bxd PRE комплекса bithorax Drosophila melanogaster обладает слабой инсуляторной активностью

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Автономное функционирование регуляторных доменов в комплексе Bithorax (BX-C) Drosophila melanogaster обеспечивается границами (инсуляторами), которые предотвращают взаимодействия между энхансерами и промоторами. Сайленсеры (Polycomb response elements) поддерживают эпигенетическую память в пределах регуляторных доменов и часто расположены рядом с инсуляторами, усиливая их инсуляторную активность. bxd PRE — это хорошо известный сайленсер, который регулирует активность домена bxd/pbx гена Ubx (один из генов BX-C) в первом абдоминальном сегменте. Для исследования инсуляторной активности bxd PRE мы применили стратегию замены границы. В результате было показано, что при интеграции на место границы Fab-7, разделяющей регуляторные домены гена Abd-B в локусе BX-C, bxd PRE обладает слабой инсуляторной активностью.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Н. Ибрагимов

Институт биологии гена, Российская академия наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: airat.ibra@gmail.com
Россия, Москва

О. В. Кырчанова

Институт биологии гена, Российская академия наук

Email: airat.ibra@gmail.com
Россия, Москва

Ю. Е. Воронцова

Институт биологии гена, Российская академия наук

Email: airat.ibra@gmail.com
Россия, Москва

Е. Н. Козлов

Институт биологии гена, Российская академия наук

Email: airat.ibra@gmail.com
Россия, Москва

В. О. Дубровская

Институт биологии гена, Российская академия наук

Email: airat.ibra@gmail.com
Россия, Москва

П. Г. Георгиев

Институт биологии гена, Российская академия наук

Email: airat.ibra@gmail.com

академик РАН

Россия, Москва

Список литературы

  1. Kyrchanova O., Sokolov V., Georgiev P. Mechanisms of Interaction between Enhancers and Promoters in Three Drosophila Model Systems // International journal of molecular sciences. 2023. 24(3).
  2. Batut P.J., Bing X.Y., Sisco Z., et al. Genome organization controls transcriptional dynamics during development // Science (New York, NY). 2022. Vol. 375, N6580. P. 566–70.
  3. Bender W., Akam M., Karch F., Beachy P.A., Peifer M., Spierer P., et al. Molecular Genetics of the Bithorax Complex in Drosophila melanogaster // Science (New York, NY). 1983. Vol. 221, N4605. P. 23–9.
  4. Maeda R.K., Karch F. The open for business model of the bithorax complex in Drosophila // Chromosoma. 2015. Vol. 124, N3. P.293–307.
  5. Kuroda M.I., Kang H., De S., Kassis J.A. Dynamic Competition of Polycomb and Trithorax in Transcriptional Programming // Annual review of biochemistry. 2020. Vol. 89. P. 235–53.
  6. Postika N., Schedl P., Georgiev P., Kyrchanova O. Mapping of functional elements of the Fab-6 boundary involved in the regulation of the Abd-B hox gene in Drosophila melanogaster // Scientific reports. 2021. Vol. 11, N1. P. 4156.
  7. Kyrchanova O., Kurbidaeva A., Sabirov M., Postika N., Wolle D., Aoki T., et al. The bithorax complex iab-7 Polycomb response element has a novel role in the functioning of the Fab-7 chromatin boundary // PLoS genetics. 2018. Vol. 14, N8. e1007442.
  8. Brown J.L., Zhang L., Rocha P.P., Kassis J.A., SunM.A. Polycomb protein binding and looping in the ON transcriptional state // Science advances. 2024. Vol. 10, N17.eadn1837.
  9. Tillib S., Petruk S., Sedkov Y., Kuzin A., Fujioka M., Goto T., et al. Trithorax- and Polycomb-group response elements within an Ultrabithorax transcription maintenance unit consist of closely situated but separable sequences // Molecular and cellular biology. 1999. Vol 19, N7. P.5189–202.
  10. Dellino G.I., Tatout C., Pirrotta V. Extensive conservation of sequences and chromatin structures in the bxd polycomb response element among Drosophilid species // The International journal of developmental biology. 2002. Vol. 46, N1. P. 133–41.
  11. Wolle D., Cleard F., Aoki T., Deshpande G., Schedl P., Karch F. Functional Requirements for Fab-7 Boundary Activity in the Bithorax Complex // Molecular and cellular biology. 2015. Vol. 35, N21. P. 3739–52.
  12. Mihaly J., Hogga I., Gausz J., Gyurkovics H., Karch F. In situ dissection of the Fab-7 region of the bithorax complex into a chromatin domain boundary and a Polycomb-response element // Development (Cambridge, England). 1997. Vol. 124, N9. P. 1809–20.
  13. Kyrchanova O., Sabirov M., Mogila V., Kurbidaeva A., Postika N., Maksimenko O., et al. Complete reconstitution of bypass and blocking functions in a minimal artificial Fab-7 insulator from Drosophila bithorax complex // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2019. Vol. 116, N.27. P. 13462–7.
  14. Mohd-Sarip A., Venturini F., Chalkley G.E., Verrijzer C.P. Pleiohomeotic can link polycomb to DNA and mediate transcriptional repression // Molecular and cellular biology. 2002. Vol. 22, N21. P. 7473–83.
  15. Fritsch C., Brown J.L., Kassis J.A., Müller J. The DNA-binding polycomb group protein pleiohomeotic mediates silencing of a Drosophila homeotic gene // Development (Cambridge, England). 1999. Vol. 126, N17. P. 3905–13.
  16. Majumder P., Roy S., Belozerov V.E., Bosu D., Puppali M., Cai H.N. Diverse transcription influences can be insulated by the Drosophila SF1 chromatin boundary // Nucleic acids research. 2009. Vol. 37, N13. P. 4227–33.
  17. Hagstrom K., Muller M., Schedl P. Fab-7 functions as a chromatin domain boundary to ensure proper segment specification by the Drosophila bithorax complex // Genes & development. 1996. Vo. 10, N24. P. 3202–15.
  18. Ray P., De S., Mitra A., Bezstarosti K., Demmers J.A., Pfeifer K., et al. Combgap contributes to recruitment of Polycomb group proteins in Drosophila // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2016. Vol. 113, N14. P. 3826–31.
  19. Erokhin M., Brown J.L., Lomaev D., Vorobyeva N.E., Zhang L., Fab L.V., et al. Crol contributes to PRE-mediated repression and Polycomb group proteins recruitment in Drosophila // Nucleic acids research. 2023. Vol. 51, N12. P. 6087–100.
  20. Ohtsuki S., Levine M. GAGA mediates the enhancer blocking activity of the eve promoter in the Drosophila embryo // Genes & development. 1998. Vol. 12, N21. P. 3325–30.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема комплекса Bithorax. Фигурными скобками разных цветов обозначены регуляторные домены, серые вертикальные линии – границы доменов, стрелками указаны гомеозисные гены. Розовыми прямоугольниками обозначены эмбриональные энхансеры в доменах abx/bx и bxd/pbx, зелеными прямоугольниками обозначены PRE. Ниже слева показана область, в которой находится bxd PRE. Голубые овалы обозначают сайты связывания белка Pho, желтые – белка GAF. Справа представлена схема делеции на месте границы Fab-7 в линии Fab-7attP50. Сиреневыми прямоугольниками обозначены сайты гиперчувствительности к ДНКазе I. Серая стрелка обозначает attP-сайт для интеграции исследуемой последовательности, треугольниками обозначены сайты lox и frt для вырезания тела плазмиды и маркера rosy.

Скачать (67KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результаты замены границы Fab-7 на производные bxd PRE. Сверху показаны фрагменты bxd PRE, которые использовались для интеграции в платформу Fab-7attP50. Зелеными прямоугольниками показаны сайты гиперчувствительных ДНКазы I (HS1, HS2), малиновыми – участки энхансеров bxd s1 и s2. Сайты связывания белков Pho и GAF обозначены желтыми и голубыми овалами соответственно. Кутикулярные препараты брюшных сегментов мух линий дикого типа (wt), Fab-7attP50, bxd PRE1090, bxd PREprox, bxd PREdist, bxd PREdist mGAGA и bxd PREdist mPho. Верхняя панель – морфология брюшных сегментов А3 – А6 (пронумерованы) в светлом поле. Красными стрелками показаны отклонения от нормального фенотипа. Нижняя панель – морфология тергитов А5 и А6 в темном поле.

Скачать (348KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025