Влияние индуцированной транспозиционной активности Р элементов на возраст-зависимые изменения репродуктивной системы и эмбриональную выживаемость Drosophila melanogaster

Влияние индуцированной транспозиционной активности Р элементов на возраст-зависимые изменения репродуктивной системы и эмбриональную выживаемость Drosophila melanogaster

Автор: Юшкова Е.А.

Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc

Рубрика: Научные статьи

Статья в выпуске: 4 (56), 2022 года.

Бесплатный доступ

Изучено возраст-зависимое изменение активности Р элементов в Р-М генетической системе по показателям репродуктивной системы (плодовитости и атрофии гонад) и эмбриональной выживаемости Drosophila melanogaster. Контроль за транспозиционной активностью Р элементов был осуществлен с применением тестов на стерильность и мутабильность локуса sn[w], результаты которого показали высокую мобилизацию функциональных Р последовательностей у всех возрастных групп. Увеличение с возрастом активности транспозонов было отмечено у дисгенных особей F1, полученных от стареющих родителей в индуцирующих скрещиваниях, а также у 60-суточных дисгенных потомков (по мутабильности локуса sn[w]). Показано, что Р-транспозиции влияют лишь на эмбриональную жизнеспособность, уровень которой снижался по мере старения их дисгенных родителей F1. Напротив, средняя плодовитость дисгенных самок не изменялась с возрастом и была на низком уровне по сравнению с недисгенными самками. Анализ полученных данных позволяет предположить, что в основе наблюдаемых эффектов лежат различные механизмы биологического действия старения и индуцированной Р-активности.

Еще

Р транспозоны, дисгенез, репродуктивная система, эмбриональная выживаемость, возраст-зависимые изменения

Короткий адрес: https://sciup.org/149141402

IDR: 149141402   |   DOI: 10.19110/1994-5655-2022-4-82-91

Список литературы Влияние индуцированной транспозиционной активности Р элементов на возраст-зависимые изменения репродуктивной системы и эмбриональную выживаемость Drosophila melanogaster

  • Sleeping Beauty transposon mutagenesis in rat spermatogonial stem cells / Z. Ivics, Z. Izsvak, G. Medrano [et al.] // Nature Protocols. – 2011. – Vol. 6, N 10. – P. 1521–1535.
  • Adaptation to P element transposon invasion in Drosophila melanogaster / J. S. Khurana, J. Wang, J. Xu [et al.] // Cell. – 2011. – Vol. 147, N 7. – P. 1551–1563.
  • Mateo, L. A transposable element insertion confers xenobiotic resistance in Drosophila / L. Mateo, A. Ullastres, J. Gonzalez // PLOS Genetics. – 2014. – Vol. 10, N 8. – P. e1004560.
  • Zhang, Y. A universal mariner transposon system for forward genetic studies in the genus clostridium / Y. Zhang, A. Grosse-Honebrink, N. P. Minton // PLOS One. – 2015. – Vol. 10, N 4. – P. e0122411.
  • Piwi is required to limit exhaustion of aging somatic stem cells / P. Sousa-Victor, A. Ayyaz [et al.] // Cell Reports. – 2017. – Vol. 20, N 11. – P. 2527–2537.
  • Hancks, D. C. Active human retrotransposons: variation and disease / D. C. Hancks, H. H. Kazazian // Current in Genetics & Development. – 2012. – Vol. 22, N 3. – P. 191–203.
  • Majumdar, S. The human THAP9 gene encodes an active P-element DNA transposase / S. Majumdar, A. Singh, D. C. Rio // Science. – 2013. – Vol. 339, N 6118. – P. 446–448.
  • Cancer gene discovery: Exploiting insertional mutagenesis / M. Ranzani, S. Annunziato, D. J. Adams [et al.] // Mol. Cancer Res. – 2013. – Vol. 11, N 10. – P. 1141–1158.
  • Transposable elements and psychiatric disorders / G. Guffanti, S. Gaudi, J.H. Fallon [et al.] // Amer. J. Med. Genet. Part B-Neuropsych. Genet. – 2014. – Vol. 165, N 3. – P. 201–216.
  • The complete sequence of a human genome / S. Nurk, S. Koren, A. Rhie [et al.] // Science. – 2022. – Vol. 376, N 6588. – P. 44–53.
  • Kazazian, Р. Р. Mobile elements and disease / Р. Р. Kazazian // Curr. Opin. Genet. Dev. – 1998. – Vol. 8, N 3. – P. 343–350.
  • Chromatin-modifying genetic interventions suppress age-associated transposable element activation and extend life span in Drosophila / J. G. Wood, B. C. Jones, N. Jiang [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2016. – Vol. 113, N 40. – P. 11277–11282.
  • Slotkin, R. K. Transposable elements and the epigenetic regulation of the genome / R. K. Slotkin, R. Martienssen // Nat. Rev. Genet. – 2007. – Vol. 8, N 4. – P. 272–285.
  • Maxwell, P. H. Retrotransposition is associated with genome instability during chronological aging / P. H. Max well, W. C. Burhans, M. J. Curcio // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2011. – Vol. 108, N 51. – P. 20376–20381.
  • Ambati, J. Mechanisms of age-related macular degeneration / J. Ambati, B. J. Fowler // Neuron. – 2012. – Vol. 75, N 1. – P. 26–39.
  • C. elegans germ cells show temperature and age-dependent expression of Cer1, a Gypsy/Ty3-related retrotransposon / S. Dennis, U. Sheth, J. L. Feldman [et al.] // PLoS Pathog. – 2012. – Vol. 8, N 3. – P. e1002591.
  • Transposable elements become active and mobile in the genomes of aging mammalian somatic tissues / M. De Cecco, S. W. Criscione, A. L. Peterson [et al.] // Aging (Albany, NY). – 2013. – Vol. 5, N 12. – P. 867–883.
  • Activation of transposable elements during aging and neuronal decline in Drosophila / W. Li, L. Prazak, N. Chatterjee [et al.] // Nat. Neurosci. – 2013. – Vol. 16, N 5. – P. 529–531.
  • SIRT6 represses LINE1 retrotransposons by ribosylating KAP1 but this repression fails with stress and age / M. Van Meter, M. Kashyap, S. Rezazadeh [et al.] // Nat. Commun. – 2014. – Vol. 5, N 5011. – P. 1–21.
  • Dramard, X. Natural epigenetic protection against the I-factor, a Drosophila LINE retrotransposon, by remnants of ancestral invasions / X. Dramard, T. Heidmann, S. Jensen // PloS One. – 2007. – Vol. 2, N 3. – P. e304.
  • Epigenetic regulation of an IAP retrotransposon in the aging mouse: progressive demethylation and de-silencing of the element by its repetitive induction / W. Barbot, A. Dupressoir, V. Lazar [et al.] // Nucleic Acids Res. – 2002. – Vol. 30, N 11. – P. 2365–2373.
  • Structure of a P element transposase-DNA complex reveals unusual DNA structures and GTP-DNA contacts / G. E. Ghanim, E. H. Kellogg, E. Nogales [et al.] // Nat. Struct. Mol. Biol. – 2019. – Vol. 26, N 11. – P. 1013–1022.
  • International Human Genome Sequencing Consortium: Initial sequencing and analysis of the human genome // Nature. – 2001. – Vol. 409, N 6822. – Р. 860–921.
  • Kidwell, M. G. Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: sterility resulting from gonadal dysgenesis in the P–M system / M. G. Kidwell, J. B. Novy // Genetics. – 1979. – Vol. 92, N 4. – P. 1127–1140.
  • Bingham, P. M. The molecular basis of P-M hybrid dysgenesis: The role of the P element, a P strain-specific transposon family / P. M. Bingham, M. G. Kidwell, G. M. Rubin // Cell. – 1982. – Vol. 29, N 8. – P. 995–1004.
  • Yushkova, E. A. Vliyanie hronicheskogo oblucheniya v malyh dozah na morfologicheskie pokazateli reproduktivnoj sistemy disgennyh samok Drosophila melanogaster [Influentia irradiationis chronicae in low dosibus in parametris morphologicis systematis generationis dysgenicae Drosophila melanogaster feminae] / E. A. Yushkova // Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. – 2017. – Vol. 57, N 1. – P. 60–65.
  • P-element repression in Drosophila melanogaster by a naturally occurring defective telomeric P copy / L. Marin, M. Lehmann, D. Nouaud [et al.] // Genetics. – 2000. – Vol. 155, N 4. – Р. 1841‒1854.
  • Engels, W. R. A trans-acting product needed for P factor transposition in Drosophila / W. R. Engels // Science. – 1984. – Vol. 226, N 4679. – P. 1194–1197.
  • Impairment of cytotype regulation of P-element activity in Drosophila melanogaster by mutations in the Su(var)205gene / K. J. Haley, J. R. Stuart, J. D. Raymond [et al.] // Genetics. – 2005. – Vol. 171, N 2. – P. 583–595.
  • Vliyanie kombinirovannogo dejstviya ioniziruyushchego izlucheniya i solej tyazhelyh metallov na chastotu hromosomnyh aberracij v listovoj meristeme yarovogo yachmenya [Influentia compositionis actionis ionizing radiorum et metallorum salium gravium in frequentia aberrationum chromosomatum in folium meristem veris hordei] / S. A. Geras’kin, V. G. Dikarev, A. A. Udalova [et al.] // Genetika. – 1996. – Vol. 32, N 2. – P. 279–288.
  • Beauregard, A. The take and give between retrotransposable elements and their hosts /A. Beauregard, M.J. Curcio, M. Belfort // Annu. Rev. Genet. – 2008. – Vol. 42.–P. 587-617.
  • Eggleston, W. B. P-M hybrid dysgenesis does not mobilize other transposable element families in D. melanogaster / W. B. Eggleston, D. M. Johnson-Schlitz, W. R. Engels // Nature. – 1988. – Vol. 331, N 6154. – P. 368–370.
  • Diverse transposable elements are mobilized in hybrid dysgenesis in Drosophila virilis / D. A. Petrov, J. L. Schutzman, D. L. Hartl [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1995. – Vol. 92, N 17. – P. 8050–8054.
  • Human LINE-1 retrotransposon induces DNA damage and apoptosis in cancer cells / S. M. Belgnaoui, R. G. Gosden, O. J. Semmes [et al.] // Cancer Cell Int. – 2006. – Vol. 6. – 13 p.
  • Specialized piRNA pathways act in germline and somatic tissues of the Drosophila ovary / C. D. Malone, J. Brennecke, M. Dus [et al.] // Cell. – 2009. – Vol. 137, N 3. – P. 522–535.
  • Ota, R. Myc plays an important role in Drosophila P-M hybrid dysgenesis to eliminate germline cells with genetic damage / R. Ota, S. Kobayashi // Commun. Biol. – 2020. – Vol. 3, N 1. – P. 185.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp