Консервативная в эволюции хеликаза DHX9/MLE участвует в регуляции уровня экспрессии мРНК собственного гена у Drosophila melanogaster

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Хеликаза MLE у D. melanogaster, как и ее ортолог DHX9 у млекопитающих, участвует в широком спектре процессов, связанных с регуляцией экспрессии генов. В настоящей работе было исследовано влияние мутации mle[9] на уровень экспрессии мРНК собственного гена. Было установлено, что помимо ранее описанной делеции в каталитическом домене белка, нарушающей его хеликазную активность, в мутации mle[9] присутствует дополнительная небольшая делеция в С-концевом домене. На фоне мутации mle[9] происходило троекратное усиление экспрессии основного транскрипта гена mle, кодирующего полноразмерный белок. Было проанализировано связывание MLE с хроматином в кодирующей части гена mle, промоторами и близлежащими энхансерами. Чтобы исключить влияние дозовой компенсации, эксперименты были проведены на самках. Полученные данные указывают на роль MLE в специфической регуляции уровня экспрессии мРНК собственного гена in vivo на стадии имаго.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. А. Золин

ФГУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: julia.v.nikolenko@gmail.com
Россия, Москва

С. Г. Георгиева

ФГУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Email: julia.v.nikolenko@gmail.com

академик РАН

Россия, Москва

Ю. В. Николенко

ФГУН Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: julia.v.nikolenko@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Lee T., Pelletier J. The biology of DHX9 and its potential as a therapeutic target. Oncotarget. 2016. Vol. 7. P. 42716–42739.
  2. Gulliver C., Hoffmann R., Baillie G.S. The enigmatic helicase DHX9 and its association with the hallmarks of cancer. Future Sci OA. 2020. Vol. 7. FSO650.
  3. Kuroda M.I., Kernan M.J., Kreber R., et al. The maleless protein associates with the X chromosome to regulate dosage compensation in drosophila. Cell. 1991. Vol. 66. P. 935–947.
  4. Николенко Ю.В., Георгиева С.Г., Копытова Д.В. Разнообразие функций хеликазы MLE в регуляции экспрессии генов у высших эукариот. Молекулярная биология. 2023. Т. 57. С. 1–14.
  5. Николенко Ю.В., Куршакова М.М., Краснов А.Н. Мультифункциональный белок ENY2 взаимодействует с РНК-хеликазой MLE. Докл. Акад. Наук. 2019. Т. 489. С. 637–640.
  6. Николенко Ю.В., Куршакова М.М., Краснов А.Н., и др. Хеликаза MLE – новый участник регуляции транскрипции гена ftz-f1, кодирующего ядерный рецептор у высших эукариот. Докл. Акад. Наук. Науки о жизни. 2021. Т. 496. С.48–51.
  7. Kotlikova I. V, Demakova O. V, Semeshin V.F., et al. The Drosophila Dosage Compensation Complex Binds to Polytene Chromosomes Independently of Developmental Changes in Transcription. Genetics. 2006. Vol. 14. P. 1478–1488.
  8. Cugusi S., Li Y., Jin P., et al. The Drosophila Helicase MLE Targets Hairpin Structures in Genomic Transcripts. PLoS Genet. 2016. Vol. 12. P. e1005761.
  9. Cugusi S., Kallappagoudar S., Ling H., et al. The Drosophila Helicase Maleless (MLE) is Implicated in Functions Distinct From its Role in Dosage Compensation. Molecular & Cellular Proteomics. 2015. Vol. 14. P. 1478–1488.
  10. Kernan M.J., Kuroda M.I., Kreber R., et al. napts, a Mutation affecting sodium channel activity in Drosophila, Is an allele of mle a regulator of X chromosome transcription. Cell. 1991. Vol. 66. P. 949–959.
  11. Ашниев Г.А., Георгиева С.Г., Николенко Ю.В. Функции хеликазы MLE Drosophila melanogaster вне дозовой компенсации: молекулярная природа и плейотропный эффект мутации mle[9]. Генетика. 2024. Т. 60. С.34–46.
  12. Izzo A., Regnard C., Morales V., et al. Structure-function analysis of the RNA helicase maleless. Nucleic Acids Res. 2008. Vol. 36. P. 950–962.
  13. Kopytova D.V., Krasnov A.N., Orlova A.V., et al. ENY2: Couple, triple...more? Cell Cycle. 2010. Vol. 9. P. 479–481.
  14. Николенко Ю.В., Краснов А.Н., Мазина М.Ю., и др. Изучение свойств нового экдизонзависимого энхансера. Докл. Акад. Наук. 2017. Т. 474. С. 756–759.
  15. Arnold C.D., Gerlach D., Stelzer C., et al. Genome-wide quantitative enhancer activity maps identified by STARR-seq. Science. 2013. Vol. 339. P. 1074–1077.
  16. Reenan R.A., Hanrahan C.J., Ganetzky B. The mlenapts RNA Helicase Mutation in Drosophila Results in a Splicing Catastrophe of the para Na + Channel Transcript in a Region of RNA Editing. Neuron. 2000. Vol. 25. P. 139–149.
  17. Aratani S., Fujii R., Fujita H., et al. Aromatic residues are required for RNA helicase A mediated transactivation. Int J Mol Med. 2003. Vol. 12. P. 175–180.
  18. Aratani S., Kageyama Y., Nakamura A., et al. MLE activates transcription via the minimal transactivation domain in Drosophila. Int J Mol Med. 2008. Vol. 21. P. 469–476.
  19. Calame D.G. et al. Monoallelic variation in DHX9, the gene encoding the DExH-box helicase DHX9, underlies neurodevelopment disorders and Charcot-Marie-Tooth disease. Am J Hum Genet. 2023. Vol. 110. P. 1394–1413.
  20. Fergestad T., Ganetzky B., Palladino M.J. Neuropathology in Drosophila membrane excitability mutants. Genetics. 2006. Vol. 172. P. 1031–1042.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Ген mle и доменное строение белка MLE в норме и на фоне мутации mle[9] (цитируется по [11] с изменениями). а – схематическое изображение гена mle и его транскриптов: mle-RA – транскрипт, кодирующий полноразмерный белок, mle-RC – альтернативный транскрипт. Экзоны обозначены прямоугольниками, кодирующая область выделена серым цветом. Стрелками 1,2,3 обозначено положение праймеров, использованных для измерения уровня транскрипции mle-RA и mle-RC. Стрелки над геном указывают положение делеций в мутации mle[9]: серая – ранее описанная делеция в каталитическом “ядре”, черная – обнаруженная в настоящем исследовании делеция в С-концевом домене. Звездочками обозначено положение близлежащих энхансеров STARR_OSC-4142 и STARR_OSC-2528. б – доменное строение белка MLE. Стрелки указывают положение делеций в мутации mle[9]: серая – ранее описанная делеция в каталитическом “ядре”, черная – обнаруженная в настоящем исследовании делеция 7 а. о. в С-концевом домене. Районы, соответствующие определенным доменам, обозначены серым цветом, линкерные участки – белым цветом. Представлены два домена связывания дцРНК – dsRBD1 и ds-RBD2, минимальный домен трансактивации MTAD, каталитическое “ядро”, состоящее из доменов RecA1 и RecA2 и хеликаза-ассоциированного домена HA2, область связывания олигосахарида/олигонуклеотида OB-fold, С-концевой домен RGG-box, включающий сигнал ядерной локализации NLS и глицин-богатую последовательность Gly. Консервативные мотивы в каталитическом “ядре” обозначены римскими цифрами.

Скачать (87KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изучение влияния MLE на экспрессию собственного гена in vivo в самках D. melanogaster на стадии имаго. а – изменения уровня экспрессии транскриптов гена mle на фоне мутации mle[9]. Уровень транскриптов mle был измерен относительно уровня транскрипта контрольного гена Rpl32. За 1 по оси ординат принято значение mle-RA в самках дикого типа в одной из трех повторностей эксперимента. * – p<0.01. б – анализ связывания белка MLE дикого типа (mle+) и мутантного белка (mle[9]) c промоторами собственного гена, с кодирующими районами в 5’-области гена (+460 – расстояние в п. о. от сайта старта транскрипции mle-RС) и в 3’- области гена (+4470 – расстояние в п. о. от сайта старта транскрипции mle-RС) и c близлежащими энхансерами (STARR_OSC-4142 и STARR_OSC-2528).

Скачать (129KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025