Preview

Вавиловский журнал генетики и селекции

Расширенный поиск

Поиск генов домашнего хозяйства для анализа изменения экспрессии отдельных генов у Macaca mulatta

https://doi.org/10.18699/vjgb-25-138

Аннотация

Макаки резус (Macaca mulatta) являются наиболее распространенными нечеловекообразными приматами, их используют в качестве модельных объектов, в первую очередь, из-за филогенетической и физиологической близости к человеку. В настоящее время модельные организмы широко используются для целого ряда исследований, в том числе на уровне транскриптома. При этом для анализа экспрессии отдельных генов применяется универсальный метод – полимеразная цепная реакция в реальном времени. Проведение такого рода исследований всегда требует предварительного подбора «генов домашнего хозяйства» (ГДХ) – генов, необходимых для реализации основных функций в клетке и стабильно экспрессирующихся в различных типах клеток и при разных условиях. На сегодняшний день для макак резус существуют лишь две систематизированные работы по поиску ГДХ, однако эти исследования проводились лишь для тканей мозга и не учитывают такой важный критерий, как связь ГДХ с заболеваниями. В связи с этим в нашей работе были сформулированы ключевые критерии, учитываемые при подборе ГДХ. Проведены поиск и систематизация кандидатных ГДХ. В результате сформированы две панели перспективных ГДХ для M. mulatta: расширенная панель на 56 генов и малая панель, состоящая из восьми генов: ARHGDIA, CYB5R1, NDUFA7, RRAGA, TTC1, UBA6, VPS72 и YWHAH. Обе панели соответствуют всем критериям подбора ГДХ (не имеют псевдогенов ни у макаки, ни у человека, характеризуются стабильной и достаточной экспрессией в мозге макак резус и могут быть использованы для анализа экспрессии не только в мозге, но и в периферической крови). Однако необходимо отметить, что данные экспериментально не верифицированы и требуют проверки в лабораторных условиях.

Об авторах

М. В. Шульская
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия

 Москва



А. Х. Алиева
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия

 Москва



И. Р. Кумаков
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия

 Москва



М. И. Шадрина
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия

 Москва



П. А. Сломинский
Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
Россия

 Москва



Список литературы

1. Abbott D.H., Rogers J., Dumesic D.A., Levine J.E. Naturally occurring and experimentally induced rhesus macaque models for polycystic ovary syndrome: translational gateways to clinical application. Med Sci (Basel). 2019;7(12):107. doi 10.3390/medsci7120107

2. Ahn K., Huh J.W., Park S.J., Kim D.S., Ha H.S., Kim Y.J., Lee J.R., Chang K.T., Kim H.S. Selection of internal reference genes for SYBR green qRT-PCR studies of rhesus monkey (Macaca mulatta) tissues. BMC Mol Biol. 2008;9:78. doi 10.1186/1471-2199-9-78

3. Brammer D.W., Gillespie P.J., Tian M., Young D., Raveendran M., Williams L.E., Gagea M., … Pasqualini R., Arap W., Rogers J., Abee C.R., Gelovani J.G. MLH1-rheMac hereditary nonpolyposis colorectal cancer syndrome in rhesus macaques. Proc Natl Acad Sci USA. 2018;115(11):2806-2811. doi 10.1073/pnas.1722106115

4. Cai J., Li T., Huang B., Cheng H., Ding H., Dong W., Xiao M., Liu L., Wang Z. The use of laser microdissection in the identification of suitable reference genes for normalization of quantitative real-timePCR in human FFPE epithelial ovarian tissue samples. PLoS One. 2014;9(4):e95974. doi 10.1371/journal.pone.0095974

5. Cai X.B., Wu K.C., Zhang X., Lv J.N., Jin G.H., Xiang L., Chen J., Huang X.F., Pan D., Lu B., Lu F., Qu J., Jin Z.B. Whole-exome sequencing identified ARL2 as a novel candidate gene for MRCS (microcornea, rod-cone dystrophy, cataract, and posterior staphyloma) syndrome. Clin Genet. 2019;96(1):61-71. doi 10.1111/cge.13541

6. Chen F., Wang J., Zhang S., Chen M., Zhang X., Wu Z. Overexpression of SSR2 promotes proliferation of liver cancer cells and predicts prognosis of patients with hepatocellular carcinoma. J Cell Mol Med. 2022;26(11):3169-3182. doi 10.1111/jcmm.17314

7. Colman R.J. Non-human primates as a model for aging. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis. 2018;1864(9):2733-2741. doi 10.1016/j.bbadis.2017.07.008

8. de Kok J.B., Roelofs R.W., Giesendorf B.A., Pennings J.L., Waas E.T., Feuth T., Swinkels D.W., Span P.N. Normalization of gene expression measurements in tumor tissues: comparison of 13 endogenous control genes. Lab Invest. 2005;85(1):154-159. doi 10.1038/labinvest.3700208

9. Deycmar S., Gomes B., Charo J., Ceppi M., Cline J.M. Spontaneous, naturally occurring cancers in non-human primates as a translational model for cancer immunotherapy. J Immunother Cancer. 2023; 11(1):e005514. doi 10.1136/jitc-2022-005514

10. Dheda K., Huggett J.F., Chang J.S., Kim L.U., Bustin S.A., John son M.A., Rook G.A., Zumla A. The implications of using aninap propriate reference gene for real-time reverse transcription PCR data normalization. Anal Biochem. 2005;344(1):141-143. doi 10.1016/j.ab.2005.05.022

11. Doss-Pepe E.W., Stenroos E.S., Johnson W.G., Madura K. Ataxin-3 interactions with rad23 and valosin-containing protein and its associations with ubiquitin chains and the proteasome are consistent with a role in ubiquitin-mediated proteolysis. Mol Cell Biol. 2003;23(18): 6469-6483. doi 10.1128/MCB.23.18.6469-6483.2003

12. Eghlidi D.H., Urbanski H.F. Effects of age and estradiol on gene ex pression in the rhesus macaque hypothalamus. Neuroendocrinology. 2015;101(3):236-245. doi 10.1159/000381063

13. Esmaeilzadeh E., Biglari S., Mosallaei M., Khorshid H.R.K., Vahidnezhad H., Tabatabaiefar M.A. A novel homozygote pathogenic variant in the DIAPH1 gene associated with seizures, cortical blindness, and microcephaly syndrome (SCBMS): report of a family and literature review. Mol Genet Genomic Med. 2024;12(11):e70031. doi 10.1002/mgg3.70031

14. Fernandez-Moreira D., Ugalde C., Smeets R., Rodenburg R.J., Lopez Laso E., Ruiz-Falco M.L., Briones P., Martin M.A., Smeitink J.A., Arenas J. X-linked NDUFA1 gene mutations associated with mitochondrial encephalomyopathy. Ann Neurol. 2007;61(1):73-83. doi 10.1002/ana.21036

15. Georgiou M., Ali N., Yang E., Grewal P.S., Rotsos T., Pontikos N., Robson A.G., Michaelides M. Extending the phenotypic spectrum of PRPF8, PRPH2, RP1 and RPGR, and the genotypic spectrum of early-onset severe retinal dystrophy. Orphanet J Rare Dis. 2021; 16(1):128. doi 10.1186/s13023-021-01759-8

16. Kaya I., Nilsson A., Luptáková D., He Y., Vallianatou T., Bjärterot P., Svenningsson P., Bezard E., Andrén P.E. Spatial lipidomicsreveals brain region-specific changes of sulfatides in an experimental MPTP Parkinson’s disease primate model. NPJ Parkinsons Dis. 2023;9(1): 118. doi 10.1038/s41531-023-00558-1

17. Li Y., Singh J., Varghese R., Zhang Y., Fatanmi O.O., Cheema A.K., Singh V.K. Transcriptome of rhesus macaque (Macaca mulatta) exposed to total-body irradiation. Sci Rep. 2021;11(1):6295. doi 10.1038/s41598-021-85669-6

18. Liang N., Zhong R., Hou X., Zhao G., Ma S., Cheng G., Liu X. Ataxia telangiectasia mutated (ATM) participates in the regulation of ionizing radiation-induced cell death via MAPK14 in lung cancer H1299 cells. Cell Prolif. 2015;48(5):561-572. doi 10.1111/cpr.12203

19. Liu D.X., Gilbert M.H., Wang X., Didier P.J., Shields C.L., Lackner A.A. Coats-like retinopathy in a Young Indian Rhesus Macaque (Macaca mulatta). J Med Primatol. 2015;44(2):108-112. doi 10.1111/jmp.12166

20. Loeffler D.A., Klaver A.C., Coffey M.P., Aasly J.O., LeWitt P.A. Age related decrease in heat shock 70-kDa protein 8 in cerebrospinal fluid is associated with increased oxidative stress. Front Aging Neurosci. 2016;8:178. doi 10.3389/fnagi.2016.00178

21. Lomniczi A., Garcia-Rudaz C., Ramakrishnan R., Wilmot B., Khouangsathiene S., Ferguson B., Dissen G.A., Ojeda S.R. A single-nucleotide polymorphism in the EAP1 gene is associated with amenorrhea/oligomenorrhea in nonhuman primates. Endocrinology. 2012; 153(1):339-349. doi 10.1210/en.2011-1540

22. Majewski M., Ostheim P., Gluzman-Poltorak Z., Vainstein V., Basile L., Schüle S., Haimerl M., Stroszczynski C., Port M., Abend M. Gene expression changes in male and female rhesus macaque 60 days after irradiation. PLoS One. 2021;16(7):e0254344. doi 10.1371/journal.pone.0254344

23. Maniv I., Sarji M., Bdarneh A., Feldman A., Ankawa R., Koren E., Magid-Gold I., … Michaelson D., Van Leeuwen F.W., Verheijen B.M., Fuchs Y., Glickman M.H. Altered ubiquitin signaling induces Alzheimer’s disease-like hallmarks in a three-dimensional human neural cell culture model. Nat Commun. 2023;14(1):5922. doi 10.1038/s41467-023-41545-7

24. McBride J.L., Neuringer M., Ferguson B., Kohama S.G., Tagge I.J., Zweig R.C., Renner L.M., … Sherman L.S., Domire J.S., Ducore R.M., Colgin L.M., Lewis A.D. Discovery of a CLN7 model of Batten disease in non-human primates. Neurobiol Dis. 2018;119: 65-78. doi 10.1016/j.nbd.2018.07.013

25. Mishra S., Bernal C., Silvano M., Anand S., Ruiz i Altaba A. The protein secretion modulator TMED9 drives CNIH4/TGFα/GLI signaling opposing TMED3-WNT-TCF to promote colon cancer metastases. Oncogene. 2019;38(29):5817-5837. doi 10.1038/s41388-019-0845-z

26. Moshiri A., Chen R., Kim S., Harris R.A., Li Y., Raveendran M., Davis S., … Gopalakrishna K.N., Boyd K., Artemyev N.O., Rogers J., Thomasy S.M. A nonhuman primate model of inherited retinal disease. J Clin Invest. 2019;129(2):863-874. doi 10.1172/JCI123980

27. Nair H.B., Baker R., Owston M.A., Escalona R., Dick E.J., Vandeberg J.L., Nickisch K.J. An efficient model of human endometriosis by induced unopposedestrogenicity in baboons. Oncotarget. 2016; 7(10):10857-10869. doi 10.18632/oncotarget.7516

28. Noriega N.C., Kohama S.G., Urbanski H.F. Microarray analysis of relative gene expression stability for selection of internal reference genes in the rhesus macaque brain. BMC Mol Biol. 2010;11:47. doi 10.1186/1471-2199-11-47

29. Paschalis E.P., Gamsjaeger S., Condon K., Klaushofer K., Burr D. Estrogen depletion alters mineralization regulation mechanisms in an ovariectomized monkey animal model. Bone. 2019;120:279-284. doi 10.1016/j.bone.2018.11.004

30. Patterson M.M., Jackson L.R., Brooks M.B., Catalfamo J.L. Type-3 von willebrand’s disease in a rhesus monkey (Macaca mulatta). Comp Med. 2002;52(4):368-371 Peterson S.M., Mcgill T.J., Puthussery T., Stoddard J., Renner L., Lewis A.D., Colgin L.M.A., Gayet J., Wang X., Prongay K., Cullin C., Dozier B.L., Ferguson B., Neuringer M. Bardet-Biedl Syndrome in rhesus macaques: a nonhuman primate model of retinitis pigmentosa. Exp Eye Res. 2019;189:107825. doi 10.1016/j.exer.2019.107825

31. Peterson S.M., Watowich M.M., Renner L.M., Martin S., Offenberg E., Lea A., Montague M.J., Higham J.P., Snyder-Mackler N., Neu ringer M., Ferguson B. Genetic variants in melanogenesis proteins TYRP1 and TYR are associated with the golden rhesus macaque phenotype. G3 (Bethesda). 2023;13(10):jkad168. doi 10.1093/g3journal/jkad168

32. Poirier K., Hubert L., Viot G., Rio M., Billuart P., Besmond C., Bienvenu T. CSNK2B splice site mutations in patients cause intellectualdisability with or without myoclonic epilepsy. Hum Mutat. 2017; 38(8):932-941. doi 10.1002/humu.23270

33. Ramsköld D., Wang E.T., Burge C.B., Sandberg R. An abundance of ubiquitously expressed genes revealed by tissue transcriptome sequence data. PLoS Comput Biol. 2009;5(12):e1000598. doi 10.1371/journal.pcbi.1000598

34. Robinson A.A., Abraham C.R., Rosene D.L. Candidate molecular pathways of white matter vulnerability in the brain of normal agingrhesus monkeys. GeroScience. 2018;40(1):31-47. doi 10.1007/s11357-018-0006-2

35. Serrano-Lorenzo P., Rabasa M., Esteban J., Hidalgo Mayoral I., Domínguez-González C., Blanco-Echevarría A., Garrido-Moraga R., Lucia A., Blázquez A., Rubio J.C., Palma-Milla C., Arenas J., Mar tín M.A. Clinical, biochemical, and molecular characterization of two families with novel mutations in the LDHA gene (GSD XI). Genes (Basel). 2022;13(10):1835. doi 10.3390/genes13101835

36. Sherman L.S., Su W., Johnson A.L., Peterson S.M., Cullin C., Lavin der T., Ferguson B., Lewis A.D. A novel non-human primate model of Pelizaeus-Merzbacher disease. Neurobiol Dis. 2021;158:105465. doi 10.1016/j.nbd.2021.105465

37. Silver N., Cotroneo E., Proctor G., Osailan S., Paterson K.L., Carpenter G.H. Selection of housekeeping genes for gene expression studies in the adult rat submandibular gland under normal, inflamed, atrophic and regenerative states. BMC Mol Biol. 2008;9:64. doi 10.1186/1471-2199-9-64

38. Singh K.K., Krawczak M., Dawson W.W., Schmidtke J. Association of HTRA1 and ARMS2 gene variation with drusen formation in rhesus macaques. Exp Eye Res. 2009;88(3):479-482. doi 10.1016/j.exer.2008.10.019

39. Smith A.C., Mears A.J., Bunker R., Ahmed A., Mackenzie M., Schwartzentruber J.A., Beaulieu C.L., Ferretti E., Majewski J., Bul man D.E., Celik F.C., Boycott K.M., Graham G.E. Mutations in the enzyme glutathione peroxidase 4 cause Sedaghatian-type spondy lometaphyseal dysplasia. J Med Genet. 2014;51(7):470-474. doi 10.1136/jmedgenet-2013-102218

40. Stevanin G., Fujigasaki H., Lebre A.S., Camuzat A., Jeannequin C., Dode C., Takahashi J., San C., Bellance R., Brice A., Durr A. Huntington’s disease-like phenotype due to trinucleotide repeat expansions in the TBP and JPH3 genes. Brain. 2003;126:1599-1603. doi 10.1093/brain/awg155

41. Sun Y., Yang X., Liu M., Tang H. B4GALT3 up-regulation by miR-27a contributes to the oncogenic activity in human cervical cancer cells. Cancer Lett. 2016;375(2):284-292. doi 10.1016/j.canlet.2016.03.016

42. Tanackovic G., Ransijn A., Thibault P., Abou Elela S., Klinck R., Ber son E.L., Chabot B., Rivolta C. PRPF mutations are associated with generalized defects in spliceosome formation and pre-mRNA splicing in patients with retinitis pigmentosa. Hum Mol Genet. 2011;20: 2116-2130. doi 10.1093/hmg/ddr094

43. Tanaka M., Fujikawa R., Sekiguchi T., Hernandez J., Johnson O.T., Tanaka D., Kumafuji K., … Hattori K., Mashimo T., Kuwamura M., Gestwicki J.E., Kuramoto T. A missense mutation in the Hspa8 gene encoding heat shock cognate protein 70 causes neuroaxonal dystro phy in rats. Front Neurosci. 2024;18:1263724. doi 10.3389/fnins.2024.1263724

44. Tu Z., Wang L., Xu M., Zhou X., Chen T., Sun F. Further understanding human disease genes by comparing with housekeeping genes and other genes. BMC Genomics. 2006;7:31. doi 10.1186/1471-2164-7-31

45. Tutar Y. Pseudogenes. Comp Funct Genomics. 2012;2012:424526. doi 10.1155/2012/424526

46. Ueda Y., Slabaugh T.L., Walker A.L., Ontiveros E.S., Sosa P.M., Rea der R., Roberts J.A., Stern J.A. Heart rate and heart rate variability of rhesus macaques (Macaca mulatta) affected by left ventricular hypertrophy. Front Vet Sci. 2019;6:1. doi 10.3389/fvets.2019.00001

47. Vandesompele J., De Preter K., Pattyn F., Poppe B., Van Roy N., De Paepe A., Speleman F. Accurate normalization of real-time quantitative RT-PCR data by geometric averaging of multiple internal control genes. Genome Biol. 2002;3(7):research0034. doi 10.1186/gb-2002-3-7-research0034

48. Wang H., Wang Y., Tan P., Liu Y., Zhou S., Ma W. Prognostic value and anti-tumor immunity role of TMED9 in pan-cancer: a bioinformatics study. Transl Cancer Res. 2024;13(10):5429-5445. doi 10.21037/tcr-24-258

49. Wei H., Zhang Y., Jia Y., Chen X., Niu T., Chatterjee A., He P., Hou G. Heat shock protein 90: biological functions, diseases, and therapeutic targets. MedComm. 2024;5(2):e470. doi 10.1002/mco2.470

50. Zhang D., Liu X., Xu X., Xu J., Yi Z., Shan B., Liu B. HPCAL1 pro motes glioblastoma proliferation via activation of Wnt/β-catenin signalling pathway. J Cell Mol Med. 2019;23:3108-3117. doi 10.1111/jcmm.14083

51. Zhang Y.B., Zheng S.F., Ma L.J., Lin P., Shang-Guan H.C., Lin Y.X., Kang D.Z., Yao P.S. Elevated hexose-6-phosphate dehydrogenase regulated by OSMR-AS1/hsa-miR-516b-5p axis correlates with poor prognosis and dendritic cells infiltration of glioblastoma. Brain Sci. 2022;12(8):1012. doi 10.3390/brainsci12081012

52. Zühlke C., Hellenbroich Y., Dalski A., Kononowa N., Hagenah J., Vieregge P., Riess O., Klein C., Schwinger E. Different types of repeat expansion in the TATA-binding protein gene are associated with a new form of inherited ataxia. Eur J Hum Genet. 2001;9:160-164. doi 10.1038/sj.ejhg.5200617


Рецензия

Просмотров: 6


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


ISSN 2500-3259 (Online)