vavilovВавиловский журнал генетики и селекцииVavilov Journal of Genetics and Breeding2500-3259Institute of Cytology and Genetics of Siberian Branch of the RASvavilov-45Research ArticleСтатьиArticlesНУКЛЕОСОМНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ В САТЕЛЛИТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЯХ ДНК РАСТЕНИЙNUCLEOSOME ORGANIZATION IN PLANT DNA SATELLITESБабенкоВ. Н.BabenkoV. N.bob@bionet.nsc.ruКуташевК. О.KutashevK. O.bob@bionet.nsc.ruМатвиенкоВ. Ф.MatvienkoV. F.Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения Российской академии наук», Новосибирск, РоссияРоссияInstitute of Cytology and Genetics, SB RAS, Novosibirsk, RussiaRussian FederationФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (НГУ)РоссияNovosibirsk State University, Novosibirsk, RussiaRussian Federation201211122014161271278Copyright © Бабенко В.Н., Куташев К.О., Матвиенко В.Ф., 20142014Бабенко В.Н., Куташев К.О., Матвиенко В.Ф.Babenko V.N., Kutashev K.O., Matvienko V.F.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vavilov.elpub.ru/jour/article/view/45

Сателлитная ДНК (сателлит), представленная повторяющимися тандемными последовательностями, является гетерохроматином с плотной нуклеосомной упаковкой. Мы искали среди контекстных и конформационных характеристик ДНК детерминирующие факторы, которые способствуют этой упаковке. Мы разработали статистику, основанную на величине изгиба ДНК, для определения характера предпочтения позиционирования нуклеосом в тандемных повторах. Было выявлено статистически значимое отличие профиля изгиба в тандемных повторах от случайной модели. Используя преобразование Фурье, мы выяснили, что не менее 50 % мономеров имеют периодичность профиля изгиба ДНК в районе 170 п.н., что соответствует длине ДНК, обернутой вокруг нуклеосомы, при рассмотрении двух первых гармоник в профиле изгиба ДНК. Мы определили, что в растениях схема позиционирования нуклеосом в субтеломерных сателлитах значимо отличается от аналогичной схемы в центромерных сателлитах.

Satellite DNA, consisting of tandem repeats, forms heterochromatic regions packed into nucleosomes. Sequence and conformational DNA features responsible for the high efficiency of this package have been sought with a Fourier transform. The curvature profiles in tandem repeats differ significantly from a random model. As many as 50 % of the monomers have a periodicity of DNA bends in the vicinity of 170 bp, fitting the wrapping length of a single nucleosome within two highest-order harmonics in the DNA curvature profile. The nucleosome positioning scheme in subtelomeric satellites in plants differs from that in centromeric satellites.

нуклеосомапозиционированиеФурье преобразованиеизгиб ДНКтандемные повторыnucleosomepositioningFourier transformsatellite repeatsВ.Г.Левицкий, А.В.Вершиин; Госконтракт; суперкомпьютерный центр ИВМиМГ СО РАН (www.sscc.ru)ReferencesDeal R.B., Henikoff J.G. Henikoff S. Genome-wide kinetics of nucleosome turnover determined by metabolic labeling of histones // Science. 2010. V. 328. P. 1161–1164.Deal R.B., Henikoff J.G. Henikoff S. Genome-wide kinetics of nucleosome turnover determined by metabolic labeling of histones // Science. 2010. V. 328. P. 1161–1164.Cohanim A.B., Haran T.E. The coexistence of the nucleosome positioning code with the genetic code on eukaryotic genomes // Nucl. Acids Res. 2009. V. 37. Nо 19. P. 6466–6476.Cohanim A.B., Haran T.E. The coexistence of the nucleosome positioning code with the genetic code on eukaryotic genomes // Nucl. Acids Res. 2009. V. 37. Nо 19. P. 6466–6476.Feller W. An Introduction to Probability Theory and its Applications. V. 2. N.Y.: Wiley, 1971.Feller W. An Introduction to Probability Theory and its Applications. V. 2. N.Y.: Wiley, 1971.Gupta S., Dennis J., Thurman R.E. et al. Predicting human nucleosome occupancy from primary sequence // PLoS Comput. Biol. 2008. I4:eI000134.Gupta S., Dennis J., Thurman R.E. et al. Predicting human nucleosome occupancy from primary sequence // PLoS Comput. Biol. 2008. I4:eI000134.Kaplan N., Moore I.K., Fondufe-Mittendorf Y. et al. The DNA-Encoded nucleosome organization of an eukaryotic genome // Nature. 2009. V. 458. P. 362–366.Kaplan N., Moore I.K., Fondufe-Mittendorf Y. et al. The DNA-Encoded nucleosome organization of an eukaryotic genome // Nature. 2009. V. 458. P. 362–366.Kaplan N., Moore I., Fondufe-Mittendorf Y. et al. Nucleosome sequence preferences infl uence in vivo nucleosome organization // Nat. Struct. Mol. Biol. 2010. V. 17. Nо 8. P. 918–920.Kaplan N., Moore I., Fondufe-Mittendorf Y. et al. Nucleosome sequence preferences infl uence in vivo nucleosome organization // Nat. Struct. Mol. Biol. 2010. V. 17. Nо 8. P. 918–920.Karlin S., Altschul S.F. Methods for assessing the statistical signifi cance of molecular sequence features by using general scoring schemes // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. Nо 6. P. 2264–2268.Karlin S., Altschul S.F. Methods for assessing the statistical signifi cance of molecular sequence features by using general scoring schemes // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1990. V. 87. Nо 6. P. 2264–2268.Kiyama R., Trifonov E.N. What positions nucleosomes? – A model // FEBS Lett. 2002. V. 523. Nо 1/3. P. 7–11.Kiyama R., Trifonov E.N. What positions nucleosomes? – A model // FEBS Lett. 2002. V. 523. Nо 1/3. P. 7–11.Locke G., Tolkunov D., Moqtaderi Z. et al. High-throughput sequencing reveals a simple model of nucleosome energetic // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. Nо 49. P. 20998–21003.Locke G., Tolkunov D., Moqtaderi Z. et al. High-throughput sequencing reveals a simple model of nucleosome energetic // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2010. V. 107. Nо 49. P. 20998–21003.Macas J., Meszaros T., Nouzova M. PlantSat: a specialized database for plant satellite repeats // Bioinformatics. 2002. V. 18. P. 28–35.Macas J., Meszaros T., Nouzova M. PlantSat: a specialized database for plant satellite repeats // Bioinformatics. 2002. V. 18. P. 28–35.Ringrose L. How do RNA sequence, DNA sequence, and chromatin properties regulate splicing? // F1000 Biol. Rep. 2010. 2. Р. 74.Ringrose L. How do RNA sequence, DNA sequence, and chromatin properties regulate splicing? // F1000 Biol. Rep. 2010. 2. Р. 74.Segal E., Widom J. What controls nucleosome positions? // Trends Genet. 2009. V. 25. P. 335–343.Segal E., Widom J. What controls nucleosome positions? // Trends Genet. 2009. V. 25. P. 335–343.Schones D.E., Cui K., Cuddapah S. et al. Dynamic regulation of nucleosome positioning in the human genome // Cell. 2008. V. 132. Nо 5. P. 887–898.Schones D.E., Cui K., Cuddapah S. et al. Dynamic regulation of nucleosome positioning in the human genome // Cell. 2008. V. 132. Nо 5. P. 887–898.Spies N., Nielsen C.B., Padgett R.A., Burge C.B. Biased chromatin signatures around polyadenylation sites and exons // Mol. Cell. 2009. V. 36. Nо 2. P. 245–254.Spies N., Nielsen C.B., Padgett R.A., Burge C.B. Biased chromatin signatures around polyadenylation sites and exons // Mol. Cell. 2009. V. 36. Nо 2. P. 245–254.Sussman J.L., Trifonov E.N. Possibility of nonkinked packing of DNA in chromatin // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1978. V. 75. Nо 1. P. 103–107.Sussman J.L., Trifonov E.N. Possibility of nonkinked packing of DNA in chromatin // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1978. V. 75. Nо 1. P. 103–107.Tanaka Y., Nakai K. An assessment of prediction algorithms for nucleosome positioning // Genome Inform. 2009. V. 23. Nо 1. P. 169–178.Tanaka Y., Nakai K. An assessment of prediction algorithms for nucleosome positioning // Genome Inform. 2009. V. 23. Nо 1. P. 169–178.Trifonov E.N. Sequence-dependent deformational anisotropy of chromatin DNA // Nucl. Acids Res. 1980. V. 8. Nо 17. P. 165–171.Trifonov E.N. Sequence-dependent deformational anisotropy of chromatin DNA // Nucl. Acids Res. 1980. V. 8. Nо 17. P. 165–171.Trifonov E.N. Cracking the chromatin code: Precise rule of nucleosome positioning // Phys. Life Rev. 2011. V. 8. Nо 1. P. 39–50.Trifonov E.N. Cracking the chromatin code: Precise rule of nucleosome positioning // Phys. Life Rev. 2011. V. 8. Nо 1. P. 39–50.Valouev A., Ichikawa J., Tonthat T. et al. A high-resolution, nucleosome position map of C. elegans reveals a lack of universal sequence-dictated positioning // Genome Res. 2008. V. 18. Nо 7. P. 1051–1063.Valouev A., Ichikawa J., Tonthat T. et al. A high-resolution, nucleosome position map of C. elegans reveals a lack of universal sequence-dictated positioning // Genome Res. 2008. V. 18. Nо 7. P. 1051–1063.Valouev A., Johnson S.M., Boyd S.D. et al. Determinants of nucleosome organization in primary human cells // Nature. 2011. V. 474. Nо 7352. P. 516–522.Valouev A., Johnson S.M., Boyd S.D. et al. Determinants of nucleosome organization in primary human cells // Nature. 2011. V. 474. Nо 7352. P. 516–522.Xi L., Fondufe-Mittendor Y., Xia L. et al. Predicting nucleosome positioning using a duration Hidden Markov Model // BMC Bioinformatics. 2010. doi:10.1186/1471-2105-11-346.Xi L., Fondufe-Mittendor Y., Xia L. et al. Predicting nucleosome positioning using a duration Hidden Markov Model // BMC Bioinformatics. 2010. doi:10.1186/1471-2105-11-346.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.