Исследования регуляторной зоны гена Notch у Drosophila melanogaster с использованием новых подходов направленного геномного редактирования


https://doi.org/10.18699/VJ19.482

Полный текст:


Аннотация

Ген Notch играет ключевую роль в развитии органов и тканей нейроэктодермального происхождения, в том числе нервной системы. У эукариотических организмов сигнальный каскад Notch вовлечен в процессы клеточной детерминации. Впервые ген Notch был открыт у Drosophila melanogaster. У млекопитающих семейство Notch рецепторов включает четыре гомолога. У человека мутации в гене Notch приводят к развитию ряда наследственных заболеваний, а также связаны с канцерогенезом. Исследования регуляторной зоны гена Notch на D. melanogaster насчитывают уже несколько десятилетий. В статье сделан обзор результатов и методов этих исследований. Регуляторная зона гена находится в районе открытого состояния хроматина, соответствующем междиску 3C6/3C7 на цитологической карте политенных хромосом слюнных желез D. melanogaster. Развитие новых методов направленного геномного редактирования позволило создать систему для введения направленных изменений в регуляторную зону гена. Используя систему CRISPR/Cas9, мы получили делецию в регуляторной и промоторной зоне гена Notch, включая его первый экзон, и ввели сайт attP в первый интрон гена Notch. Это сделало возможным направленное изменение последовательностей регуляторной и промоторной зон гена.

Об авторах

О. В. Андреенков
Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Россия
Новосибирск.


Е. И. Волкова
Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Россия
Новосибирск.


Н. Г. Андреенкова
Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Россия
Новосибирск.


С. А. Демаков
Институт молекулярной и клеточной биологии Сибирского отделения Российской академии наук.
Россия
Новосибирск.


Список литературы

1. Andreenkov O.V., Volkova E.I., Demakov S.A., Semeshin V.F., Zhimu- lev I.F. The decompact state of interchromomeric chromatin from the 3C6/C7 region of Drosophila melanogaster is determined by short DNA sequence. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2010; 431:57-59. DOI 10.1134/S1607672910020018.

2. Andreenkov O.V., Volkova E.I., Demakov S.A., Xie X., Dubrovsky E.B., Zhimulev I.F. Targeted mutagenesis of Drosophila RNaseZ gene by homologous recombination. Doklady Biochemistry and Biophysics. 2016;471(1):399-402. DOI 10.1134/S1607672916060065.

3. Artavanis-Tsakonas S., Rand M.D., Lake R.J. Notch signaling: cell fate control and signal integration in development. Science. 1999;284: 770-776. DOI 10.1126/science.284.5415.770.

4. Brennan K., Tateson R., Lewis K., Martinez Arias A. A functional ana¬lysis of Notch mutations in Drosophila. Genetics. 1997; 147:177¬188.

5. Gratz S.J., Ukken F.P., Rubinstein C.D., Thiede G., Donohue L.K., Cummings A.M., O’Connor-Giles K.M. Highly specific and efficient CRISPR/Cas9-catalyzed homology-directed repair in Drosophila. Genetics. 2014;196:961-971. DOI 10.1534/genetics.113.160713.

6. Greenwald I. Notch and the awesome power of genetics. Genetics. 2012;191:655-669. DOI 10.1534/genetics.112.141812.

7. Markopoulou K. Phenotypic and molecular analysis of the facet, a group of intronic mutations at the Notch locus of Drosophila mela- nogaster which affect postembryonic development. Genetics. 1989; 122:417-428.

8. Ohtsuki S., Levine M. GAGA mediates the enhancer blocking activity of the eve promoter in the Drosophila embryo. Genes Dev. 1998; 12:3325-3330.

9. Ramos R.G.P., Grimwade B.G., Wharton K., Scottgale T.N., Artavanis- Tsakonas S. Physical and functional definition of the Drosophila Notch locus by P element transformation. Genetics. 1989;123:337- 348.

10. Rykowski M.C., Parmelee S.J., Agard D.A., Sedat J.W. Precise deter-mination of the molecular limits of a polytene chromosome band: regulatory sequences for the Notch gene are in the interband. Cell. 1988;54:461-472.

11. Semeshin V.F., Demakov S.A., Shloma V.V., Vatolina T.Y., Gorcha-kov A.A., Zhimulev I.F. Interbands behave as decompacted autono¬mous units in Drosophila melanogaster polytene chromosomes. Genetica. 2008;132:267-279. DOI 10.1007/s10709-007-9170-5.

12. Stadler M.R., Haines J.E., Eisen M.B. Convergence of topological domain boundaries, insulators, and polytene interbands revealed by high-resolution mapping of chromatin contacts in the early Dro¬sophila melanogaster embryo. ELife. 2017;6:e29550. DOI 10.7554/ eLife.29550.

13. Thomas S., Li X.-Y., Sabo P.J., Sandstrom R., Thurman R.E., Can-field T.K., Giste E., Fisher W., Hammonds A., Celniker S.E., Big-gin M.D., Stamatoyannopoulos J.A. Dynamic reprogramming of chromatin accessibility during Drosophila embryo development. Genome Biology. 2011;12:R43. DOI 10.1186/gb-2011-12-5-r43.

14. Vazquez J., Schedl P. Deletion of an insulator element by the mutation facet-strawberry in Drosophila melanogaster. Genetics. 2000;155: 1297-1311.

15. Wharton K.A., Johansen K.M., Xu T., Artavanis-Tsakonas S. Nucleo-tide sequence from the neurogenic locus notch implies a gene pro-duct that shares homology with proteins containing EGF-like re-peats. Cell. 1985;43:567-581.

16. Zimin P.I., Gortchakov A.A., Demakov S.A., Zhimulev I.F. A new con¬struct for cloning DNA and modeling the structure of Drosophila melanogaster polytene chromosomes. Mol. Biology. 2004;38(2): 205-209.


Дополнительные файлы

Просмотров: 37

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0462 (Print)
ISSN 2500-3259 (Online)