ЭПИГЕНЕТИКА И СПОСОБЫ ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ
Реферат
Рассмотрены наиболее актуальные аспекты, связанные с эпигенетической составляющей регуляции генной экспрессии. Уделено внимание развитию представлений об эпигенетике как об отдельной области знаний о функционировании генов и как о неотъемлемой части классической генетики. Освещены понятия эпигенома и эпигенетического репрограммирования. Рассмотрены наиболее известные молекулярные механизмы эпигенетической регуляции генной функции. Подчеркнута важность исследований в области эпигенетики для развития науки и медицины.
Тэги
Список литературы
1. Аппель Б., Мюллер С. Нуклеиновые кислоты: от А до Я. М., 2013. 413 с.
2. Делоне Н.Л. Очерки по проблемам наследственности в космической биологии. М., 2013. 208 с.
3. Ежова Т.А., Ву Х.Ч. Генетическая и эпигенетическая регуляция морфогенеза листа // Вестн. Твер. гос. ун-та. Сер. Биол. и экол. 2008. (9). 66–75.
4. Жимулев И.Ф. Мозаичный эффект положения гена // Сорос. образ. журн. 2001. 7. (1). 4–9.
5. Захаров-Гезехус И.А. Цитоплазматическая наследственность // Вавил. журн. генетики и селекции. 2014. 18. (1). 93–102.
6. Инге-Вечтомов С.Г., Борхсениус А.С., Задорский С.П. Белковая наследственность: конформационные матрицы и эпигенетика // Вестн. ВОГиС. 2004. 8. (2). 60–66.
7. Коваленко Т.Ф. Метилирование генома млекопитающих // Молекуляр. медицина. 2010. (6). 24–267.
8. Курчанов Н.А. Поведение: эволюционный подход. М.: СпецЛит, 2011. 73 c.
9. Кушниров В.В. Прионные и неприонные амилоиды: изучение в дрожжевой модели: автореф. дис. … д-ра биол. наук. М., 2008.
10. Лавров С.А., Шацких А.С., Кибанов М.В., Гвоздев В.А. Транскрипционная инактивация генов при эффекте положения у Drosophila melanogaster коррелирует на уровне отдельных клеток с их перемещением в гетерохроматиновый компартмент ядра // Молекуляр. биология. 2013. 47. (2). 286–291.
11. Малецкий С.И., Роик Н.В., Драгавцев В.А. Третья изменчивость, типы наследственности и воспроизводства семян у растений // С.-х. биология. 2013. (5). 3–29.
12. Миронова Л.Н. Белковая наследственность и регуляция экспрессии генов у дрожжей // Экол. генетика. 2010. 8. (4). 10–16.
13. Назаренко С.А. Геномный импринтинг и его роль в этиологии наследственных болезней человека // Бюл. сиб. мед. 2004. (3). 8–17.
14. Паткин Е.Л., Квинн Дж. Эпигенетические механизмы предрасположенности к комплексным патологиям человека // Экол. генетика. 2010. 8. (4). 44–56.
15. Паткин Е.Л., Сучкова И.О. Регуляторные механизмы импринтинга у млекопитающих // Цитология. 2006. 48. (7). 578–594.
16. Ратнер В.А., Васильева Л.А. Мобильные генетические элементы (МГЭ): «эгоистическая ДНК» или функциональная часть генома? // Современные концепции эволюционной генетики: мат. конф. Новосибирск, 2000. 145–170.
17. Ратнер В.А. Генетика, молекулярная кибернетика: личности и проблемы. Новосибирск: Наука, 2002. 106 с.
18. Розанов В.А. Стресс-индуцированные эпигенетические феномены – еще один вероятный биологический фактор суицида // Суицидология. 2015. 6. (3). 3–19.
19. Саложин С.В. Метилирование ДНК как один из основных эпигенетических маркеров // Биохимия. 2005. 70. (5). 641–650.
20. Силичева М.А. Новые аспекты эффекта положения трансгенов Drosophila melanogaster: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2008.
21. Фомченко Е.Е., Воропаев Е.В. Биологические аспекты метилирования ДНК // Пробл. здоровья и экологии. 2012. (3). 55–59.
22. Чехун В. Эпигенетика рака // Онкология. 2008. 10. (3). 301–312.
23. Ширин А.Д.,. Калетин Г.И., Баранова О.Ю. Эпигенетика в онкогематологии: краткий реферативный обзор // Клин. онкогематологии. 2015. 8. (1). 26–30.
24. Barr M.L., Bertram E.G. A morphological distinction between neurones of the male and female, and the behaviour of the nucleolar satellite during accelerated nucleoprotein synthesis // Nature. 1949. 163. (4148). 676–677.
25. Bégin P., Nadeau K. C. Epigenetic regulation of asthma and allergic disease // Allergy Asthma Clin. Immunol. 2014. 10. (1). 27–28.
26. Benyajati C.W., Worcel A. Isolation, characterization, and structure of the folded interphase genome of Drosophila melanogaster // Cell. 1976. 9. (3). 393–407.
27. Borunova V.A., Iarovaia O.V., Vassetzky Y.S., Razin S.V. The upstream area of the chicken α-globin gene domain is transcribed in both directions in the same cells // FEBS Lett. 2005. 579. (21). 4746–4750.
28. Castel S.E., Martienssen R.A. RNA interference in the nucleus: roles for small RNAs in transcription, epigenetics and beyond // Nat. Rev. Genet. 2013. 14. (2). 100–112.
29. Catherine H., Antoine B., Laure T. et al. Paramutation in drosophila requires both nuclear and cytoplasmic actors of the piRNA pathway and induces cis-spreading of piRNA Production // Genetics. 2015. 201. 1381–1396.
30. Hale C.J., Stonaker J.L., Gross S.M., Hollick J.B. A novel Snf2 protein maintains trans-generational regulatory states established by paramutation in maize // PLoS Biol. 2007. 5. (10). e275.
31. Dawson M.A., Kouzarides T. Cancer epigenetics: from mechanism to therapy // Cell. 2012. 150. (1). 12–27.
32. Fitch K.R., Wakimoto B.T. The paternal effect gene ms(3)sneaky is required for sperm activation and the initiation of embryogenesis in Drosophila melanogaster // Dev. Biol. 1998. 197. (2). 270–282.
33. Gavrilov A.A. Mapping of the nuclear matrix bound chromatin hubs by a new M3C experimental procedure // Nucleic Acids Res. 2010. 38. (22). 8051–8060.
34. Gavrilov A.A., Razin S.V. Spatial configuration of the chicken (alpha) globin gene domain: Immature and active chromatin hubs // Nucleic Acids Res. 2008. 36. 4629–4640.
35. Gavrilov A.A., Zukher I.S., Philonenko E.S. et al. Mapping of the nuclear matrix-bound chromatin hubs by a new M3C experimental procedure // Nucleic Acids Res. 2010. 38. 8051–8060.
36. Gurvich N., Berman M.G., Wittner B.S. et al. Association of valproate-induced teratogenesis with histone deacetylase inhibition in vivo // FASEB J. 2004. 19. (9). 1166–1168.
37. Harring M., Bader R., Louwers M. et al. The role of DNA methylation, nucleosome occupancy and histone modifications in paramutation // Plant J. 2010. 63. (3). 366–378.
38. Hoki Y., Kimura N., Kanbayashi M. et al. A proximal conserved repeat in the Xist gene is essential as a genomic element for X-inactivation in mouse // Development. 2009. 136. 139–146.
39. Herzing L.B., Romer J.T., Horn J.M. et al. Xist has properties of the X-chromosome inactivation centre // Nature. 1997. 386. 272–275.
40. Jeffrey J.J., Chang H.Y. Unique features of long non-coding RNA biogenesis and function // Nat. Rev. Genet. 2015. 17. (1). 47–62.
41. Kaminskas E., Farrell A., Abraham S. Approval summary: azacitidine for treatment of myelodysplastic syndrome subtypes // Clin. Cancer. Res. 2005. 11. (10). 3604–3608.
42. Kaneko-Ishino T., Ishino F. Retrotransposon silencing by DNA methylation contributed to the evolution of placentation and genomic imprinting in mammals // Development. 2010. 52. (6). 533–543.
43. Klochkov D., Rincón-Arano H., Ioudinkova E.S. et al. A CTCF-dependent silencer located in the differentially methylated area may regulate expression of a housekeeping gene overlapping a tissue-specific gene domain // Mol. Cell. Biol. 2006. 26. 1589–1597.
44. Knoll J.H., Nicholls R.D., Magenis R.E. Angelman and Prader-Willi syndromes share a common chromosome deletion but differ in parental origin of the deletion // Am. J. Med. Genet. 1989. 32. (2). 285—290.
45. Laubach J.P., Moreau P., San-Miguel J.F. Panobinostat for the treatment of multiple myeloma // Clin. Cancer. Res. 2015. 21. (21). 4767–4773.
46. Law J.A., Jacobsen S.E. Establishing, maintaining and modifying DNA methylation patterns in plants and animals // Nat. Rev. Genet. 2010. 11. (3). 204–220.
47. Lee T.I., Young R.A. Transcriptional regulation and its misregulation in disease // Cell. 2013. 152. (6). 1237–1251.
48. Lee J.T., Jaenisch R. Long-range cis effects of ectopic X-inactivation centres on a mouse autosome // Nature. 1997. 386. 275–279.
49. Li W., Notani D., Rosenfeld M.G. Enhancers as non-coding RNA transcription units: recent insights and future perspectives // Nat. Rev. Genet. 2016. 17. (4). 207–223.
50. Mann J.R. Imprinting in the germ line // Stem Cells. 2001. 19. (4). 287–294.
51. Martínez J.A., Milagro F.I., Claycombe K.J., Schalinske K.L. Epigenetics in adipose tissue, obesity, weight loss, and diabetes // Adv. Nutr. 2014. 5. (1). 71–81.
52. Mehler M.F. Epigenetic principles and mechanisms underlying nervous system functions in health and disease // Progr. Neurobiol. 2008. 86. 305–341.
53. Merry C.R., Forrest M.E., Sabers J.N. et el. DNMT1-associated long non-coding RNAs regulate global gene expression and DNA methylation in colon cancer // Hum. Mol. Genet. 2015. 24. (21). 231–233.
54. Rassoulzadegan M., Grandjean V., Gounon P. et al. RNA-mediated non-mendelian inheritance of an epigenetic change in the mouse // Nature. 2006. 441. 469–474.
55. Rassoulzadegan M., Cuzin F. From paramutation to human disease: RNA-mediated heredity // Semin. Cell Dev. Biol. 2015. 44. 47–50.
56. Ng K., Pullirsch D., Leeb M., Wutz A. Xist and the order of silencing // EMBO Rep. 2007. 8. 34–29.
57. Ohno S., Kaplan W.D., Kinosita R. Formation of the sex chromatin by a single X-chromosome in liver cells of rattus norvegicus // Exp. Cell Res. 1959. 18. 415–419.
58. Petrova N.V., Iarovaia O.V., Verbovoy V.A. Specific radial positions of centromeres of human chromosomes X, 1, and 19 remain unchanged in chromatin-depleted nuclei of primary human fibroblasts: evidence for the organizing role of the nuclear matrix // J. Cell. Biochem. 2005. 96. 850–857.
59. Razin S.V., Rynditch A., Borunova V. et al. The 33 kb transcript of the chicken a-globin gene domain is part of the nuclear matrix // J. Cell Bioch. 2004. 92. 445–457.
60. Reik W. Genomic imprinting and genetic disorders in man // Trends Genet. 1989. 5. (10). 331–336.
61. Tanaka K., Matsumoto K., Toh-e A. Dual regulation of the expression of the gene by cyclic AMP and heat shock in yeast // EMBO J. 1988. 7. (2). 495–502.
62. Tang W.Y., Ho S.M. Epigenetic reprogramming and imprinting in origins of disease // Rev. Endocr. Metab. Disord. 2007. 8. 173–182.
63. True H.L., Berlin I., Lindquist S.L. Epigenetic regulation of translation reveals hidden genetic variation to produce complex traits // Nature. 2004. 431. 184–187.
64. True H.L., Lindquist S.L. A yeast prion provides a mechanism for genetic variation and phenotypic diversity // Nature. 2000. 407. 477–483.
65. Valadez-Graham V., Razin S.V., Recillas-Targa F. CTCF-dependent enhancer blockers at the upstream region of the chicken a-globin gene domain // Nucleic Acids Res. 2004. 32. 1354–1362.
66. Li W., Notani D., Rosenfeld M.G. Enhancers as non-coding RNA transcription units: recent insights and future perspectives // Nat. Rev. Genet. 2016. 17. 207–223.
67. Wilkins M. Proteomics data mining // Expert Rev. Proteomics. 2009. 6. (6). 599–603.
68. Wilkinson M., Lawrence S., William D. et el. Genomic imprinting effects on brain development and function // Nat. Rev. Neurosci. 2007. 8. (11). 832–843.
69. Fu Y., Lee I., Lee Y.S., Bao X. Small non-coding transfer RNA-derived RNA fragments (tRFs): their biogenesis, function and implication in human diseases // Genomics Inform. 2015. 13. (4). 94–101.
Веселов А.А. – к.м.н., доцент кафедры глазных болезней, e-mail: Magicjack@mail.ru
