Формирование гетерохроматина у Drosophila и локальные элементы ДНК
Эти данные заставляют предполагать присутствие локальных элементов в ДНК, способных управлять формированием гетерохроматина или эухроматина. Генетический скрининг на переключение фенотипа (с красной окраски на мозаичность и наоборот) показал, что локальные делеции или дупликации 5-80 т.о. ДНК, фланкирующей транспозонный репортер, могут приводить к утрате или приобретению мозаичности, указывая на наличие cis-действующих (на короткие расстояния) детерминантов сайленсинга ( рис. 5.7 ). Этот сайленсинг зависит от НР1 и коррелирует с изменением в структуре хроматина, как показывает изменение в доступности для нуклеаз; все это указывает на сдвиг от эухроматинового к гетерохроматиновому состоянию. Данные по картированию в одном из районов четвертой хромосомы позволяют предполагать, что транспозон 1360 является мишенью для формирования гетерохроматина, и показывают, что, коль скоро формирование гетерохроматина начинается в диспергированных повторяющихся элементах, оно может распространяться вдоль по длине четвертой хромосомы примерно на 10 т.о. или пока не столкнется с конкуренцией со стороны эухроматинового детерминанта ( Sun et al., 2004 ). Наблюдения, показывающие, что тандемные или инвертированные повторы репортерных P-элементов приводят к формированию гетерохроматина и сайленсингу генов, также позволяют предполагать наличие действующих на короткие расстояния cis-активных детерминантов, связанных с числом копий ( Dorer and Henikoff, 1994 ).
Такие сis-активные элементы в ДНК могли бы функционировать посредством сиквенс-специфичного связывания белка, способного включать формирование гетерохроматина. Были идентифицированы белки, специфически связывающиеся с некоторыми из сателлитных ДНК (например, Dl - Aulner et al., 2002 ). Вывод о важности этих взаимодействий был сделан, исходя из влияния специфичных для сателлитной ДНК веществ, связывающихся с ДНК и способных подавлять PEV ( Janssen et al., 2000 ). Однако данные, полученные на дрожжах и растениях ( Elgin and Grewal, 2003 ; Matzke and Birchler, 2005 ; см. " RNAi и сборка гетерохроматина " и " Эпигенетическая регуляция у растений "), позволяют предложить другую модель, а именно, что некий основанный на RNAi механизм мог бы использоваться для "нацеливания" формирования гетерохроматина на повторяющиеся элементы. Работы из нескольких лабораторий показали, что система RNAi у Drosophila имеется и играет важную роль в регуляции в ходе развития посредством посттранскрипционного сайленсинга генов ( PTGS ). D. melanogaster обладает двумя генами, кодирующими белки DICER , и многочисленными генами ( aubergine , AGO1 , AG02 , spindle [известный также как homeless ], vasa intronic gene [VIG] , armitage , Fmrl ), кодирующими компоненты или белки, необходимые для сборки индуцируемого РНК сайленсирующего комплекса ( RISC ) ( Sontheimer, 2005 ). Участие этой системы предположили в PTGS повторяющихся последовательностей, особенно тандемно повторяющихся генов Stellate , нескольких ретротранспозонов и трансгенов Alcohol dehyrogenase ( Adh ) и в транскрипционном сайленсинге ( TGS ) трансгенов Adh ( Aravin et al., 2001 ; Pal-Bhadra et al., 2002 ). Пал-Бхадра с соавторами ( Pal-Bhadra et al., 2004 ) обнаружили при прямом тестировании, что мутации вpiwi (член семейства домена PAZ ) и homeless (DEAD-боксовая геликаза) подавляют PEV , связанный с тандемными порядками гена white, и что мутации в piwi , aubergine и homeless подавляют сайленсинг трансгена white P[hsp70-w] в перицентромерном гетерохроматине или четвертой хромосоме. Эта супрессия PEV была связана со значительным снижением уровня метилирования НЗК9 . Связанные с повторами малые интерферирующие РНК (rasiRNAs) были идентифицированы с 40% известных мобильных элементов (включая 1360) и других повторяющихся последовательностей ( Aravin et al., 2003 ).
В совокупности эти обсуждавйгаеся выше результаты заставляют предполагать, что формирование гетерохроматина может зависеть как от ядерной локализации (возможно, создающих богатый пул требующихся белков), так и от специфического "нацеливания" на основе RNAi- распознавания и процессинга двунитевой РНК с повторяющихся элементов, в особенности некоторых из ДНК-транспозонов. Такое "нацеливание" посредством RISC могло бы привлечь либо метилтрансферазу гистона НЗ, либо комплекс, включающий НР1 (либо и то, и другое) к сайту для включения процесса сборки, обсуждавшегося в разделе " Модификация гистонов и сайленсинг гетерохроматина у Drosophila ".
