English
!

Архив публикаций

Тезисы

XXV-ая конференция

Профили физических характеристик регуляторных участков генома

Ильичева И.А., Урошлев Л.А.1, Абдуллаев Э.Т.2, Попцова М.С.3, Панченко Л.А.4, Полозов Р.В.5, Гроховский С.Л., Нечипуренко Ю.Д.

Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, 119991, Москва, ул. Вавилова, 32, e-mail: nech99@mail.ru;

1Институт Общей Генетики им. Вавилова РАН., 119991, Москва, ул. Губкина, 3, e-mail: leoniduroshlev@gmail.com;

2Институт молекулярной генетики им. Макса Планка, 14195, Берлин, Германия;

3Физический факультет МГУ, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2.;

4Биологический факультет МГУ, 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 12;

5Институт Теоретической и экспериментальной биофизики, Пущино, 142290

2  стр. (принято к публикации)

Целью нашей работы является поиск общих физико-химических характеристик участков разрывов ДНК, при воздействии ультразвуком. В работе проведен анализ большого числа физических и структурных характеристик ДНК, усредненных по репрезентативным выборкам из разных видов для животных, растений и различных прокариот. В дополнении к известным динуклеотидным характеристикам ДНК мы впервые построили индексы, характеризующие расщепление ДНК ультразвуком. Эти индексы несут информацию о свойствах отдельных нитей молекулы ДНК. Особые свойства обнаруживаются для ДНК из многоклеточных организмов в области, которая соединяет ТАТА бокс и начало сайта инициации транскрипции (TSS). Мы связываем их с интенсивностью конформационных движений, которая меняется в противофазе вдоль ДНК. Это видно лучше всего для ДНК из клеток млекопитающих. Обнаруженные нами физико-химические свойства ДНК могут быть использованы, как в теоретических исследованиях, так и при диагностике заболеваний. Мы рассмотрели расщепление метилированных и неметилированных динуклеотидов в тканях человека, растений и бактерий, а также состояние CpG-островов в контрольных и раковых тканях (лимфоме и гепатокарциноме). Было показано, что метилированные CpG-участки расщепляются значительно чаще аналогичных неметилированных участков. Более того, было установлено различие в расщеплении CpG-островов в раковых и контрольных образцах.

При анализе продуктов ультразвукового расщепления рестриктных фрагментов ДНК с помощью электрофореза в полиакриламидных гелях нами было обнаружено явление специфичности такого расщепления: частота (вероятность) двунитевых разрывов зависит от последовательности нуклеотидов [1]. Было показано, что частота разрывов зависит также от температуры, рН и ионной силы раствора, но не зависит от используемой частоты ультразвука. Наиболее часто двойная спираль разрывается по динуклеотиду d(CpG). Было обнаружено, что фосфатная группа остается на 5’-конце образующихся фрагментов, а характер процесса имеет черты механохимической реакции. Позже мы показали, что при разрыве двухспиральной ДНК при помощи ультразвука частоты разрыва цепи зависят от последовательности нуклеотидов [2,3]. В результате проведенного анализа 5’-концевых участков фрагментов, выровненных на соответствующие референтные геномы, мы обнаружили, что частоты разрывов разных ди- и тетрануклеотидов на концах фрагментов находятся в хорошем соответствии с данными ультразвукового расщепления ДНК. Частоты ультразвукового расщепления можно использовать для физического картирования генома, то есть определения участков, имеющих аномалии по ряду физических характеристик. Эти аномалии связаны, как правило, с регуляторными участками генов [4]. Так же значительную роль играет метилирование отдельных нуклеотидов, а так же СpG-островов.

В работе было рассмотрено также расщепление метилированных и неметилированных динуклеотидов в тканях человека, растений и бактерий, а также состояние CpG-островов в контрольных и раковых тканях (лимфоме и гепатокарциноме). Было показано, что метилированные CpG-участки расщепляются значительно чаще аналогичных неметилированных участков. Более того, было установлено различие в CpG-островах в раковых и контрольных образцах.

Список литературы:

1. Гроховский С.Л., Ильичева И.А., Нечипуренко Д.Ю., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Нечипуренко Ю.Д. / Биофизика 2008, Т.53, С. 417-425.

2. Нечипуренко Ю.Д., Головкин М.В., Нечипуренко Д.Ю., Ильичева И.А., Панченко Л.А., Полозов Р.В., Гроховский С.Л. / Журнал структурной химии 2009, Т. 50, С.1040-1047.

3. Sergei L. Grokhovsky, Irina A. Il’icheva, Dmitry Yu. Nechipurenko, Michail V. Golovkin, Larisa A. Panchenko, Robert V. Polozov and Yury D. Nechipurenko /Biophysical Journal, 2011, Vol.100, N1, P.117-125.

4. Il’icheva I.A., Khodikov M.V., Poptsova M.S., Nechipurenko D.Yu., Nechipurenko Yu.D., Grokhovsky S.L. Structural features of DNA that determine RNA polymerase II core promoter. BMC genomics 17, 973 (2016).



© 2004 Дизайн Лицея Информационных технологий №1533