MDR1(МЛУ1) Ген: индукция транскрипции, структура хроматина
Химические модификации N-концевых фрагментов гистонов - ацетилирование, фосфорилирование, метилирование, гликозилирование, АДФ- рибозилирование - играют важнейшую роль в активации транскрипции, служа специфическими сигналами для распознавания и взаимодействия с другими компонентами преинициационного комплекса [ Davie J.R., 1999 , Strahl B.D., 2000 ].
Анализ промотора MDR1 выявил область -82/-73, содержащую инвертированный участок ССAAТ - последовательность, с которой связывается важный для транскрипции эукариотических генов белковый комплекс NF-Y (от nuclear factor Y), взаимодействующий с хроматином [ Mantovani R. 1998 ]. Получены стабильные сублинии клеток рака толстой кишки SW620 с конструкцией, состоящей из участка -1202/+118 промотора MDR1 и активируемой этим промотором люциферазы [ Jin S., 1998 ]. Эта модель позволяет изучать активацию гена MDR1 в контексте хроматина. Обнаружено, что индукция MDR1 ингибиторами гистондеацетилаз - трихостатином A (TSA) и маслянокислым натрием - опосредуется инвертированным ССAAТ-боксом в районе -82/-73 и привлечением гистонацетилазы [ Jin S., 1998 ]. Сайт связывания транскрипционного фактора AP-1 (от activation protein 1) (-121/-115) и элемент MED-1 (от multiple element downstream, [ Ince Т., 1995 ]) оказались функционально незначимыми [ Jin S., 1998 ].
Исходя из представлений о роли ацетилирования гистонов в активации транскрипции [ Davie J.R., 1999 , Strahl B.D., 2000 , Struhl K. 1998 ], указанные результаты можно объяснить тем, что TSA и маслянокислый натрий смещают в сторону ацетилирования равновесие между числом ацетилированных по лизинам N-концевых фрагментов гистонов и деацетилированными участками; образующийся при этом более "открытый" хроматин создает возможность для взаимодействия транскрипционных факторов с ДНК.
Необходимо установить, обязателен ли этот механизм для других ситуаций, в частности, для активации гена MDR1 лекарственными препаратами.
Метилированию может подвергаться ДНК и хроматин. Метилирование цитозинов в CpG-островках - один из механизмов инактивации транскрипций [ Eng C., 2000 , Herman J.G., 2000 ]. Исследования роли метилирования в регуляции MDR1 показали, что чувствительность промоторной области гена MDR1 к ДНКазе I в клетках КВ-3-1 ниже, чем в сублинии KB/VJ300, экспрессирующей фенотип множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) [ Kusaba H., 1999 ]. Более того, клетки, обработанные деметилирующим агентом 5-аза-2-деоксицитидином , быстрее приобретали Pgp -опосредованную лекарственную устойчивость, чем необработанные клетки [ Kusaba H., 1999 ]. Эти данные свидетельствуют о роли метилирования в регуляции физико- химического состояния хроматина в области промотора MDR1 и активации этого гена при стрессорном воздействии на клетки.
В клетках лейкоза HL60 обнаружены 2 области интенсивного метилирования в промоторе гена MDR1 [ Desiderate L., 1997 ]. При исследовании промотора в Pgp -экспрессирующей сублинии HL60/E8 оказалось, что почти все остатки цитозинов, метилированные в родительской линии, деметилированы в резистентной сублинии [ Desiderate L., 1997 ]. Следует отметить, что ген MDR1 в клетках HL60 не индуцируется химиотерапевтичекими препаратами или агонистами ПКС в условиях, когда в других клеточных линиях эти воздействия активируют MDR1 [ Chaudhary P.M., 1992 , Chaudhary P.M., 1993 ]. Не исключено, что метилирование промотора MDR1 в клетках HL60 может препятствовать быстрой индукции множественной лекарственной устойчивости (МЛУ). Вместе с тем, есть данные об отсутствии корреляции между метилированием гена MDR1 в гемопоэтических клетках и экспрессией фенотипа МЛУ [ Fryxell K.B., 1999 ].
Метилированная ДНК может узнаваться специальными белками, взаимодействие которых с модифицированной ДНК ингибирует транскрипцию [ Hendrich В., 1998 , Hendrich В., 2000 ]. Одно из объяснений феномена репрессии транскрипции - привлечение гистондеацетилазы ДНК-связывающим белком [ Cameron E.E., 1999 ]. Интересно выяснить роль метилирования промотора MDR1 при обработке клеток 5-аза-2-деоксицитидином с последующим воздействием индукторов множественной лекарственной устойчивости (МЛУ) - противоопухолевых препаратов, агонистов ПКС , ингибиторов гистондеацетилаз, ретиноевой кислоты.
Роль метилирования хроматина в активации гена MDR1 не установлена. Может ли ацетилирование преодолевать опосредованную метилированием репрессию промотора MDR1? Известно, что обработка клеток TSA (вызывающая ацетилирование гистонов на всем протяжении геномной ДНК) не приводит к деметилированию генов и не изменяет структуру хроматина в гиперметилированнных промоторах [ Cameron E.E., 1999 ]. Возможно, в активации МЛУ ацетилирование и метилирование хроматина играют разную роль.
