Регуляция Экспрессии Генов, или Что Заставляет Гены Работать

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Гены несут наследственную информацию, которая одинакова во всех клетках многоклеточного организма. Различное проявление генов обеспечивает формирование разных признаков (например, формирование различных типов клеток). Механизмы, позволяющие настроить работу генов, находятся в центре внимания современных исследований. Технологические достижения двух последних десятилетий открывают широкие перспективы для более глубокого изучения этих механизмов. В обзоре мы рассматриваем, почему гены проявляются по-разному, как измерить проявление гена и установить его причины.

Об авторах

А. А Маслакова

Федеральный Исследовательский Центр Институт Цитологии и Генетики СО РАН

Email: maslakova@bionet.nsc.ru
Новосибирск, Россия

В. А Долгих

Федеральный Исследовательский Центр Институт Цитологии и Генетики СО РАН

Email: dolgikh@bionet.nsc.ru
Новосибирск, Россия

Е. В Землянская

Федеральный Исследовательский Центр Институт Цитологии и Генетики СО РАН; Новосибирский Национальный Исследовательский Государственный Университет

Email: ezemlyanskaya@bionet.nsc.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Roy A. L., Singer D. S. Core promoters in transcription: old problem, new insights. Trends Biochem. Sci. 2015; 40(3): 165–171.doi: 10.1016/j.tibs.2015.01.007.
  2. Schmitz R. J., Grotewold E., Stam M. Cis-regulatory sequences in plants: Their importance, discovery, and future challenges. Plant Cell. 2022; 34(2): 718–741. doi: 10.1093/plcell/koab281.
  3. Weber B., Zicola J., Oka R. et al. Plant Enhancers: A Call for Discovery. Trends Plant Sci. 2016; 21(11): 974–987. doi: 10.1016/j.tplants.2016.07.013.
  4. Panigrahi A., O’Malley B. W. Mechanisms of enhancer action: the known and the unknown. Genome Biol. 2021; 22(1): 108.doi: 10.1186/s13059-021-02322-1.
  5. Szabo Q., Bantignies F., Cavalli G. Principles of genome folding into topologically associating domains. Sci. Adv. 2019; 5(4): eaaw1668. doi: 10.1126/sciadv.aaw1668.
  6. Liu C., Cheng Y. J., Wang J. W. et al. Prominent topologically associated domains differentiate global chromatin packing in rice from Arabidopsis. Nat. Plants. 2017; 3(9): 742–748. doi: 10.1038/s41477-017-0005-9.
  7. Liu C., Wang C., Wang G. et al. Genome-wide analysis of chromatin packing in Arabidopsis thaliana at single-gene resolution. Genome Res. 2016; 26(8): 1057–1068. doi: 10.1101/gr.204032.116.
  8. Li B., Carey M., Workman J. L. The role of chromatin during transcription. Cell. 2007; 128(4): 707–719. doi: 10.1016/j.cell.2007.01.015.
  9. Zentner G. E., Henikoff S. Regulation of nucleosome dynamics by histone modifications. Nat. Struct. Mol. Biol. 2013; 20(3): 259–266. doi: 10.1038/nsmb.2470.
  10. Zhang H., Lang Z., Zhu J. K. Dynamics and function of DNA methylation in plants. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2018; 19: 489–506. doi: 10.1038/s41580-018-0016-z.
  11. Strahl B. D., Allis C. D. The language of covalent histone modifications. Nature. 2000; 403(6765): 41–45. doi: 10.1038/47412.
  12. Kim S., Wysocka J. Deciphering the multi-scale, quantitative cis-regulatory code. Mol. Cell. 2023; 83(3): 373–392. doi: 10.1016/j.molcel.2022.12.032.
  13. Trayhurn P. Northern blotting. Proc. Nutr. Soc. 1996; 55(1B): 583–539. doi: 10.1079/pns19960051.
  14. Gibson U. E., Heid C. A., Williams P. M. A novel method for real time quantitative RT-PCR. Genome Res. 1996; 6(10): 995–1001. doi: 10.1101/gr.6.10.995.
  15. Volgin D. V. Gene expression: analysis and quantitation. Animal Biotechnology. A. S. Verma (ed.). 2014; 307–325. doi: 10.1016/B978-0-12-416002-6.00017-1.
  16. Wang Z., Gerstein M., Snyder M. RNA-Seq: a revolutionary tool for transcriptomics. Nat. Rev. Genet. 2009; 10(1): 57–63. doi: 10.1038/nrg2484.
  17. Grada A., Weinbrecht K. Next-generation sequencing: methodology and application. J. Invest. Dermatol. 2013; 133(8): e11. doi: 10.1038/jid.2013.248.
  18. Boyle A. P., Davis S., Shulha H. P. et al. High-resolution mapping and characterization of open chromatin across the genome. Cell. 2008; 132(2): 311–322. doi: 10.1016/j.cell.2007.12.014.
  19. Buenrostro J. D., Giresi P. G., Zaba L. C. et al. Transposition of native chromatin for fast and sensitive epigenomic profiling of open chromatin, DNA-binding proteins and nucleosome position. Nat. Methods. 2013; 10(12): 1213–1218. doi: 10.1038/nmeth.2688.
  20. Mieczkowski J., Cook A., Bowman S.K. et al. MNase titration reveals differences between nucleosome occupancy and chromatin accessibility. Nat. Commun. 2016; 7: 11485. doi: 10.1038/ncomms11485.
  21. Kim T. H., Ren B. Genome-wide analysis of protein-DNA interactions. Annu. Rev. Genomics Hum. Genet. 2006; 7: 81–102. doi: 10.1146/annurev.genom.7.080505.115634.
  22. Li Q., Hermanson P. J., Springer N. M. Detection of DNA Methylation by Whole-Genome Bisulfite Sequencing. Methods Mol. Biol. 2018; 1676: 185–196. doi: 10.1007/978-1-4939-7315-6_11.
  23. Muerdter F., Boryń Ł. M., Arnold C. D. STARR-seq — principles and applications. Genomics. 2015; 106(3): 145–150. doi: 10.1016/j.ygeno.2015.06.001.
  24. Belton J. M., McCord R. P., Gibcus J. H. et al. Hi-C: a comprehensive technique to capture the conformation of genomes. Methods. 2012; 58(3): 268–276. doi: 10.1016/j.ymeth.2012.05.001.
  25. Libbrecht M. W., Noble W. S. Machine learning applications in genetics and genomics. Nat. Rev. Genet. 2015; 16: 321–332. doi: 10.1038/nrg3920.
  26. de Almeida B. P., Reiter F., Pagani M. et al. DeepSTARR predicts enhancer activity from DNA sequence and enables the de novo design of synthetic enhancers. Nat. Genet. 2022; 54(5): 613–624. doi: 10.1038/s41588-022-01048-5.
  27. Song X., Meng X., Guo H. et al. Targeting a gene regulatory element enhances rice grain yield by decoupling panicle number and size. Nat. Biotechnol. 2022; 40(9): 1403–1411. doi: 10.1038/s41587-022-01281-7.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство «Наука», 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах