ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ БЕЛКОВ СЕМЕЙСТВА НР1 С НЕТРАНСЛИРУЕМЫМИ РЕГУЛЯТОРНЫМИ ОБЛАСТЯМИ РЕТРОТРАНСПОЗОНОВ ГРУППЫ GYPSY У DROSOPHILA MELANOGASTER

В работе исследовано in vitro взаимодействие рекомбинантных белков-паралогов семейства НР1 (HP1a, HP1b и HP1c) с 5'-нетранслируемыми регуляторными областями ре- тротранспозонов группы gypsy у Drosophila melanogaster: gypsy, Springer, Tirant, ZAM, Rover и 17.6. С использованием конкурентной ДНК подобраны условия, позволяющие добиться специфичного связывания с матрицей. Показано, что белки семейства HP1 эффективно связываются с 5'-нетранслируемой областью ретротранспозонов, имеющих в ее составе тандемные повторы. Обнаружено, что повторы абсолютно необходимы для связывания белка HP1a с 5'-нетранслируемой областью мобильных генетических элементов Tirant и ZAM. Отсутствие повторов в случае элемента ZAM или их число менее двух – в случае Tirant делает невозможным такое взаимодействие. Таким образом, наличие тандемных повторов в 5'-нетранслируемой области ретротранспозонов группы gypsy является важным инструментом регуляции их транспозиции гетерохроматиновыми белками.

1. Klattenhoff C., Xi H., Li C., Lee S., Xu J., Khurana J.S., Zhang F., Schultz N., Koppetsch B.S., Nowosielska A., Seitz H., Zamore P.D., Weng Z., Theurkauf W.E. The Drosophila HP1 homolog Rhino is required for transposon silencing and piRNA production by dual-strand clusters // Cell. 2009. Vol. 138. N 6. P. 1137–1149.

2. Bannister A.J., Zegerman P, Partridge J.F., Miska E.A., Thomas, J.O., Allshire R.C., Kouzarides T. Selective recognition of methylated lysine 9 on histone H3 by the HP1 chro-mo domain // Nature. 2001. Vol. 410. N 6824. P. 120–124.

3. Vermaak D., Henikoff S., Malik H. Positive selection drives the evolution of rhino, a member of the heterochromatin protein 1 family in Drosophila // PLoS Genet. 2005. Vol. 1. N 1. P. 96–108.

4. Abel J., Eskeland R., Raffa G.D., Kremmer E, Imhof A. Drosophila HP1C is regulated by an autoregulatory feedback loop through its binding partner Woc // PLoS One. 2009. Vol. 4. N 4. e5089.

5. Font-Burgada J., Rossell D., Auer H., Azorin F. Drosophila HP1c isoform interacts with the zinc-finger proteins WOC and relative-of-WOC to regulate gene expression // Gene Dev. 2008. Vol. 22. N 21. P. 3007–3023.

6. Mohn F., Sienski G., Handler D., Brennecke J. The rhino-deadlock-cutoff complex licenses noncanonical transcription of dual-strand piRNA clusters in Drosophila // Cell. 2014. Vol. 157. N 6. P. 1364–1379.

7. Eissenberg J., Hartnett T. A heat shock–activated cDNA rescues the recessive lethality of mutations in the heterochromatin-associated protein HP1 of Drosophila melanogaster // Mol. Gen. Genet. 1993. Vol. 240. N 3. P. 333–338.

8. Volpe A.M., Horowitz H., Grafer C.M., Jackson S.M., Berg C.A. Drosophila rhino encodes a female-specific chro-mo-domain protein that affects chromosome structure and egg polarity // Genetics. 2001. Vol. 159. N 3. P. 1117–1134.

9. Cabrera J.R., Olcese U., Horabin J.I. A balancing act: heterochromatin protein 1a and the Polycomb group coordinate their levels to silence chromatin in Drosophila // Epigenet. Chromatin. 2015. Vol. 8:17.

10. Alekseyenko A.A., Gorchakov A.A., Zee B.M., Fuchs S.M., Kharchenko P.V., Kuroda M.I. Heterochromatin-associated interactions of Drosophila HP1a with dADD1, HIPP1, and repetitive RNAs // Genes Dev. 2014. Vol. 28. N 13. P. 1445–1460.

11. Lippman Z., Martienssen R. The role of RNA interference in heterochromatic silencing // Nature. 2004. Vol. 431. N 7006. P. 364–370.

12. Greil F., van der Kraan I., Delrow J., Smothers J.F., de Wit E., Bussemaker H.J., van Driel R., Henikoff S., van Steensel B. Distinct HP1 and Su(var)3-9 complexes bind to sets of developmentally coexpressed genes depending on chromosomal location // Genes Dev. 2003. Vol. 17. N 22. P. 2825–2838.

13. Perrini B., Piacentini L., Fanti L., Altieri F., Chichiarelli S., Berloco M. Turano C., Ferraro A., Pimpinelli S. HP1 controls telomere capping, telomere elongation, and telo-mere silencing by two different mechanisms in Drosophila // Mol. Cell. 2004. Vol. 15. N 3. P. 467–476.

14. Minervini C.F., Marsano R.M., Casieri P., Fanti L., Caizzi R., Pimpinelli S., Rocchi M., Viggiano L. Heterochromatin protein 1 interacts with 5’UTR of transposable element ZAM in a sequence-specific fashion // Gene. 2007. Vol. 393. N 1–2. P. 1–10.

15. Nefedova L.N., Mannanova M.M., Kim A.I. Integration specificity of ltr -retrotransposons and retroviruses in the Drosophila melanogaster genome // Virus Genes. 2011. Vol. 42. N 2. P. 297–306.

16. Baldrich E., Dimitri P., Desset S., Leblanc P., Codipietro D., Vaury C. Genomic distribution of the retrovirus-like element ZAM in Drosophila // Evolution and impact of transposable elements. Contemporary issues in genetics and evolution, vol 6 / Ed. P. Capy. Dordrecht: Springer, 1997. P. 131–140.

17. Kuz’min I.V, Shnyriaeva A.A, Nefedova L.N, Kim A.I. Translational analysis of the Grp gene, a genomic homologue of the Gag gene of the gypsy retrotransposon of Drosophila melanogaster // Russ. J. Genet. 2011. Vol. 47. N 9. P. 1275– 1277.

18. Lippman Z., Gendrel A.V., Black M., Vaughn M.W., Dedhia N., McCombie W.R., Lavine K., Mittal V., May B., Kasschau K.D., Carrington J.C., Doerge R.W., Colot V., Mar-tienssen R. Role of transposable elements in heterochromatin and epigenetic control // Nature. 2004. Vol. 430. N 6998. P. 471–476.

19. Tao Zhao, Heyduk T., Allis C.D., Eissenberg J.C. Heterochromatin protein 1 binds to nucleosomes and DNA in vitro // J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275. N 36. P. 28332–28338.

20. Nefedova L.N., Urusov F.A., Romanova N.I., Shmel’kova A.O., Kim A.I. Study of the transcriptional and transpositional activities of the Tirant retrotransposon in Drosophila melanogaster strains mutant for the flamenco locus // Russ. J. Genet. 2012. Vol. 48. N 11. P. 1089–1096.