ГЕНЕТИЧЕСКИЙ И МОЛЕКУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗ КОМПЛЕМЕНТАЦИИ ЛОКУСОВ FLAMENCO И PIWI У DROSOPHILA MELANOGASTER

Считается, что гетерохроматиновый локус flamenco, контролирующий у Drosophila melanogaster транспозиции ретротранспозона/ретровируса gypsy, является одним из источников антисмысловых РНК, взаимодействующих с белком Piwi –важнейшим компонентом системы РНК-интерференции. Мутации piwi и flamenco имеют одинаковое фенотипическое проявление –повышенный уровень транскрипции и частоты транспозиции ретротранспозона/ретровируса gypsy. В настоящей работе обсуждаются результаты комплементационного теста, который заключается в скрещивании линий MS и SS, мутантных по локусу flamenco, с линией piwi3, гетерозиготной по мутации в гене piwi, с последующим исследованием уровня транскрипции gypsy в яичниках и семенниках гибридов, полученных от данных скрещиваний. Проведен генетический (гибридологический) и молекулярный анализы взаимодействия локусов flamenco и piwi. Выявлено, что транскрипция gypsy по-разному регулируется в тканях семенников и яичников линий SS и MS, что, по-видимому, обусловлено различной активностью кластеров piRNA в этих тканях. Также показано, что гены piwi и flamenco в тканях семенников взаимодействуют комплементарно.

1. Anand A., Kai T. The tudor domain protein kumo is required to assemble the nuage and to generate germline piRNAs in Drosophila // EMBO J. 2012. V. 31. No. 4. P. 870–882.

2. Brennecke J., Aravin A.A., Stark A. et al. Discrete small RNAgenerating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila // Cell. 2007. V. 128. No. 6. P. 1089–1103.

3. Cox D.N., Chao A., Baker J. et al. Novel class of evolutionarily conserved genes defi ned by piwi are essential for stem cell self-renewal // Genes Dev. 1998. V. 12. No. 23. P. 3715–3727.

4. Cox D.N., Chao A., Lin H. Piwi encodes a nucleoplasmic factor whose activity modulates the number and division rate of germline stem cells // Development. 2000. V. 127. No. 3. P. 503–514.

5. Desset S., Meignin C., Dastugue B., Vaury C. COM, a heterochromatic locus governing the control of independent endogenous retroviruses from Drosophila melanogaster // Genetics. 2003. V. 164. No. 2. P. 501–509.

6. Handler D., Olivieri D., Novatchkova M. et al. A systematic analysis of Drosophila TUDOR domain-containing proteins identifi es Vreteno and the Tdrd12 family as essential primary piRNA pathway factors // EMBO J. 2011. V. 30. No. 19. Р. 3977–3993.

7. Kalmykova A.I., Klenov M.S., Gvozdev V.A. Argonaute protein PIWI controls mobilization of retrotransposons in the Drosophila male germline // Nucl. Acids Res. 2005. V. 33. No. 6. P. 2052–2059.

8. Kim A., Terzian C., Santamaria P. et al. Retroviruses in invertebrates: the gypsy retrotransposon is apparently an infectious retrovirus of Drosophila melanogaster // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 1994a. V. 91. No. 4. P. 1285–1289.

9. Kim A.I., Lyubomirskaya N.V., Belyaeva E.S et al. The introduction of a transpositionally active copy of retrotransposon gypsy into the Stable Strain of Drosophila melanogaster causes genetic instability // Mol. Gen. Genet. 1994b. V. 242. No. 4. P. 472–477.

10. Leblanc P., Desset S., Giorgi F. et al. Life cycle of an endogenous retrovirus, ZAM, in Drosophila melanogaster // J. Virol. 2000. V. 22. P. 10658–10669.

11. Lee Y.S., Nakahara K., Pham J.W. et al. Distinct roles for Drosophila Dicer-1 and Dicer-2 in the siRNA/miRNA silencing pathways // Cell. 2004. V. 117. P. 69–81.

12. Lin H., Spradling A.C. A novel group of pumilio mutations affects the asymmetric division of germline stem cells in the Drosophila ovary // Development. 1997. V. 124. No. 12. P. 2463–2476.

13. Lu J., Clark A.G. Population dynamics of PIWI-interacting RNAs (piRNAs) and their targets in Drosophila // Genome Res. 2010. V. 20. No. 2. P. 212–227.

14. Malone C.D., Brennecke J., Dus M. et al. Specialized piRNA pathways act in germline and somatic tissues of the Drosophila ovary // Cell. 2009. V. 137. No. 3. P. 522–535.

15. Mani S.R., Juliano C.E. Untangling the web: The diverse functions of the PIWI/piRNA pathway // Mol. Reprod. Dev. 2013. DOI 10.1002/mrd.22195.

16. Megosh H.B., Cox D.N., Campbell C., Lin H. The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germline determination // Curr. Biol. 2006. V. 16. No. 19. P. 1884–1894.

17. Mevel-Ninio M., Pelisson A., Kinder J. et al. The fl amenco locus controls the gypsy and ZAM retroviruses and is required for Drosophila oogenesis // Genetics. 2007. V. 175. No. 4. P. 1615–1624.

18. Pélisson A., Sarot E., Payen-Groschкne G., Bucheton A. A novel repeat-associated small interfering RNA-mediated silencing pathway downregulates complementary sense gypsy transcripts in somatic cells of the Drosophila ovary // J. Virol. 2007. V. 81. No. 4. P. 1951–1960.

19. Pélisson A., Song S.U., Prud’homme N. et al. Gypsy transposition correlates with the production of a retroviral envelope-like protein under the tissue-specifi c control of the Drosophila fl amenco gene // EMBO J. 1994. V. 13. No. 18. P. 4401–4411.

20. Prud’homme N., Gans M., Masson M. et al. Flamenco, a gene controlling the gypsy retrovirus of Drosophila melanogaster // Genetics. 1995. V. 139. No. 2. P. 697–711.

21. Robert V., Prud‘homme N., Kim A. et al. Characterization of the fl amenco region of the Drosophila melanogaster genome // Genetics. 2001. V. 158. No. 2. P. 701–713.

22. Sarot E., Payen-Groschкne G., Bucheton A., Pélisson A. Evidence for a piwi-dependent RNA silencing of the gypsy endogenous retrovirus by the Drosophila melanogaster fl amenco gene // Genetics. 2004. V. 166. No. 3. P. 1313–1321.