ING1-Ген: экспрессия белка р33 и функции
Точно установлено, что ген ING1 вовлечен в процессы клеточного старения и регуляцию клеточного цикла ( Garkavtsev and Riabovol, 1997 ). Содержание белка р33/ING1 и соответствующей ему мРНК существенно повышено в стареющих диплоидных фибробластах человека (в 8-10 раз по сравнению с молодыми), а ингибирование р33/ING1 введением антисмысловой мРНК воспроизводимо приводит к увеличению продолжительности жизни диплоидных фибробластов человека примерно в семь раз.
Экспрессия р33/ING1 регулируется на протяжении клеточного цикла и достигает максимума во время синтеза ДНК. Разными методами было показано, что гиперэкспрессия этого белка эффективно блокирует клеточный цикл при переходе из фазы G0 в G1. Сходство функций продуктов генов ING1 и гена р53 - гена-супрессора опухолевого роста, определяющего клеточный ответ на разные типы стресса ( Gottlieb and Oren, 1996 ) - заставило предположить их принадлежность одному сигнальному пути, что и было подтверждено в работе И.Гаркавцева с сотрудниками ( Garkavtsev et al., 1998 ). Как выяснилось, биологические эффекты этих белков скоррелированы и требуют активности обоих генов: ни один из них не способен подавлять клеточный рост в одиночку, при инактивации другого. Это объясняется экспериментально обнаруженной зависимостью активации транскрипции с промотора p21/WAF1, ключевого механизма р53- зависимого контроля клеточного роста, от экспрессии ING1. Кроме того, при иммунопреципитации белки p33/Ing1 и p53 могут быть осаждены в составе единого комплекса, что говорит об их непосредственном взаимодействии.
Как с помощью FISH-гибридизации ( Garkavtsev et al., 1997 ), так и с помощью ПЦР-скрининга панели радиационных гибридов Stanford G3 ( Zeremski et al., 1997 ), ген ING1 локализован в субтеломерном районе длинного плеча 13-й хромосомы (13q34), изменения которого были зарегистрированы при разных видах рака ( Stanbridge, 1992 ). Отчасти высокая частота перестроек длинного плеча 13-й хромосомы объясняется расположением на нем двух генов-онкосупрессоров - гена Rb1 и гена BRCA2 (районы 13q14 и 13q12 соответственно) ( Hinds and Weinberg, 1994 ; Wooster et al.,1994 ). Но в ряде случаев, например, в большой группе чешуйчатоклеточных карцином головы и шеи , перестройки не затрагивали генов RB1 и BRCA2, а потеря гетерозиготности наблюдалась в субтеломерном районе 13-й хромосомы, где расположен ген ING1.
Вовлеченность гена ING1 в регуляцию процессов апоптоза и клеточного старения, локализация в подверженном перестройкам районе 13-й хромосомы и сведения о снижении экспрессии ING1 и перестройках гена, обнаруженных в некоторых клеточных линиях, полученных из опухолевых клеток ( Garkavtsev et al., 1996 ), привлекли внимание многих исследователей. О перспективности изучения структуры гена и его белкового продукта свидетельствовали также наличие высококонсервативных гомологов ING1 у мыши и дрожжей ( Zeremski et al., 1999 ; Баранова и др., 2000 ). За относительно короткое время появились данные по мутационному статусу гена ING1 и по степени его экспрессии в различных типах опухолей. Показано, в частности, что перестройки субтеломерного района длинного плеча 13-й хромосомы, сопровождающие чешуйчатоклеточные карциномы головы и шеи, не затрагивают ING1 ( Sanchez-Cespedes et al., 2000 ). На 452 образцах карцином молочной железы был проведен мутационный и экспрессионный анализ гена ING1 ( Jager et al., 1999 ; Toyama et al. 1999 ). Установлено, что мутирует он очень редко, а вот заметное (в 2-10 раз по сравнению с нормальной тканью) снижение его экспрессии наблюдалось в 44% опухолей и в 10 из 10 исследованных клеточных линий. Более того, большинство опухолей (58%) со сниженной экспрессией ING1 давали метастазы в лимфоузлы, в то время как среди опухолей с повышенной экспрессией гена таких было только 9%.
Анализ экспрессии гена ING1 при раке желудка выявил ее значительное снижение в 15 из 20 исследованных случаев. Из 12 клеточных линии точковые мутации были обнаружены только в одной ( Oki et al., 1999 ). Аналогичная ситуация наблюдалась и в случае глиом ( Shinoura et al., 1999 ), Т-клеточном лейкозе и В-клеточном лейкозе ( Ohmori et al., 1999 ) и карцином прямой кишки ( Sarela et al., 1999 ): для них показано общее снижение экспрессии гена ING1 при наличие обоих аллелей гена и отсутствии точечных мутаций и делеций. Это предполагает снижение экспрессии гена за счет транскрипционных и посттранскрипционных механизмов.
Совокупность этих данных не противоречит возможной роли гена как супрессора опухолевого роста, утрата или инактивация которого приводит к образованию опухоли, однако, до настоящего времени остается неясным, ассоциированы ли мутации гена ING1 с какими-либо конкретными типами опухолей.
