stringtranslate.com

Сменный элемент

Бактериальный ДНК-транспозон

Мобильный элемент ( TE ) , также транспозон или прыгающий ген , представляет собой тип мобильного генетического элемента , последовательность нуклеиновой кислоты в ДНК , которая может изменять свое положение в геноме , иногда создавая или обращая вспять мутации и изменяя генетическую идентичность клетки и размер генома . [1] [2]

Транспозиция часто приводит к дублированию одного и того же генетического материала. Открытие мобильных генетических элементов принесло Барбаре МакКлинток Нобелевскую премию в 1983 году. [3] Дальнейшие исследования транспозонов имеют потенциал для использования в генной терапии и поиска новых лекарственных мишеней в персонализированной медицине . Огромное количество переменных в транспозоне затрудняет анализ данных , но в сочетании с другими технологиями секвенирования можно добиться значительных успехов в понимании и лечении заболеваний. [4]

Мобильные элементы составляют около половины генома в эукариотической клетке , составляя большую часть генетического разнообразия человека . [4] Хотя ТЕ являются эгоистичными генетическими элементами , многие из них важны для функционирования и эволюции генома. [5] Транспозоны также очень полезны для исследователей как средство изменения ДНК внутри живого организма.

Существует по крайней мере два класса ТЕ: ТЕ класса I или ретротранспозоны обычно функционируют посредством обратной транскрипции , в то время как ТЕ класса II или ДНК-транспозоны кодируют белок транспозазу , который им необходим для вставки и вырезания, а некоторые из этих ТЕ также кодируют другие белки. [6]

Открытие Барбары МакКлинток

Барбара МакКлинток обнаружила первые ТЕ в кукурузе ( Zea mays ) в лаборатории Колд Спринг Харбор в Нью-Йорке. МакКлинток экспериментировала с растениями кукурузы, у которых были сломаны хромосомы. [7]

Зимой 1944–1945 годов МакКлинток посадила зерна кукурузы, которые были самоопыляемыми, что означало, что столбик ( столбик ) цветка получал пыльцу из собственного пыльника . [7] Эти зерна происходили от длинной линии растений, которые были самоопыляемы, что привело к поломке рук на конце их девятых хромосом. [7] Когда растения кукурузы начали расти, МакКлинток заметила необычные цветовые узоры на листьях. [7] Например, на одном листе было два альбиносных пятна почти одинакового размера, расположенных бок о бок на листе. [7] МакКлинток выдвинула гипотезу, что во время деления клеток некоторые клетки теряли генетический материал, в то время как другие приобретали то, что они потеряли. [8] Однако при сравнении хромосом текущего поколения растений с родительским поколением она обнаружила, что определенные части хромосомы поменялись местами. [8] Это опровергло популярную генетическую теорию того времени, согласно которой гены были зафиксированы в своем положении на хромосоме. МакКлинток обнаружила, что гены могут не только перемещаться, но и включаться или выключаться из-за определенных условий окружающей среды или на разных стадиях развития клеток. [8]

МакКлинток также показала, что мутации генов можно обратить вспять. [9] Она представила свой отчет о своих открытиях в 1951 году и опубликовала статью о своих открытиях в журнале Genetics в ноябре 1953 года под названием «Индукция нестабильности в выбранных локусах кукурузы». [10]

На симпозиуме в Колд-Спринг-Харборе 1951 года, где она впервые опубликовала свои результаты, ее доклад был встречен молчанием. [11] Ее работа была в значительной степени отвергнута и проигнорирована до конца 1960-х – 1970-х годов, когда после того, как ТЕ были обнаружены в бактериях, она была заново открыта. [12] Она была удостоена Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1983 году за свое открытие ТЕ, более чем через тридцать лет после ее первоначального исследования. [13]

Классификация

Транспонируемые элементы представляют собой один из нескольких типов мобильных генетических элементов . Транспонированные элементы относятся к одному из двух классов в зависимости от их механизма транспозиции, который можно описать как копирование и вставка (транспонированные элементы класса I) или вырезание и вставка (транспонированные элементы класса II). [14]

Ретротранспозон

Класс I TE копируется в два этапа: во-первых, они транскрибируются с ДНК на РНК , а затем полученная РНК подвергается обратной транскрипции в ДНК. Затем эта скопированная ДНК вставляется обратно в геном в новом положении. Этап обратной транскрипции катализируется обратной транскриптазой , которая часто кодируется самим TE. Характеристики ретротранспозонов схожи с характеристиками ретровирусов , таких как ВИЧ .

Несмотря на потенциальные негативные эффекты ретротранспозонов, такие как встраивание в середину необходимой последовательности ДНК, что может сделать важные гены непригодными для использования, они по-прежнему необходимы для сохранения рибосомальной ДНК вида в целости и сохранности на протяжении поколений, предотвращая бесплодие. [15]

Ретротранспозоны обычно группируются в три основных порядка:

Ретровирусы также можно считать ТЕ. Например, после преобразования ретровирусной РНК в ДНК внутри клетки-хозяина, вновь полученная ретровирусная ДНК интегрируется в геном клетки-хозяина. Эти интегрированные ДНК называются провирусами . Провирус — это специализированная форма эукариотического ретротранспозона, которая может производить РНК-интермедиаты, которые могут покидать клетку-хозяина и инфицировать другие клетки. Цикл транспозиции ретровирусов имеет сходство с циклом прокариотических ТЕ, что предполагает отдаленную связь между ними.

ДНК-транспозоны

A. Структура ДНК-транспозонов (тип Маринера). Два инвертированных тандемных повтора (TIR) ​​фланкируют ген транспозазы. Две короткие тандемные дупликации сайтов (TSD) присутствуют по обе стороны вставки.
B. Механизм транспозиции: две транспозазы распознают и связываются с последовательностями TIR, присоединяются и способствуют двухцепочечному расщеплению ДНК. Затем комплекс ДНК-транспозаза вставляет свой ДНК-груз в определенные мотивы ДНК в другом месте генома, создавая короткие TSD при интеграции. [16]

Механизм транспозиции методом вырезания и вставки ТЕ класса II не включает РНК-интермедиат. Транспозиции катализируются несколькими ферментами транспозазами . Некоторые транспозазы неспецифично связываются с любым целевым сайтом в ДНК, тогда как другие связываются со специфическими целевыми последовательностями. Транспозаза делает ступенчатый разрез в целевом сайте, производя липкие концы , вырезает ДНК-транспозон и лигирует его в целевой сайт. ДНК-полимераза заполняет образовавшиеся пробелы из липких концов, а ДНК-лигаза закрывает сахарофосфатный остов. Это приводит к дупликации целевого сайта, а сайты вставки ДНК-транспозонов могут быть идентифицированы короткими прямыми повторами (ступенчатый разрез в целевой ДНК, заполненный ДНК-полимеразой), за которыми следуют инвертированные повторы (которые важны для вырезания ТЕ транспозазой ).

Вырезанные и вставленные ТЕ могут дублироваться, если их транспозиция происходит во время фазы S клеточного цикла , когда донорский сайт уже был реплицирован, а целевой сайт еще не был реплицирован. [ необходима ссылка ] Такие дупликации в целевом сайте могут приводить к дупликации гена , которая играет важную роль в геномной эволюции . [17] : 284 

Не все ДНК-транспозоны транспонируют через механизм вырезания и вставки. В некоторых случаях наблюдается репликативная транспозиция , при которой транспозон реплицирует себя в новый целевой сайт (например, гелитрон ).

ТЕ класса II составляют менее 2% генома человека, что делает оставшуюся часть класса I. [18]

Автономные и неавтономные

Транспозиция может быть классифицирована как «автономная» или «неавтономная» как в TE класса I, так и в TE класса II. Автономные TE могут двигаться сами по себе, тогда как неавтономным TE требуется присутствие другого TE для движения. Это часто происходит из-за того, что у зависимых TE отсутствует транспозаза (для класса II) или обратная транскриптаза (для класса I).

Элемент-активатор ( Ac ) является примером автономного TE, а элемент-диссоциатор ( Ds ) является примером неавтономного TE. Без Ac Ds не может транспонировать.

Класс III

Некоторые исследователи также выделяют третий класс мобильных элементов, [19] который описывается как «сборный мешок, состоящий из транспозонов, которые явно не вписываются в две другие категории». [20] Примерами таких TE являются элементы Foldback (FB) Drosophila melanogaster , элементы TU Strongylocentrotus purpuratus и миниатюрные инвертированные повторяющиеся мобильные элементы . [21] [22]

Распределение

Примерно 64% ​​генома кукурузы состоит из ТЕ, [23] [24] как и 44% генома человека, [25] и почти половина геномов мышей . [26]

Новые открытия мобильных элементов показали точное распределение TE относительно их сайтов начала транскрипции (TSS) и энхансеров. Недавнее исследование показало, что промотор содержит 25% регионов, которые содержат TE. Известно, что более старые TE не встречаются в местах TSS, потому что частота TE начинается как функция, как только появляется расстояние от TSS. Возможная теория этого заключается в том, что TE могут мешать остановке транскрипции или сплайсингу первого интро. [27] Также, как упоминалось ранее, наличие TE, закрытых местами TSS, коррелирует с их эволюционным возрастом (количеством различных мутаций, которые TE могут развить за это время).

Примеры

Отрицательные эффекты

Транспозоны сосуществовали с эукариотами на протяжении тысяч лет и благодаря своему сосуществованию интегрировались в геномы многих организмов. Транспозоны, известные как «прыгающие гены», могут перемещаться внутри и между геномами, что позволяет им интегрироваться.

Хотя транспозоны оказывают множество положительных эффектов на геномы эукариот-хозяев, [ необходимы дополнительные пояснения ] существуют некоторые случаи мутагенного воздействия транспозонов на геномы, приводящего к заболеваниям и злокачественным генетическим изменениям. [41]

Механизмы мутагенеза

ТЕ являются мутагенами и из-за вклада в формирование новых цис-регуляторных элементов ДНК, которые связаны со многими факторами транскрипции, которые встречаются в живых клетках; ТЕ могут претерпевать множество эволюционных мутаций и изменений. Они часто являются причинами генетических заболеваний и дают потенциальные летальные эффекты эктопической экспрессии. [27]

ТЕ могут повреждать геном клетки-хозяина разными способами: [41]

ТЕ используют ряд различных механизмов, чтобы вызвать генетическую нестабильность и заболевания в геномах своих хозяев.

Заболевания

Заболевания, часто вызываемые ТЭ, включают:

Скорость транспозиции, индукции и защиты

В одном исследовании оценивалась скорость транспозиции конкретного ретротранспозона, элемента Ty1 в Saccharomyces cerevisiae . Используя несколько предположений, скорость успешного события транспозиции на один элемент Ty1 оказалась примерно раз в несколько месяцев или раз в несколько лет. [49] Некоторые TE содержат промоторы, подобные тепловому шоку , и их скорость транспозиции увеличивается, если клетка подвергается стрессу, [50] таким образом увеличивая скорость мутаций в этих условиях, что может быть полезно для клетки.

Клетки защищаются от пролиферации ТЕ несколькими способами. К ним относятся piRNA и siRNA , [51] которые подавляют ТЕ после того, как они транскрибируются.

Если организмы в основном состоят из TE, можно предположить, что заболевания, вызванные неправильно расположенными TE, очень распространены, но в большинстве случаев TE подавляются эпигенетическими механизмами, такими как метилирование ДНК , ремоделирование хроматина и piRNA, так что фенотипические эффекты или перемещения TE не происходят, как в некоторых TE дикого типа растений. Было обнаружено, что некоторые мутировавшие растения имеют дефекты в ферментах, связанных с метилированием (метилтрансфераза), которые вызывают транскрипцию TE, тем самым влияя на фенотип. [6] [52]

Одна из гипотез предполагает, что активны только около 100 последовательностей, связанных с LINE1, несмотря на то, что их последовательности составляют 17% человеческого генома. В клетках человека подавление последовательностей LINE1 запускается механизмом РНК-интерференции (РНКi). Удивительно, но последовательности РНКi происходят из 5′ нетранслируемой области (UTR) LINE1, длинного конца, который повторяется. Предположительно, 5′ LINE1 UTR, которая кодирует смысловой промотор для транскрипции LINE1, также кодирует антисмысловой промотор для miRNA , которая становится субстратом для продукции siRNA. Ингибирование механизма подавления РНКi в этой области показало увеличение транскрипции LINE1. [6] [53]

Эволюция

ТЕ встречаются почти во всех формах жизни, и научное сообщество все еще изучает их эволюцию и их влияние на эволюцию генома. Неясно, произошли ли ТЕ от последнего универсального общего предка , возникли независимо несколько раз или возникли один раз, а затем распространились на другие царства путем горизонтального переноса генов . [54] Хотя некоторые ТЕ приносят пользу своим хозяевам, большинство из них считаются эгоистичными ДНК- паразитами . В этом смысле они похожи на вирусы . Различные вирусы и ТЕ также имеют общие черты в структурах генома и биохимических способностях, что приводит к предположению, что у них есть общий предок. [55]

Поскольку чрезмерная активность TE может повредить экзоны , многие организмы приобрели механизмы для подавления их активности. Бактерии могут подвергаться высоким темпам удаления генов как части механизма удаления TE и вирусов из своих геномов, в то время как эукариотические организмы обычно используют РНК-интерференцию для подавления активности TE. Тем не менее, некоторые TE генерируют большие семейства, часто связанные с событиями видообразования . [56] Эволюция часто деактивирует ДНК-транспозоны, оставляя их в виде интронов (неактивных последовательностей генов). В клетках позвоночных животных почти все 100 000+ ДНК-транспозонов на геном имеют гены, которые кодируют неактивные полипептиды транспозазы. [57] Первый синтетический транспозон, разработанный для использования в клетках позвоночных (включая человека), транспозонная система Sleeping Beauty , представляет собой транспозон типа Tc1/mariner. Его мертвые («ископаемые») версии широко распространены в геноме лососевых, и функциональная версия была сконструирована путем сравнения этих версий. [58] Человеческие транспозоны типа Tc1 делятся на подсемейства Hsmar1 и Hsmar2. Хотя оба типа неактивны, одна копия Hsmar1, обнаруженная в гене SETMAR, находится под селекцией, поскольку она обеспечивает связывание ДНК для белка, модифицирующего гистон. [59] Многие другие человеческие гены аналогичным образом получены из транспозонов. [60] Hsmar2 был реконструирован несколько раз из ископаемых последовательностей. [61]

Частота и местоположение интеграций TE влияют на геномную структуру и эволюцию и влияют на регуляторные сети генов и белков во время развития и в дифференцированных типах клеток. [62] Однако большие количества TE в геномах все еще могут представлять эволюционные преимущества. Перемежающиеся повторы в геномах создаются в результате событий транспозиции, накапливающихся в течение эволюционного времени. Поскольку перемежающиеся повторы блокируют конверсию генов , они защищают новые последовательности генов от перезаписи аналогичными последовательностями генов и тем самым способствуют развитию новых генов. TE также могли быть кооптированы иммунной системой позвоночных в качестве средства производства разнообразия антител. Система рекомбинации V(D)J работает по механизму, аналогичному механизму некоторых TE. TE также служат для генерации повторяющихся последовательностей, которые могут образовывать dsRNA , чтобы действовать в качестве субстрата для действия ADAR при редактировании РНК. [63]

TE могут содержать множество типов генов, включая те, которые обеспечивают устойчивость к антибиотикам и способность транспонироваться в конъюгативные плазмиды. Некоторые TE также содержат интегроны , генетические элементы, которые могут захватывать и экспрессировать гены из других источников. Они содержат интегразу , которая может интегрировать генные кассеты . На кассетах идентифицировано более 40 генов устойчивости к антибиотикам, а также гены вирулентности.

Транспозоны не всегда точно вырезают свои элементы, иногда удаляя соседние пары оснований; это явление называется перетасовкой экзонов . Перетасовка двух неродственных экзонов может создать новый генный продукт или, что более вероятно, интрон. [64]

Некоторые неавтономные ДНК ТЕ, обнаруженные в растениях, могут захватывать кодирующую ДНК из генов и перетасовывать ее по геному. [65] Этот процесс может дублировать гены в геноме (явление, называемое трансдупликацией) и может способствовать созданию новых генов путем перетасовки экзонов. [66]

Эволюционный стимул для ТЕ в геномном контексте

Существует гипотеза, которая утверждает, что TE могут предоставлять готовый источник ДНК, который может быть использован клеткой для помощи в регуляции экспрессии генов. Исследования показали, что многие разнообразные режимы совместной эволюции TE вместе с некоторыми факторами транскрипции, нацеленными на связанные с TE геномные элементы и хроматин, развиваются из последовательностей TE. В большинстве случаев эти конкретные режимы не следуют простой модели TE и регуляции экспрессии генов хозяина. [27]

Приложения

Мобильные элементы могут быть использованы в лабораторных и исследовательских условиях для изучения геномов организмов и даже для конструирования генетических последовательностей. Использование мобильных элементов можно разделить на две категории: для генной инженерии и в качестве генетического инструмента.

Генная инженерия

Генетический инструмент

В дополнение к качествам, упомянутым для генной инженерии, генетический инструмент также:

Конкретные приложения

De novoповторная идентификация

Идентификация повторов de novo представляет собой первоначальное сканирование данных последовательностей, которое стремится найти повторяющиеся области генома и классифицировать эти повторы. Существует множество компьютерных программ для выполнения идентификации повторов de novo , все они работают по одним и тем же общим принципам. [68] Поскольку короткие тандемные повторы обычно имеют длину 1–6 пар оснований и часто являются последовательными, их идентификация относительно проста. [67] С другой стороны, рассеянные повторяющиеся элементы сложнее идентифицировать из-за того, что они длиннее и часто имеют приобретенные мутации. Однако важно идентифицировать эти повторы, поскольку они часто оказываются транспонируемыми элементами (TE). [68]

Идентификация транспозонов de novo включает три шага: 1) найти все повторы в геноме, 2) построить консенсус каждого семейства последовательностей и 3) классифицировать эти повторы. Существует три группы алгоритмов для первого шага. Одна группа называется подходом k-mer , где k-mer представляет собой последовательность длины k. В этом подходе геном сканируется на предмет перепредставленных k-mer; то есть k-mer, которые встречаются чаще, чем это вероятно, исходя только из вероятности. Длина k определяется типом искомого транспозона. Подход k-mer также допускает несовпадения, количество которых определяется аналитиком. Некоторые программы подхода k-mer используют k-mer в качестве основы и удлиняют оба конца каждого повторяющегося k-mer до тех пор, пока между ними не останется больше сходства, что указывает на концы повторов. [68] Другая группа алгоритмов использует метод, называемый самосравнением последовательностей. Программы самосравнения последовательностей используют базы данных, такие как AB-BLAST, для проведения начального выравнивания последовательностей . Поскольку эти программы находят группы элементов, которые частично перекрываются, они полезны для поиска сильно расходящихся транспозонов или транспозонов с лишь небольшой областью, скопированной в другие части генома. [69] Другая группа алгоритмов следует подходу периодичности. Эти алгоритмы выполняют преобразование Фурье на данных последовательностей, определяя периодичности, области, которые периодически повторяются, и могут использовать пики в результирующем спектре для поиска кандидатов на повторяющиеся элементы. Этот метод лучше всего подходит для тандемных повторов, но может использоваться и для рассеянных повторов. Однако это медленный процесс, что делает его маловероятным выбором для анализа в масштабе генома. [68]

Второй этап идентификации повторов de novo включает построение консенсуса каждого семейства последовательностей. Консенсусная последовательность — это последовательность, которая создается на основе повторов, составляющих семейство TE. Пара оснований в консенсусе — это та, которая чаще всего встречалась в последовательностях, сравниваемых для создания консенсуса. Например, в семействе из 50 повторов, где 42 имеют пару оснований T в одном и том же положении, консенсусная последовательность будет иметь T также в этом положении, поскольку пара оснований является репрезентативной для семейства в целом в этом конкретном положении и, скорее всего, является парой оснований, обнаруженной у предка семейства в этом положении. [68] После того, как консенсусная последовательность была создана для каждого семейства, можно перейти к дальнейшему анализу, такому как классификация TE и маскирование генома, чтобы количественно оценить общее содержание TE в геноме.

Адаптивные TE

Мобильные элементы были признаны хорошими кандидатами для стимулирования адаптации генов благодаря их способности регулировать уровни экспрессии близлежащих генов. [70] В сочетании с их «мобильностью» мобильные элементы могут перемещаться рядом с целевыми генами и контролировать уровни экспрессии гена в зависимости от обстоятельств.

Исследование, проведенное в 2008 году, «Высокая скорость недавней адаптации, вызванной мобильными элементами, у Drosophila melanogaster», использовало D. melanogaster , недавно мигрировавшую из Африки в другие части света, в качестве основы для изучения адаптаций, вызванных мобильными элементами. Хотя большинство ТЕ были расположены в интронах, эксперимент показал значительную разницу в экспрессии генов между популяцией в Африке и других частях света. Четыре ТЕ, вызвавшие селективную уборку, были более распространены у D. melanogaster из умеренного климата, что привело исследователей к выводу, что селективное давление климата вызвало генетическую адаптацию. [71] В результате этого эксперимента было подтверждено, что адаптивные ТЕ распространены в природе, позволяя организмам адаптировать экспрессию генов в результате нового селективного давления.

Однако не все эффекты адаптивных ТЕ полезны для популяции. В исследовании, проведенном в 2009 году, «Недавняя адаптивная вставка транспозируемого элемента вблизи высококонсервативных локусов развития у Drosophila melanogaster», ТЕ, вставленный между Jheh 2 и Jheh 3, выявил снижение уровня экспрессии обоих генов. Снижение регуляции таких генов привело к тому, что Drosophila продемонстрировала более длительное время развития и снизила жизнеспособность от яиц до взрослых особей. Хотя эта адаптация наблюдалась с высокой частотой во всех неафриканских популяциях, она не была зафиксирована ни в одной из них. [72] В это нетрудно поверить, поскольку логично, что популяция предпочитает более высокую жизнеспособность от яиц до взрослых особей, поэтому пытается избавиться от признака, вызванного этой конкретной адаптацией ТЕ.

В то же время было несколько отчетов, показывающих выгодную адаптацию, вызванную TE. В исследовании, проведенном с шелкопрядами, «Вставка адаптивного транспозируемого элемента в регуляторную область гена EO у одомашненного шелкопряда», вставка TE была обнаружена в цис-регуляторной области гена EO, который регулирует гормон линьки 20E, и была зафиксирована повышенная экспрессия. В то время как популяции без вставки TE часто неспособны эффективно регулировать гормон 20E в условиях голодания, популяции со вставкой имели более стабильное развитие, что привело к более высокой однородности развития. [74]

Все эти три эксперимента продемонстрировали различные способы, которыми вставки TE могут быть выгодными или невыгодными посредством регулирования уровня экспрессии соседних генов. Область адаптивных исследований TE все еще находится в стадии разработки, и в будущем можно ожидать новых результатов.

TE участвует в сетях генного контроля

Недавние исследования подтвердили, что TE могут способствовать генерации факторов транскрипции. Однако, как этот процесс вклада может повлиять на участие сетей контроля генома. TE более распространены во многих регионах ДНК и составляют 45% от общей ДНК человека. Кроме того, TE внесли вклад в 16% сайтов связывания факторов транскрипции. Большее количество мотивов также обнаружено в ДНК, не полученной из TE, и их количество больше, чем в ДНК, полученной из TE. Все эти факторы коррелируют с прямым участием TE во многих способах сетей контроля генов. [27]

Смотрите также

Примечания

Ссылки

  1. ^ Бурк Г., Бернс К. Х., Геринг М., Горбунова В., Селуанов А., Хаммелл М. и др. (ноябрь 2018 г.). «Десять вещей, которые вы должны знать о мобильных элементах». Genome Biology . 19 (1): 199. doi : 10.1186/s13059-018-1577-z . PMC 6240941. PMID  30454069 . 
  2. ^ Макаловский В., Готя В., Панде А., Макаловский И. (2019). «Транспозируемые элементы: классификация, идентификация и их использование в качестве инструмента для сравнительной геномики». В Анисимовой М. (ред.). Эволюционная геномика . Методы в молекулярной биологии. Т. 1910. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Humana. стр. 185–186. doi : 10.1007/978-1-4939-9074-0_6 . ISBN 978-1-4939-9074-0. PMID  31278665. S2CID  195814061.
  3. ^ МакКлинток Б. (июнь 1950 г.). «Происхождение и поведение мутабельных локусов кукурузы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 36 (6): 344–55. Bibcode : 1950PNAS...36..344M. doi : 10.1073 /pnas.36.6.344 . PMC 1063197. PMID  15430309. 
  4. ^ ab Wellinger, RE, et al. (2022). «Новый вызов для анализа данных: транспозоны». BioData Mining . 15 (9): 9. doi : 10.1186/s13040-022-00294-x . PMC 8957154. PMID  35337342 . 
  5. ^ Bucher E, Reinders J, Mirouze M (ноябрь 2012 г.). «Эпигенетический контроль транскрипции и подвижности транспозонов у Arabidopsis». Current Opinion in Plant Biology . 15 (5): 503–10. doi :10.1016/j.pbi.2012.08.006. PMID  22940592.
  6. ^ abc Pray LA (2008). "Транспозоны: прыгающие гены". Nature Education . 1 (1): 204.
  7. ^ abcde McGrayne SB (1998). Женщины-лауреаты Нобелевской премии в науке: их жизнь, борьба и важные открытия (2-е изд.). Carol Publishing. стр. 165. ISBN 978-0-9702256-0-3.
  8. ^ abc McGrayne 1998, стр. 166
  9. ^ Макгрейн 1998, стр. 167
  10. ^ МакКлинток Б. (ноябрь 1953 г.). «Индукция нестабильности в выбранных локусах кукурузы». Генетика . 38 (6): 579–99. doi : 10.1093/genetics/38.6.579. PMC 1209627. PMID  17247459. 
  11. ^ Равиндран, С. (2012). "Труды Национальной академии наук, декабрь 2012 г., 109 (50) 20198-20199; DOI: 10.1073/pnas.1219372109". Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (50): 20198–20199. doi : 10.1073/pnas.1219372109 . PMC 3528533. PMID  23236127 . 
  12. ^ Des Jardins J (2010). Комплекс мадам Кюри: скрытая история женщин в науке. Feminist Press в CUNY. стр. 246. ISBN 978-1-55861-655-4.
  13. ^ Федорофф Н., Ботштейн Д., ред. (1 января 1992 г.). Динамический геном: идеи Барбары МакКлинток в век генетики. Cold Spring Harbor Laboratory Press. стр. 2. ISBN 978-0-87969-422-7.
  14. ^ Капитонов ВВ, Юрка Дж (май 2008). «Универсальная классификация эукариотических мобильных элементов, реализованная в Repbase». Nature Reviews. Genetics . 9 (5): 411–2, ответ автора 414. doi : 10.1038/nrg2165-c1 . PMID  18421312. S2CID  1275744.
  15. ^ Не такой уж эгоистичный «генетический паразит» помогает сохранить фертильность
  16. ^ Уолтер М (2016). Регуляция транспозона при динамической потере метилирования ДНК (диссертация). Университет Пьера и Марии Кюри . doi :10.13140/rg.2.2.18747.21286.
  17. ^ Madigan M, Martinko J, ред. (2006). Brock Biologies of Microorganisms (11-е изд.). Prentice Hall. ISBN 978-0-13-144329-7.
  18. ^ ab Kazazian HH, Moran JV (май 1998). «Влияние ретротранспозонов L1 на геном человека». Nature Genetics . 19 (1): 19–24. doi :10.1038/ng0598-19. PMID  9590283. S2CID  33460203.
  19. ^ Capy P (1998). Динамика и эволюция транспонируемых элементов . Нью-Йорк: Chapman & Hall. ISBN 978-3-540-61190-5.
  20. ^ Baez J (2005). «Субклеточные формы жизни» (PDF) .
  21. ^ Бутанаев AM, Осборн AE (июль 2018 г.). «Мультигеномный анализ подразумевает миниатюрные инвертированные повторяющиеся транспозируемые элементы (MITEs) в метаболической диверсификации у эвдикотовых». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 115 (28): E6650–E6658. Bibcode : 2018PNAS..115E6650B. doi : 10.1073/pnas.1721318115 . PMC 6048515. PMID  29941591 . 
  22. ^ Kaminker JS, Bergman CM, Kronmiller B, Carlson J, Svirskas R, Patel S, Frise E, Wheeler DA, Lewis SE, Rubin GM, Ashburner M, Celniker SE (2002). "Транспозируемые элементы эухроматина Drosophila melanogaster: перспектива геномики". Genome Biology . 3 (12): RESEARCH0084. doi : 10.1186/gb-2002-3-12-research0084 . PMC 151186. PMID  12537573 . 
  23. ^ СанМигель П., Тихонов А., Джин Ю.К., Мочульская Н., Захаров Д., Мелаке-Берхан А. и др. (ноябрь 1996 г.). «Вложенные ретротранспозоны в межгенных участках генома кукурузы». Наука . 274 (5288): 765–8. Бибкод : 1996Sci...274..765S. дои : 10.1126/science.274.5288.765. PMID  8864112. S2CID  33433647.
  24. ^ ab Jiao Y, Peluso P, Shi J, Liang T, Stitzer MC, Wang B и др. (июнь 2017 г.). «Улучшенный эталонный геном кукурузы с использованием технологий одиночных молекул». Nature . 546 (7659): 524–527. Bibcode :2017Natur.546..524J. doi :10.1038/nature22971. PMC 7052699 . PMID  28605751. 
  25. ^ Mills RE, Bennett EA, Iskow RC, Devine SE (апрель 2007 г.). «Какие транспозируемые элементы активны в геноме человека?». Trends in Genetics . 23 (4): 183–91. doi :10.1016/j.tig.2007.02.006. PMID  17331616.
  26. ^ Бруно М., Махгуб М., Макфарлан ТС (декабрь 2019 г.). «Гонка вооружений между белками KRAB-цинковых пальцев и эндогенными ретроэлементами и ее влияние на млекопитающих». Ежегодный обзор генетики . 53 (1). Ежегодные обзоры : 393–416. doi : 10.1146/annurev-genet-112618-043717. PMID  31518518. S2CID  202572327.
  27. ^ abcd Zhou W, Liang G, Molloy PL, Jones PA (август 2020 г.). «Метилирование ДНК обеспечивает расширение генома с помощью мобильных элементов». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 117 (32): 19359–19366. Bibcode : 2020PNAS..11719359Z. doi : 10.1073 /pnas.1921719117 . PMC 7431005. PMID  32719115. 
  28. ^ Растительные мобильные элементы , ред. Нельсон (Plenum Publishing, 1988), стр. 161–174.
  29. ^ Nowacki M, Higgins BP, Maquilan GM, Swart EC, Doak TG, Landweber LF (май 2009). «Функциональная роль транспозаз в большом эукариотическом геноме». Science . 324 (5929): 935–8. Bibcode :2009Sci...324..935N. doi :10.1126/science.1170023. PMC 3491810 . PMID  19372392. 
    • «Исследователи обнаружили, что «мусорная» ДНК играет важную роль». ScienceDaily (пресс-релиз). 21 мая 2009 г.
  30. ^ Spradling AC, Rubin GM (октябрь 1982 г.). «Транспозиция клонированных P-элементов в хромосомы зародышевой линии дрозофилы». Science . 218 (4570): 341–7. Bibcode :1982Sci...218..341S. doi :10.1126/science.6289435. PMID  6289435.
  31. ^ Rubin GM, Spradling AC (октябрь 1982 г.). «Генетическая трансформация Drosophila с помощью векторов мобильных элементов». Science . 218 (4570): 348–53. Bibcode :1982Sci...218..348R. doi :10.1126/science.6289436. PMID  6289436.
  32. ^ Cesari F (15 октября 2007 г.). «Вехи в природе: Веха 9: Трансформаторы, элементы под прикрытием». Nature . 8 : S10. doi : 10.1038/nrg2254 .
  33. ^ Jacobson JW, Medhora MM, Hartl DL (ноябрь 1986 г.). «Молекулярная структура соматически нестабильного мобильного элемента у дрозофилы». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 83 (22): 8684–8. Bibcode : 1986PNAS...83.8684J. doi : 10.1073 /pnas.83.22.8684 . PMC 386995. PMID  3022302. 
  34. ^ Lohe AR, Moriyama EN, Lidholm DA, Hartl DL (январь 1995). «Горизонтальная передача, вертикальная инактивация и стохастическая потеря мобильных элементов типа «маринер»». Молекулярная биология и эволюция . 12 (1): 62–72. doi : 10.1093/oxfordjournals.molbev.a040191 . PMID  7877497.
  35. ^ Lampe DJ, Witherspoon DJ, Soto-Adames FN, Robertson HM (апрель 2003 г.). «Недавний горизонтальный перенос транспозонов морских млекопитающих подсемейства mellifera в линии насекомых, представляющие четыре различных отряда, показывает, что отбор действует только во время горизонтального переноса». Молекулярная биология и эволюция . 20 (4): 554–62. doi : 10.1093/molbev/msg069 . PMID  12654937.
  36. ^ Мандал ПК, Казазян ХХ (октябрь 2008 г.). «SnapShot: Транспозоны позвоночных». Cell . 135 (1): 192–192.e1. doi : 10.1016/j.cell.2008.09.028 . PMID  18854165. S2CID  82147.
  37. ^ Carlton JM, Hirt RP, Silva JC, Delcher AL, Schatz M, Zhao Q и др. (январь 2007 г.). «Проект последовательности генома возбудителя, передающегося половым путем, Trichomonas vaginalis». Science . 315 (5809): 207–12. Bibcode :2007Sci...315..207C. doi :10.1126/science.1132894. PMC 2080659 . PMID  17218520. 
  38. ^ Kim JM, Vanguri S, Boeke JD, Gabriel A, Voytas DF (май 1998). «Транспозируемые элементы и организация генома: всеобъемлющее исследование ретротранспозонов, выявленных с помощью полной последовательности генома Saccharomyces cerevisiae». Genome Research . 8 (5): 464–78. doi : 10.1101/gr.8.5.464 . PMID  9582191.
  39. ^ Van't Hof, Arjen E.; Campagne, Pascal; Rigden, Daniel J. (1 июня 2016 г.). «Мутация промышленного меланизма у британских березовых пядениц — это транспозируемый элемент». Nature . 534 (7605). Springer : 102–105. Bibcode :2016Natur.534..102H. doi :10.1038/nature17951. ISSN  1476-4687. PMID  27251284. S2CID  3989607.
  40. ^ Косби, Рэйчел Л.; Чанг, Ни-Чен; Фешотт, Седрик (1 сентября 2019 г.). «Взаимодействие хозяина и транспозона: конфликт, сотрудничество и кооптация». Гены и развитие . 33 (17–18). Cold Spring Harbor Laboratory Press & The Genetics Society : 1098–1116. doi : 10.1101/gad.327312.119. ISSN  0890-9369. PMC 6719617. PMID 31481535  . 
  41. ^ ab Belancio VP, Hedges DJ, Deininger P (март 2008 г.). «Ретротранспозоны млекопитающих non-LTR: к лучшему или к худшему, в болезни и в здоровье». Genome Research . 18 (3): 343–58. doi :10.1101/gr.5558208. PMID 18256243.
  42. ^ Dahlet T, Argüeso Lleida A, Al Adhami H, Dumas M, Bender A, Ngondo RP и др. (июнь 2020 г.). «Genome-wide analysis in the mouse egg reveals the important of DNA methylation for transcription integrity». Nature Communications . 11 (1): 3153. Bibcode :2020NatCo..11.3153D. doi :10.1038/s41467-020-16919-w. PMC 7305168 . PMID  32561758. 
  43. ^ abc Kazazian HH, Wong C, Youssoufian H, Scott AF, Phillips DG, Antonarakis SE (март 1988). "Гемофилия А, возникающая в результате вставки последовательностей L1 de novo, представляет собой новый механизм мутации у человека". Nature . 332 (6160): 164–6. Bibcode :1988Natur.332..164K. doi :10.1038/332164a0. PMID 2831458.
  44. ^ Мики Ю, Нисисо I, Хории А, Миёси Ю, Уцуномия Дж, Кинцлер К.В., Фогельштейн Б, Накамура Ю (февраль 1992 г.). «Нарушение гена APC путем ретротранспозной вставки последовательности L1 при раке толстой кишки». Исследования рака . 52 (3): 643–5. ПМИД 1310068.
  45. ^ Мустайоки С., Ахола Х., Мустайоки П., Кауппинен Р. (июнь 1999 г.). «Введение элемента Alu, ответственного за острую перемежающуюся порфирию». Человеческая мутация . 13 (6): 431–8. doi :10.1002/(sici)1098-1004(1999)13:6<431::aid-humu2>3.0.co;2-y. PMID  10408772. S2CID  6218429.
  46. ^ Kazazian HH, Goodier JL (август 2002 г.). «LINE drive. retrotransposition and genome stability». Cell . 110 (3): 277–80. doi :10.1016/S0092-8674(02)00868-1. PMID 12176313.
  47. ^ Капитонов В. В., Павличек А., Юрка Й. (2006). Антология человеческой повторяющейся ДНК . Энциклопедия молекулярной клеточной биологии и молекулярной медицины . doi :10.1002/3527600906.mcb.200300166. ISBN 978-3527600908
  48. ^ Sun W, Samimi H, Gamez M, Zare H, Frost B (август 2018 г.). «Патогенное тау-индуцированное истощение piRNA способствует гибели нейронов через нарушение регуляции транспозируемых элементов при нейродегенеративных тауопатиях». Nature Neuroscience . 21 (8): 1038–1048. doi :10.1038/s41593-018-0194-1. PMC 6095477. PMID 30038280.
  49. ^ Paquin CE, Williamson VM (октябрь 1984). "Влияние температуры на скорость транспозиции ty". Science . 226 (4670): 53–5. Bibcode :1984Sci...226...53P. doi :10.1126/science.226.4670.53. PMID  17815421. S2CID  39145808.
  50. ^ Strand DJ, McDonald JF (июнь 1985). «Copia транскрипционно реагирует на экологический стресс». Nucleic Acids Research . 13 (12): 4401–10. doi :10.1093/nar/13.12.4401. PMC 321795. PMID  2409535 . 
  51. ^ Chung WJ, Okamura K, Martin R, Lai EC (июнь 2008 г.). «Эндогенная РНК-интерференция обеспечивает соматическую защиту от транспозонов Drosophila». Current Biology . 18 (11): 795–802. doi :10.1016/j.cub.2008.05.006. PMC 2812477 . PMID  18501606. 
  52. ^ ab Miura A, Yonebayashi S, Watanabe K, Toyama T, Shimada H, Kakutani T (май 2001 г.). «Мобилизация транспозонов мутацией, отменяющей полное метилирование ДНК у Arabidopsis». Nature . 411 (6834): 212–4. Bibcode :2001Natur.411..212M. doi :10.1038/35075612. PMID  11346800. S2CID  4429219.
  53. ^ Yang N, Kazazian HH (сентябрь 2006 г.). «Ретротранспозиция L1 подавляется эндогенно кодируемыми малыми интерферирующими РНК в культивируемых клетках человека». Nature Structural & Molecular Biology . 13 (9): 763–71. doi :10.1038/nsmb1141. PMID  16936727. S2CID  32601334.
  54. ^ Kidwell MG (1992). «Горизонтальный перенос P-элементов и других коротких инвертированных повторных транспозонов». Genetica . 86 (1–3): 275–86. doi :10.1007/BF00133726. PMID  1334912. S2CID  33227644.
  55. ^ Вильярреал Л. (2005). Вирусы и эволюция жизни . Вашингтон: ASM Press.
  56. ^ Риччи, Марко; Пеона, Валентина; Гишар, Этьен; Таччиоли, Кристиан; Боаттини, Алессио (31 мая 2018 г.). «Активность транспозируемых элементов положительно связана со скоростью видообразования у млекопитающих». Журнал молекулярной эволюции . 86 (5): 303–310. Bibcode : 2018JMolE..86..303R. doi : 10.1007/s00239-018-9847-7. PMC 6028844. PMID  29855654 . 
  57. ^ Plasterk RH, Izsvák Z, Ivics Z (август 1999). «Resident aliens: the Tc1/mariner superfamily of transposable elements». Trends in Genetics . 15 (8): 326–32. doi :10.1016/S0168-9525(99)01777-1. PMID  10431195.
  58. ^ Ivics Z, Hackett PB, Plasterk RH, Izsvák Z (ноябрь 1997 г.). «Молекулярная реконструкция Sleeping Beauty, транспозона Tc1 из рыб и его транспозиция в клетках человека». Cell . 91 (4): 501–10. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80436-5 . PMID  9390559. S2CID  17908472.
  59. ^ Miskey C, Papp B, Mátés L, Sinzelle L, Keller H, Izsvák Z, Ivics Z (июнь 2007 г.). «Древний мореплаватель снова отправляется в плавание: транспозиция человеческого элемента Hsmar1 реконструированной транспозазой и активность белка SETMAR на концах транспозона». Молекулярная и клеточная биология . 27 (12): 4589–600. doi :10.1128/MCB.02027-06. PMC 1900042. PMID  17403897 . 
  60. ^ "Группа генов: Гены, полученные из транспозируемых элементов". Комитет по номенклатуре генов HUGO . Получено 4 марта 2019 г.
  61. ^ Gil E, Bosch A, Lampe D, Lizcano JM, Perales JC, Danos O, Chillon M (11 сентября 2013 г.). "Функциональная характеристика человеческого морского транспозона Hsmar2". PLOS ONE . ​​8 (9): e73227. Bibcode :2013PLoSO...873227G. doi : 10.1371/journal.pone.0073227 . PMC 3770610 . PMID  24039890. 
  62. ^ Болл, Хоуп К.; Ансари, Мохаммад Й.; Ахмад, Нашрах; Новак, Кимберли; Хакки, Тарик М. (ноябрь 2021 г.). «Ген ретротранспозона gag-like-3 RTL3 и SOX-9 совместно регулируют экспрессию COL2A1 в хондроцитах». Connective Tissue Research . 62 (6): 615–628. doi :10.1080/03008207.2020.1828380. ISSN  1607-8438. PMC 8404968 . PMID  33043724. 
  63. ^ Jin Y, Zhang W, Li Q (июнь 2009 г.). «Истоки и эволюция редактирования РНК с помощью ADAR». IUBMB Life . 61 (6): 572–578. doi : 10.1002/iub.207 . PMID  19472181.
  64. ^ Moran JV, DeBerardinis RJ, Kazazian HH (март 1999). "Перетасовка экзонов с помощью ретротранспозиции L1". Science . 283 (5407): 1530–4. Bibcode :1999Sci...283.1530M. doi :10.1126/science.283.5407.1530. PMID  10066175.
  65. ^ Jiang N, Bao Z, Zhang X, Eddy SR, Wessler SR (сентябрь 2004 г.). «Транспозируемые элементы Pack-MULE опосредуют эволюцию генов у растений». Nature . 431 (7008): 569–573. Bibcode :2004Natur.431..569J. doi :10.1038/nature02953. PMID  15457261. S2CID  4363679.
  66. ^ Catoni M, Jonesman T, Cerruti E, Paszkowski J (февраль 2019 г.). «Мобилизация транспозонов Pack-CACTA у Arabidopsis предполагает механизм перетасовки генов». Nucleic Acids Research . 47 (3): 1311–1320. doi :10.1093/nar/gky1196. PMC 6379663 . PMID  30476196. 
  67. ^ ab Saha S, Bridges S, Magbanua ZV, Peterson DG (2008). «Вычислительные подходы и инструменты, используемые при идентификации дисперсных повторяющихся последовательностей ДНК». Tropical Plant Biol . 1 : 85–96. doi :10.1007/s12042-007-9007-5. S2CID  26272439.
  68. ^ abcdef Макаловски В., Панде А., Готя В., Макаловска И. (2012). «Транспозируемые элементы и их идентификация». Эволюционная геномика . Методы в молекулярной биологии. Т. 855. С. 337–59. doi :10.1007/978-1-61779-582-4_12. ISBN 978-1-61779-581-7. PMID  22407715.
  69. ^ ab Saha S, Bridges S, Magbanua ZV, Peterson DG (апрель 2008 г.). «Эмпирическое сравнение программ поиска повторов ab initio». Nucleic Acids Research . 36 (7): 2284–94. doi :10.1093/nar/gkn064. PMC 2367713. PMID  18287116 . 
  70. ^ ab Мариньо-Рамирес Л., Льюис К. К., Ландсман Д., Джордан И. К. (2005). «Транспозируемые элементы передают специфичные для линии регуляторные последовательности в геномы хозяина». Cytogenetic and Genome Research . 110 (1–4): 333–41. doi : 10.1159/000084965. PMC 1803082. PMID  16093685. 
  71. ^ ab González J, Lenkov K, Lipatov M, Macpherson JM, Petrov DA (октябрь 2008 г.). "Высокая скорость недавней адаптации, вызванной мобильным элементом, у Drosophila melanogaster". PLOS Biology . 6 (10): e251. doi : 10.1371/journal.pbio.0060251 . PMC 2570423. PMID  18942889 . 
  72. ^ ab González J, Macpherson JM, Petrov DA (сентябрь 2009 г.). "Недавняя вставка адаптивного мобильного элемента вблизи высококонсервативных локусов развития у Drosophila melanogaster". Молекулярная биология и эволюция . 26 (9): 1949–61. doi :10.1093/molbev/msp107. PMC 2734154. PMID  19458110 . 
  73. ^ Tempel S, Rousseau C, Tahi F, Nicolas J (сентябрь 2010 г.). "ModuleOrganizer: обнаружение модулей в семействах мобильных элементов". BMC Bioinformatics . 11 : 474. doi : 10.1186/1471-2105-11-474 . PMC 2955051. PMID  20860790 . 
  74. ^ Sun W, Shen YH, Han MJ, Cao YF, Zhang Z (декабрь 2014 г.). «Вставка адаптивного мобильного элемента в регуляторную область гена EO у одомашненного шелкопряда Bombyx mori». Молекулярная биология и эволюция . 31 (12): 3302–13. doi : 10.1093/molbev/msu261 . PMID  25213334.

Внешние ссылки