Комбинация мутаций генов otu и Rif1 позволяет анализировать сателлитную ДНК в политенных хромосомах герминальных клеток яичников Drosophila melanogaster

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Политенные хромосомы дрозофилы – классическая модель для цитогенетических исследований. Однако гетерохроматиновые районы хромосом обычно недореплицированы, что препятствует их анализу. Мутации гена Rif1 приводят к дополнительной репликации гетерохроматиновых последовательностей, включая сателлитную ДНК, в клетках слюнных желез. В настоящей работе мы исследовали влияние мутации Rif1 на представленность гетерохроматина в политенных хромосомах, которые формируются в герминальных питающих клетках яичников при мутации гена otu. Мы вывели линию otu11; Rif11 и обнаружили, что на фоне мутации Rif1 в клетках яичников происходит дополнительная политенизация прицентромерных районов, в том числе появляются крупные хроматиновые блоки, образованные сателлитной ДНК. Таким образом, эффекты мутации Rif1 оказались схожи в герминальных клетках и клетках слюнных желез. Система otu11; Rif11 открывает новые возможности для изучения факторов, ассоциированных с гетерохроматином, в процессе оогенеза.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. Д. Колесникова

ФГБУН “Институт молекулярной и клеточной биологии” Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: doliolida@gmail.com
Россия, Новосибирск

А. Р. Нохова

Новосибирский государственный университет

Email: doliolida@gmail.com
Россия, Новосибирск

А. С. Шацких

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: doliolida@gmail.com
Россия, Москва

М. С. Кленов

Институт молекулярной генетики РАН

Email: doliolida@gmail.com
Россия, Москва

И. Ф. Жимулев

ФГБУН “Институт молекулярной и клеточной биологии” Сибирского отделения Российской академии наук

Email: doliolida@gmail.com

академик

Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Marsano R.M., Giordano E., Messina G., et al. A New Portrait of Constitutive Heterochromatin: Lessons from Drosophila melanogaster // Trends Genet. 2019. V. 35. P. 615–631.
  2. Zhimulev I.F. Polytene Chromosomes, Heterochromatin, and Position Effect Variegation // Adv. Genet. 1998. V. 37. P. 1–555.
  3. Munden A., Rong Z., Sun A., et al. Rif1 inhibits replication fork progression and controls DNA copy number in Drosophila // eLife. 2018. V.7. e39140.
  4. Kolesnikova T.D., Kolodyazhnaya A.V., Pokholkova G.V., et al. Effects of Mutations in the Drosophila melanogaster Rif1 Gene on the Replication and Underreplication of Pericentromeric Heterochromatin in Salivary Gland Polytene Chromosomes // Cells. 2020. V. 9. P. 1501.
  5. McLaughlin J.M., Bratu D.P. Drosophila melanogaster Oogenesis: An Overview // Methods Mol Biol. 2015. V. 1328. P. 1-20.
  6. King R.C., Riley S.F., Cassidy, J.D., et al. Giant polytene chromosomes from the ovaries of a Drosophila mutant // Science. 1981. V. 212. P. 441–443.
  7. Mal’ceva N.I., Gyurkovics H., Zhimulev I.F. General characteristics of the polytene chromosome from ovarian pseudonurse cells of the Drosophila melanogaster otu11 and fs(2)B mutants // Chromosome. 1995. Res. Int. J. Mol. Supramol. Evol. Asp. Chromosome Biol. V. 3. P. 191–200.
  8. Heino T.I. Polytene chromosomes from ovarian pseudonurse cells of the Drosophila melanogaster otu mutant. I. Photographic map of chromosome 3 // Chromosoma. 1989. V. 97. P. 363–373.
  9. Dej K.J., Spradling A.C. The endocycle controls nurse cell polytene chromosome structure during Drosophila oogenesis // Dev. Camb. Engl. 1999. V. 126. P. 293–303.
  10. Mal’ceva N.I., Zhimulev I.F. Extent of polytene in the pericentric heterochromatin of polytene chromosomes of pseudonurse cells of otu (ovarian tumor) mutants of Drosophila melanogaster // Mol. Gen. Genet. 1993. V. 240. P. 273–276.
  11. Koryakov D.E., Domanitskaya E.V., Belyakin S.N., et al. Abnormal tissue-dependent polytenization of a block of chromosome 3 pericentric heterochromatin in Drosophila melanogaster // J. Cell Sci. 2003. V. 116. P. 1035–1044.
  12. Garavís M., Méndez-Lago M., Gabelica V., et al. The structure of an endogenous Drosophila centromere reveals the prevalence of tandemly repeated sequences able to form i-motifs // Sci. Rep. 2015. V. 5. P. 13307.
  13. Yang F., Xi R. Silencing transposable elements in the Drosophila germline // Cell Mol Life Sci. 2017. V. 74. P. 435–448.
  14. Sato K., Siomi M.C. The piRNA pathway in Drosophila ovarian germ and somatic cells // Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2020. V. 96. P. 32–42.
  15. Wei X., Eickbush D.G., Speece I., et al. Heterochromatin-dependent transcription of satellite DNAs in the Drosophila melanogaster female germline // Elife. 2021. V. 10. e62375.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис 1. Мутация Rif11 приводит к дополнительной политенизации прицентромерных районов в ППК. Показан прицентромерный район хромосомы 2 в ППК мутантов otu11 (А-В) и мутантов otu11; Rif11 (Г, Д). На фоне Rif1+ политенизированные плечи хромосомы 2 могут соединяться тонкими тяжами гетерохроматина (А). В других случаях левое (Б) и правое (В) плечи хромосомы 2 лежат отдельно друг от друга. Белые стрелки указывают на концы политенизированных участков хромосом. На фоне мутации Rif11, зона, фланкированная белыми стрелками, политенизируется, а хромосома 2 выглядит как единое целое и представлена блоками компактного хроматина, интенсивно окрашивающегося ацето-орсеином. Окраска – ацетоорсеином, фазовый контраст. Масштаб – 10 мкм.

Скачать (486KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Мутация Rif11 приводит к политенизации сателлита Prodsat в хромосоме 2 ППК. Приведены фазово-контрастные изображения с окраской ацетоорсеином (верхний ряд), результат гибридизации in situ зонда к сателлиту Prodsat (средний ряд) и наложение сигнала на фазово-контрастное изображение (нижний ряд). Масштаб – 10 мкм.

Скачать (216KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Окрашенные DAPI прицентромерные районы хромосомы 3 в политенных хромосомах СЖ (А) и ППК (Б) на фоне мутации Rif11. Участок, ограниченный районами 80А и 81F, соответствует митотическому гетерохроматину хромосомы 3. Стрелками и линиями показаны районы, имеющие сходную морфологию в двух типах клеток, а также указан предполагаемый состав ДНК для некоторых районов согласно [4]. Белый треугольник указывает на DAPI-позитивный блок, соответствующий блоку h48 карты митотического гетерохроматина. Скобкой выделено положение сателлита Prodsat, фланкирующего центромеру хромосомы 3. Приблизительное положение центромеры указано пунктирной линией, пересекающей хромосому в соответствии с [4] для политенных хромосом СЖ и по сходству морфологии соответствующих районов в ППК. В.Г. Объединенные прицентромерные районы политенных хромосом Х и 4 в СЖ (В) и ППК (Г). Окрашивание – DAPI, масштаб – 10 мкм.

Скачать (204KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результаты FISH с зондами к сателлитам 1.688 и Prodsat в политенных хромосомах ППК (А,В) и СЖ (Б) мутантов otu11; Rif11. А. Один из двух блоков DAPI-позитивного материала в основании хромосомы 4 гибридизуется с пробой к сателлиту 1.688, что соответствует выводу, сделанному на основании морфологического анализа. Выявление фланкирующего центромеру хромосомы 3 сателлита Prodsat в СЖ (Б) и ППК (В). Положение сигнала полностью соответствует предсказанию, сделанному на основе анализа морфологии. Окрашивание – хромосом DAPI. Положения сигнала отмечены стрелками. Масштаб – 10 мкм.

Скачать (204KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».