Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
Новосибирск.
Novosibirsk.
В статье представлены результаты исследования тканеспецифичности циркадных фазовых характеристик биологических процессов в печени и почках мыши. Основываясь на экспериментальных данных по суточной динамике уровня трансляции генов мыши из базы данных GEO (GSE67305 и GSE81283), полученных методом профилирования рибосом в печени и почках, мы провели сравнительный анализ транслятомов в этих двух органах. Были выявлены гены, демонстрирующие выраженную суточную динамику трансляции (3 358 генов в печени и 2 938 в почках). Далее для двенадцати временных точек (ZT0–ZT22) в каждой ткани (печень, почки) были выделены группы генов, находящиеся в фазе с повышенным уровнем трансляции. В работе было принято, что ген находится в фазе с повышенным уровнем трансляции, если в данной временной точке его показатель профилирования рибосом для обеих реплик превышал среднесуточное значение показателя для этого гена. Наибольшее количество ритмичных генов в печени имеет повышенный уровень трансляции в начале темной фазы суток, соответствующей повышенной активности животных. В почках различия в распределении по времени суток числа генов, находящихся в фазе повышенного уровня трансляции, были менее выражены, а максимальное число таких генов наблюдалось с середины светлой фазы суток до середины темной. Был проведен анализ обогащения терминами GO категории Biological Process этих двенадцати групп генов в печени и почках. Среди процессов, ритмичность которых характерна как для печени, так и для почек, выявлены процессы, циркадные фазовые характеристики которых в этих тканях совпадают, и процессы, имеющие существенно различные временные фазовые паттерны. Также выявлены процессы со строгой тканеспецифичностью ритмической трансляции. Подход, использованный в нашей работе, позволяет проводить анализ органо/тканеспеспецифичности фазовых характеристик биологических процессов, а полученные результаты подчеркивают необходимость учитывать фазовые циркадные характеристики при сравнении особенностей протекания биологических процессов в различных органах.
The paper presents the results of a study of the tissuespecificity of the circadian phase characteristics of biological processes in the mouse liver and kidneys. We performed a comparative analysis of the translatomes in these two organs based on experimental data on the daily dynamics of the level of translation of mouse genes from the GEO database (GSE67305 and GSE81283) obtained by ribosome profiling. Genes with a pronounced daily dynamics of translation were revealed (3 358 genes in the liver and 2 938 in the kidneys). Further, for each of the 12 time points (ZT0–ZT22), for each tissue (liver, kidneys), groups of genes that were in a phase with an increased level of translation were identified. It was assumed that the gene is in a phase with an increased level of translation if at a given time point its ribosome profiling rate for both replicas exceeded the daily average value for this gene. The greatest number of rhythmic genes in the liver has an increased level of translation at the beginning of the dark phase of the day corresponding to increased animal activity. In the kidneys, the differences in the distribution of the number of genes in the phase of an elevated translation level by the time of day were less pronounced, and the maximum number of such genes was observed from the middle of the light phase of the day to the middle of the dark one. A statistical analysis of enrichment of Gene Ontology terms in these twelve gene groups in the liver and kidneys was perform ed. Analyzing the processes, the rhythmicity of which is typical of both liver and kidneys, we have identified the processes, the circadian phase characteristics of which in these tissues coincide and the processes having essentially different temporal phase patterns for these tissues. Processes with strict tissuespecific rhythmic translation have also been identified. The approach used in our work allows us to analyze the organo/tissuespecificity of the phase characteristics of biological processes, and the results emphasize the need to take into account the phase circadian characteristics when comparing the features of the course of biological processes in various organs.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.