC content // Nucleic Acids Res. 2002. V. 30. P.1751 1757.
- Chinwalla AT, Cook LL, Delehaunty KD, et al. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome // Nature. 2002. V. 420. P. 520−562.
- Ehrlich M. DNA hypomethylation and cancer. // In: DNA Alterations in Cancer. (Ehrlich, M., ed.). Eaton Publishing, MA, USA. 2000. P. 273−291.
- Emes RD, Goodstadt L, Winter EE, Ponting CP. Comparison of the genomes of human and mouse lays the foundation of genome zoology. // Hum Mol Genet. 2003 Apr 1- 12(7): 701−9.
- Feng Q., Zhang Y., Hao P., et al. Sequence and analysis of rice chromosome 4// Nature. 2002. V. 420. P. 316−20.
- Gibbs RA, Weinstock GM, Metzker ML, Muzny DM, Sodergren EJ, Scherer S, Scott G. Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian evolution. //Nature. 2004. V. 428. P. 493−521.
- Gilles SD, Tonegawa S., Expression of cloned immunoglobulin genes introduced into mouse L cells. // Nucleic Acids Res. 1983. V. 11. P. 7981−97.
- Goffeau A., Barrell B.G., Bussey H., et al. Life with 6000 genes // Science. 1996. V. 274. P. 563−7.
- Gray M.D., Shen J.C., Kamath-Loel A.S. et al. The Werner syndrome protein is a DNA helicase. // Nature Genet. 1997. V. 17. P. 100 103.
- Grosschedl R, Birnstiel M. Spacer DNA sequences upstream of the TATA sequence are essential for promotion of H2a gene transcription in vivo. // Proc.Nat.Acad.Sci.USA. 1980. V. 77, P. 7102 7106.
- Ham J, Steger G, Yaniv M., How do eukaryotic activator proteins stimulate the rate of transcription by RNA polymerase II? // FEBS Lett. 1992. V. 307. P. 81−6.
- Hannon, G.J. RNA interference. // Nature. 2002. V. 418, 244−251
- Holt RA., Subramanian GM, Halpern A, et al. The genome sequence of the malaria mosquito Anopheles gambiae // Science. 2002. V. 298. P. 129−49.
- Kennerdell JR, Yamaguchi S, Carthew RW. RNAi is activated during Drosophila oocyte maturation in a manner dependent on aubergine and spindle-E. //Genes Dev. 2002 V. 16, P. 1884−1889.
- Kim J, Iyer VR., Global role of TATA box-binding protein recruitment to promoters in mediating gene expression profiles. // Mol Cell Biol. 2004. V. 24. P. 8104−12.
- Kiyosawa H, Yamanaka I, Osato N, Kondo S, Hayashizaki Y- RIKEN GER Group- GSL Members. .Antisense transcripts with FANTOM2 clone set and their implications for gene regulation. // Genome Res. 2002. V. 13, P. 1324−1334.
- Koop B.F., Hood L. Striking sequence similarity over almost 100 kilobases of human and mouse T-cell receptor DNA // Nat Genet. 1994. V. 7. P. 48−53.
- Kumar M. and Carmichael GG. Nuclear antisense RNA induces extensive adenosine modifications and nuclear retention of target transcripts. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1997. V. 94, P. 3542−3547.
- Kuo S, Chesrown SE, Mellott JK, Rogers RJ, Hsu JL, Nick HS. In vivo architecture of the manganese superoxide dismutase promoter. II J Biol Chem. 1999. V. 274 P.3345−54.
- Lamerdin JE, Montgomery MA, Stilwagen S.A., Scheidecker LK, Tebbs RS, Brookman KW, Thompson LH, Carrano AV. Genomic sequence comparison of the human and mouse XRCC1 DNA repair gene regions. // Genomics. 1995. V. 25. P. 547−54.
- Lander E.S., Linton L.M., Birren В., et al. Initial sequencing and analysis of the human genome // Nature. 2001. V. 409. P. 860−921.
- Lavorgna G., Dahary D, Lehner B, Sorek R, Sanderson C.M., Casari G. In search of antisense. // Trends in Biochemical Sciences 2004. V.29.P. 15−21.
- Lehner, B. et al. Antisense transcripts in the human genome. //Trends Genet. 2002. V. 18, P. 63−65.
- Lieberman PM, Berk AJ. A mechanism for TAFs in transcriptional activation: activation domain enhancement of TFIID-TFIIA--promoter DNA complex formation. // Genes Dev. 1994 V.8. P.995−1006.
- Magoulas C, Fried M. Isolation and genomic analysis of the human surf-6 gene: a member of the Surfeit locus // Gene. 2000. Vol. 8. P. 115−23.
- Munroe, SH, Lazar MA. Inhibition of c-erbA mRNA splicing by a naturally occurring antisense RNA. // J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 2 208 322 086.
- Nordhoff V., Hubner K., Bauer A., et al. Comparative analysis of human, bovine, and murine Oct-4 upstream promoter sequences // Mamm Genome. 2001. Vol. 12. P. 309−17.
- Oeltjen J., Malley Т., Muzny D., et al. Large-scale comparative sequence analysis of the human and murine bruton’s tyrosine kinase loci reveals conserved regulatory domains // Genome Research. 1997. V. 7. P. 315−329.
- Okazaki Y., M. Furuno, T. Kasukawa, J. Adachi, H. Bono, S. Kondo, et al., Analysis of the mouse transcriptome based on functional annotation of 60,770 full-length cDNAs. // Nature., 2002 V. 420, P. 563−73.
- Pedersen AG, Baldi P, Chauvin Y, Brunak S., The biology of eukaryotic promoter prediction—a review. // Comput Chem. 1999. V. 23. P. 191−207.
- Peters, NT, Rohrbach JA, Zalewski BA, Byrkett CM, Vaughn JC. RNA editing and regulation of Drosophila 4frnp expression by sas-10 antisense readthrough mRNA transcripts. // RNA. 2002. V. 9. P. 698−710.
- Prescott EM. Proudfoot NJ. Transcriptional collision between convergent genes in budding yeast. // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2002. V. 99. P. 8796−8801.
- Ptashne M. How eukaryotic transcriptional activators work. II Nature. 1988. V.335. P. 683−9.
- Ptashne M, Gann AA. Activators and targets. //Nature. 1990. V. 346. P. 329−31.
- Queen C, Baltimore D. Immunoglobulin gene transcription is activated by downstream sequence elements. //Cell. 1983. V. 33. P. 741−8.
- Reik W, Walter, J. Genomic imprinting: parental influence on the genome. // Nat. Rev. Genet. 2001. V. 2. P. 21−32.
- Risitano A, Fox KR. Stability of intramolecular DNA quadruplexes: comparison with DNA duplexes. // Biochemistry. 2003. V. 42. P. 6507−13.
- Runte M, Huttenhofer A, Gross S, Kiefmann M, Horsthemke B, Buiting K. The IC-SNURF-SNRPN transcript serves as a host for multiple small nucleolar RNA species and as an antisense RNA for UBE3A. // Hum. Mol. Genet. 2001. V. 10. P. 2687−2700.
- Salanoubat M., Lemcke K., Rieger M., et al. Sequence and analysis of chromosome 3 of the plant Arabidopsis thaliana. // Nature. 2000. V. 408. P. 820−2.
- Sanchez M., Queralt R., Bruguera M., Rodes J., Oliva R. Cloning, sequencing and characterization of the rat hereditary hemochromatosis promoter: comparison of the human, mouse and rat HFE promoter regions // Gene. 1998. Vol. 225. P. 77−87.
- Sasaki Т., Matsumoto Т., Yamamoto K., et al. The genome sequence and structure of rice chromosome 1 // Nature. 2002. V. 420. P. 3126.
- Scadden AD, Smith CW. Specific cleavage of hyper-edited dsRNAs. // EMBO J. 2001. V. 20. P. 4243−4252.
- Schild-Poulter C, Shih A, Yarymowich NC, Hache RJ. Down-regulation of histone H2B by DNA-dependent protein kinase in response to DNA damage through modulation of octamer transcription factor 1. // Cancer Res. 2003. V. 63. P. 7197−205.
- Schramke V, Allshire, R. Hairpin RNAs and retrotransposon LTRs affect RNAi and chromatin-based gene silencing. // Science. 2003. V. 301. P. 1069−1074.
- Shendure J, Church G.M. Computational discovery of sense-antisense transcription in the human and mouse genomes. // Genome Biol. 2002, V.3. P. l-14.
- Shenk T. Transcriptional control regions: nucleotide sequence requirements for initiation by RNA polymerase II and Ш. // Curr Top Microbiol Immunol. 1981. V. 93 P. 25−46.
- Sorek R, Safer, HM. A novel algorithm for computational identification of contaminated EST libraries. // Nucleic Acids Res. 2003. V. 31. P. 1067−1074.
- Stamm S, Zhu J, Nakai K, Stoilov P, Stoss O, Zhang M. An alternative-exon database and its statistical analysis. // DNA Cell Biol. 2002. V. 19. P. 739−756.
- Suzuki Y, Yamashita R, Shirota M, Sakakibara Y, Chiba J, Mizushima-Sugano J, Nakai K, Sugano S. Sequence comparison of human and mouse genes reveals a homologous block structure in the promoter regions. // Genome Res. 2004. V. 14. P. 1711−8.
- Tabata S., Kaneko Т., Nakamura Y., et al. Sequence and analysis of chromosome 5 of the plant Arabidopsis thaliana. // Nature. 2000. V. 408. P. 823−6.
- The Arabidopsis Genome Initiative. Analysis of the genome sequence of the flowering plant Arabidopsis thaliana // Nature. 2000. V. 408. P. 796−815.
- Theologis A, Ecker JR, Palm CJ et al. Sequence and analysis of chromosome 1 of the plant Arabidopsis thaliana // Nature. 2000. V.408. P. 816−20.
- Tufarelli C., Stanley JA, Garrick D, Shaipe JA, Ayyub H, Wood WG, Higgs DR. Transcription of antisense RNA leading to gene silencing and methylation as a novel cause of human genetic disease. // Nat. Genet. 2003. V. 34. P. 157−165.
- Venter J.C., Adams M.D., Myers E.W., et. al. The sequence of the human genome // Science. 2001. V. 291. P. 1304−1351.
- Volpe ТА, Kidner C, Hall IM, Teng G, Grewal SI, Martienssen RA. Regulation of heterochromatic silencing and histone H3 lysine-9 methylation by RNAi. Science. 2002. V. 297 P. 1833−1837.
- Weaks RL, Ramsoondar JJ, Gallagher DS Jr, Nogues C, Piedrahita JA. Isolation, characterization and chromosomal localization of the porcineciliary neurotrophic factor (CNTF) gene 11 Anim Genet. 1997. Vol. 28. P. 354−7.
- Westman В J, Mackay JP, Gell D. Ikaros: a key regulator of haematopoiesis. // Int J Biochem Cell Biol. 2002. V. 34. P. 1304−7.
- Wingender E, Dietze P, Karas H, Knuppel R. TRANSFAC: a database on transcription factors and their DNA binding sites. // Nucleic Acids Res. 1996. V. 24. P. 238−41.
- Wutz A. Barlow DP. Imprinted expression of the Igf2r gene depends on an intronic CpG island. // Mol Cell Endocrinol. 1998. V.140, 914.
- Zhang Z, Carmichael GG. The fate of dsRNA in the in the human genome. // Nat. Biotechnol. 2001. V. 21. P. 379−386.
- Zhu H, Joliot V, Prywes R., Role of transcription factor TFIIF in serum response factor-activated transcription // J Biol Chem. 1994. V. 269. P.3489−97.
- Иванов Д.В., Бородина Т. А., Скоблов М. Ю., Пестова А. А., Капанадзе Б. И., Сангфельдт У., Эйнхорн С., Баранова А. В., Янковский Н.К.
- Структурное и функциональное исследование нового гена человека RFP2. Постерное сообщение на 10-й итоговой конф. «Геном Человека-2000», г. Черноголовка, 18−22 декабря 2000 г.
- M.Yu. Skoblov, D.V. Ivanov, K.S.Shachbasov, A.V.Baranova, N.K.Yankovsky Promoter region structure of human gene RFP2 Molecular mechanisms of genetic processes and biotechnology International symposium, 2001, Novemberl 8−24, Moscow-Minsk
- Я благодарю всех людей, которые помогли мне выполнить эту работу, а также тех, кто мне в этом не мешал:
- Николая Казимировича Янковского за научное и административное руководство, и существование замечательной лаборатории анализа генома.
- Анчу Баранову за то, что благодаря ей сложилось моё научное мировоззрение, и я ощутил свободу научной деятельности. Спасибо за все, за эту маленькую жизнь, которую мы прожили.
- Аню Гуськову и Костю Шахбазова идти вперед, в неизвестность, тяжелее всего. Спасибо, что вы были со мной.
- Спасибо Андрею Лобашеву за его общение, воспоминание о котором мне очень приятны.
- Всех сотрудников, аспирантов и студентов лаборатории анализа генома, бывших и нынешних, за приятную человеческую атмосферу.
- Моих родителей, за их постоянную поддержку и понимание.