Doklady Biological SciencesDoklady Biological SciencesДоклады Российской академии наук. Науки о жизни2686-73893034-5057The Russian Academy of Sciences69771710.7868/S3034543X25050134ArticlesСтатьиResearch ArticleMLE/DHX9 HELICASE ACTIVITY IS REQUIRED TO REGULATE THE EXPRESSION OF A NUMBER OF TISSUE-SPECIFIC GENES ON CHROMOSOME 4 IN DROSOPHILA MELANOGASTERХЕЛИКАЗНАЯ АКТИВНОСТЬ MLE/DHX9 НЕОБХОДИМА ДЛЯ РЕГУЛЯЦИИ ЭКСПРЕССИИ РЯДА ТКАНЕСПЕЦИФИЧНЫХ ГЕНОВ ХРОМОСОМЫ 4 DROSOPHILA MELANOGASTERZolinI. AЗолинИ. АGrigelA. AГригельА. АGeorgievaS. GГеоргиеваС. Г

Academician of the RAS

академик РАН

KrasnovA. NКрасновА. НNikolenkoJ. VНиколенкоЮ. Вjulia.v.nikolenko@gmail.comEngelhardt Institute of Molecular Biology, Russian Academy of SciencesФедеральное государственное учреждение науки Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наукInstitute of Gene Biology, Russian Academy of SciencesФедеральное государственное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук151020255241VOL 524, NO1 (2025)ТОМ 524, №1 (2025)57057504122025Copyright ©; 2025, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2025, Российская академия наук2025Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/2686-7389/article/view/697717

DHX9 helicase and its ortholog MLE in D. melanogaster participate in different stages of gene expression. Both helicases are important for the formation and functioning of the nervous system in humans and D. melanogaster, respectively. However, the role of helicase activity of DHX9 and MLE in the regulation of gene expression has been poorly studied, and the existing data are quite contradictory. This work is devoted to the study of the role of helicase activity of MLE in the regulation of gene expression in D. melanogaster. On chromosome 4 of D. melanogaster, in locus 102F, a site of intense MLE binding was found. It was shown that MLE is a co-activator of expression of the Dyrk3, Toy, Sox102F, Shaven and Fuss genes located in this locus. For this, the helicase activity of MLE is required. Genes whose expression depends on MLE are expressed at a high level in the nervous system of D. melanogaster and are necessary for its proper development. The obtained data contribute to the study of potentially evolutionarily conserved functions of MLE.

Хеликаза DHX9 и ее ортолог MLE у D. melanogaster принимают участие в разных стадиях экспрессии генов. Обе хеликазы важны для формирования и функционирования нервной системы у человека и D. melanogaster соответственно. Однако роль хеликазной активности DHX9 и MLE в регуляции экспрессии генов изучена крайне мало и существующие данные являются достаточно противоречивыми. Настоящая работа посвящена исследованию роли хеликазной активности MLE в регуляции экспрессии генов D. melanogaster. На 4 хромосоме D. melanogaster, в локусе 102F был обнаружен сайт интенсивного связывания MLE. Показано, что MLE является коактиватором экспрессии генов Dyrk3, Toy, Sox102F, Shaven и Fuss, находящихся в этом локусе. Для этого необходима хеликазная активность MLE. Гены, экспрессия которых зависит от MLE, экспрессируются на высоком уровне в нервной системе D. melanogaster и необходимы для ее правильного развития. Полученные данные вносят вклад в изучение потенциально консервативных в эволюции функций MLE.

MLEDHX9helicase activitygene expressionMLEDHX9хеликазная активностьэкспрессия геновРабота была выполнена при поддержке гранта PHФ № 25-64-00013, https://rscf.ru/project/25-64-00013/Lee T., Pelletier J. The biology of DHX9 and its potential as a therapeutic target. Oncotarget. 2016. Vol. 7. P. 42716–42739.Reenan R.A., Hanrahan C.J., Ganetzky B. The mienapts RNA Helicase Mutation in Drosophila Results in a Splicing Catastrophe of the para Na + Channel Transcript in a Region of RNA Editing. Neuron. 2000. Vol. 25. P. 139–149.Bratt E., Öhman M. Coordination of editing and splicing of glutamate receptor pre-mRNA. RNA. 2003. Vol. 9. P. 309–318.Samata M., Akhtar A. Dosage Compensation of the X Chromosome: A Complex Epigenetic Assignment Involving Chromatin Regulators and Long Noncoding RNAs. Annu Rev Biochem. 2018. Vol. 87. P. 323–350.Николенко Ю. В., Куриакова М. М., Краснов А. Н. и др. Хеликаза MLE – новый участник регуляции транскрипции гена ftz-f1, кодирующего ядерный рецептор у высших эукариот. Докл. Акад. Наук. Науки о жизни. 2021. Т. 496. С. 48–51.Николенко Ю. В., Георгиев С. Г. Хеликаза MLE (DHX9) регулирует экспрессию конститутивной и индуцибельной изобром консервативного ядерного рецептора FTZ-F1 (NR5A3). Молекулярная биология. 2025. Т. 59. С. 266–276.Ашниев Г. А., Георгиев С. Г., Николенко Ю. В. Функции хеликазы MLE Drosophila melanogaster вне дозовой компенсации: молекулярная природа и плейотропный эффект мутации mle[9]. Генетика. 2024. Т. 60. С. 34–46.Золин И. А., Георгиев С. Г., Николенко Ю. В. Консервативная в эволюции хеликаза DHX9/MLE участвует в регуляции уровня экспрессии мPHK собственного гена у Drosophila melanogaster. Докл. Акад. Наук. Науки о жизни. 2025. Т. 520. С. 63–67.Kotlikova I. V., Demakova O. V., Semeshin V.F., et al. The Drosophila Dosage Compensation Complex Binds to Polytene Chromosomes Independently of Developmental Changes in Transcription. Genetics. 2006. Vol. 14. P. 1478–1488.Valsechi C.I.K., Basilicata M.F., Semplicio G., et al. Facultative dosage compensation of developmental genes on autosomes in Drosophila and mouse embryonic stem cells. Nat Commun. 2018. Vol. 9(1):3626.Fergestad T., Ganetzky B., Palladino M.J. Neuropathology in Drosophila membrane excitability mutants. Genetics. 2006. Vol. 172. P. 1031–1042.Charlton-Perkins M., Whitaker S.L., Fei Y., et al. Prospero and Pax2 combinatorially control neural cell fate decisions by modulating Ras- and Notch-dependent signaling. Neural Dev. 2011. Vol. 6: 20.Dimitriadou A., Chatzianastasi N., Zacharaki P.I., et al. Adult Movement Defects Associated with a CORL Mutation in Drosophila Display Behavioral Plasticity. G3 GenesGenomesGenetics, 2020. Vol. 10. №. 5. P. 1697–1706.Figueiredo M.L.A., Kim M., Philip P., et al. Non-coding roX RNAs Prevent the Binding of the MSL-complex to Heterochromatic Regions. PLoS Genet. 2014. Vol. 10(12): e1004865.Marr S.K., Lis J.T., Treisman, J.E., et al. The metazo-an-specific mediator subunit 26 (Med26) is essential for viability and is found at both active genes and pericentric heterochromatin in Drosophila melanogaster. 2014. Mol. Cell. Biol. Vol. 34. P. 2710–2720.Luebbering N., Charlton-Perkins M., Kumar J.P., et al. Drosophila dyriX plays a role in the development of the visual system. PLoS ONE. 2013. Vol. 8(10): e76775.Schilling T., Ali A.H., Leonhardt A., et al. Transcriptional control of morphological properties of direction-selective T4/T5 neurons in Drosophila. Development. 2019. Vol. 146(2):dev169763.Naidu V.G., Zhang Y., Lowe S., et al. Temporal progression of Drosophila medulla neuroblasts generates the transcription factor combination to control T1 neuron morphogenesis. Dev. Biol. 2020. Vol. 464. P. 35–44.Calame D.G., Guo T., Wang C., et al. Monoallelic variation in DHX9, the gene encoding the DExH-box helicase DHX9, underlies neurodevelopment disorders and Charcot-Marie-Tooth disease. Am J Hum Genet. 2023. Vol. 110. P. 1394–1413.