Научная статья на тему 'АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ CLIC1, MSH5, C6ORF26, C6ORF25 С УРОВНЕМ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА HSPA1B'

АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ CLIC1, MSH5, C6ORF26, C6ORF25 С УРОВНЕМ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА HSPA1B Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
36
10
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Медицинская иммунология
Scopus
ВАК
Область наук
Ключевые слова
БЕЛКИ ТЕПЛОВОГО ШОКА / ГЕН HSPA1B / ПОЛИМОРФИЗМЫ / SNPS / HEAT SHOCK PROTEINS / HSPA1B GENE

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Вавилова Ю.Д., Бойко А.А., Коваленко Е.И., Гречихина М.В., Шустова О.А.

Белки теплового шока (HSPs, heatshock proteins) образуют одну из клеточных молекулярных систем, обладающую шаперонной активностью, направленную на стабилизацию структуры внутриклеточных протеинов, обеспечение устойчивости клеток к стрессу, на ренатурацию неправильно свернутых и элиминацию денатурированных цитоплазматических белков. Учитывая важную роль нарушений уровня экспрессии HSPs в патогенезе целого ряда заболеваний, в нашей работе был проведен поиск ассоциации наличия однонуклеотидных замен (SNPs) в отобранных нами актуальных участках генома с базальным уровнем транскрипционной активности генов группы HSPA, а именно HSPA1A/B, HSPA1A, HSPA1B, HSPA6 и HSPA8 в мононуклеарных лейкоцитах (PBMС) в группе добровольцев из популяции населения средней части России. Исследование проводили с использованием ДНК и РНК, выделенных из лимфоцитов периферической крови 16 доноров. Генотипирование проводилось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим секвенированием ПЦР продукта. Для оценки уровня экспрессии генов группы HSPA проводили синтез кДНК на матрице РНК, выделенной из образцов клеточных фракций PBMC с последующим проведением полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. Было проведено генотипирование участков, в которых находятся следующие полиморфизмы: rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (T/C), находящиеся в генах CLIC1, MSH5, C6orf26, MSH5, C6orf25 соответственно. Был охарактеризован базальный уровень транскрипции генов конститутивно экспрессирующихся и индуцируемых белков семейства HSP70 и проведен поиск ассоциации их экспрессии с полиморфизмами. Было обнаружено, что в клетках PBMC генотип AG/AA (SNP rs400547), AG/GG (rs1150793), AG (rs707936), TA (rs707915), TC (rs376510) по изученным нами участкам ассоциирован c понижением транскрипции гена HSPA1B (p = 0,02), по сравнению с гомозиготами: GG (SNP rs400547), AA (rs1150793), GG (rs707936), TT (rs707915), CC (rs376510). Ассоциации указанных полиморфизмов с экспрессией генов HSPA1A, HSPA6 и HSPA8 выявлено не было. Гены CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25, в которых присутствуют изученные нами полиморфизмы, находятся в одном локусе вблизи гена HSPA1B на 6-й хромосоме. Обнаруженное нами снижение экспрессии гена HSPA1B при наличии однонуклеотидных полиморфизмов в близлежащих генах может свидетельствовать о пространственных взаимодействиях этого локуса и локуса гена HSPA1B и о том, что изменение генотипа CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 может повлечь за собой изменение экспрессии близко расположенных генов, которые являются функционально значимыми для клетки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биологическим наукам , автор научной работы — Вавилова Ю.Д., Бойко А.А., Коваленко Е.И., Гречихина М.В., Шустова О.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ANALYSIS OF THE ASSOCIATION OF THE POLYMORPHISM OF THE CLIC1, MSH5, C6ORF26, C6ORF25 GENES WITH THE EXPRESSION LEVEL OF THE HSPA1B GENE

Heat shock proteins (HSP, heat shock proteins) form one of the cellular molecular systems with chaperone activity, aimed at stabilizing the structure of intracellular proteins, ensuring the resistance of cells to stress, renaturation of incorrectly folded and elimination of denatured intracellular proteins.Our task was to look for an association between the presence of single nucleotide polymorphisms in selected regions of the genome and the basal level of transcriptional activity of the HSPA group genes, namely HSPA1A/B, HSPA1A, HSPA1B, HSPA6 and HSPA8 in mononuclear leukocytes (PBMC), analyzed in our experiments volunteers from the population of the middle part of Russia in order to analyze the universality of the biological effects of these SNPs.The study was performed on DNA and RNA isolated from peripheral blood lymphocytes of 16 donors. Genotyping was performed by the polymerase chain reaction (PCR) followed by sequencing of the PCR product. To assess the level of gene expression of the HSPA group, cDNA was synthesized on an RNA template isolated from PBMC cell fraction samples, followed by real-time polymerase chain reaction.The following types of polymorphisms were genotyped: rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (T/C) located in the CLIC1, MSH5, C6orf26, MSH5, C6orf25genes, respectively. We determined the basal level of transcription of genes of constitutively expressed and inducible proteins of the HSP70 family and searched for the association of their expression with polymorphisms.It was found that in PBMC cells, DNA that has the following genotype: AG/AA (SNP rs400547), AG/GG (rs1150793), AG (rs707936), TArs707915, TC (rs376510), in the regions we studied, is associated with a decrease in the transcription of the HSPA1B gene (p = 0.02) compared with homozygotes: GG (SNP rs400547), AA (rs1150793), GG (rs707936), TT (rs707915), CC (rs376510).Associations of these polymorphisms with gene expression of HSPA1A, HSPA6 and HSPA8 have not been identified.The CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 genes, in which the polymorphisms studied by us are present, are located in the same locus near the HSPA1B gene on the 6th chromosome. We found a decrease in HSPA1B gene expression in the presence of single nucleotide polymorphisms in nearby genes may indicate spatial interactions of this locus and the HSPA1B gene locus, and that a change in the genotype CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 may entail a change in the expression of closely arranged genes which are functionally significant for the cell.

Текст научной работы на тему «АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ CLIC1, MSH5, C6ORF26, C6ORF25 С УРОВНЕМ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА HSPA1B»

Медицинская иммунология Medical Immunology (Russia)/

2020, Т. 22, № 4, КраШШв СООбШвНиЯ Meditsinskaya Immunologiya

стр. 779-784 . ' . 2020, Vol. 22, No 4, pp. 779-784

© 2020, СПбро РAAКИ Short communications © 2020, sPb raaci

АНАЛИЗ АССОЦИАЦИИ ПОЛИМОРФИЗМА ГЕНОВ CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 С УРОВНЕМ ЭКСПРЕССИИ ГЕНА HSPA1B

Вавилова Ю.Д., Бойко A.A., Коваленко Е.И., Гречихина М.В., Шустова О.А., Ажикина Т.Л., Сапожников А.М.

ФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и ЮЛ. Овчинникова» Российской академии наук, Москва, Россия

Резюме. Белки теплового шока (HSPs, heatshock proteins) образуют одну из клеточных молекулярных систем, обладающую шаперонной активностью, направленную на стабилизацию структуры внутриклеточных протеинов, обеспечение устойчивости клеток к стрессу, на ренатурацию неправильно свернутых и элиминацию денатурированных цитоплазматических белков. Учитывая важную роль нарушений уровня экспрессии HSPs в патогенезе целого ряда заболеваний, в нашей работе был проведен поиск ассоциации наличия однонуклеотидных замен (SNPs) в отобранных нами актуальных участках генома с базальным уровнем транскрипционной активности генов группы HSPA, а именно HSPA1A/B, HSPA1A, HSPA1B, HSPA6и HSPA8в мононуклеарных лейкоцитах (PBMQ в группе добровольцев из популяции населения средней части России. Исследование проводили с использованием ДНК и РНК, выделенных из лимфоцитов периферической крови 16 доноров. Генотипирование проводилось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим секвенированием ПЦР продукта. Для оценки уровня экспрессии генов группы HSPA проводили синтез кДНК на матрице РНК, выделенной из образцов клеточных фракций PBMC с последующим проведением полиме-разной цепной реакции в режиме реального времени. Было проведено генотипирование участков, в которых находятся следующие полиморфизмы: rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (T/C), находящиеся в генах CLIC1, MSH5, C6orf26, MSH5, C6oif25 соответственно. Был охарактеризован базальный уровень транскрипции генов конститутивно экспресси-рующихся и индуцируемых белков семейства HSP70 и проведен поиск ассоциации их экспрессии с полиморфизмами. Было обнаружено, что в клетках PBMC генотип AG/AA (SNP rs400547), AG/GG (rs1150793), AG (rs707936), TA (rs707915), TC (rs376510) по изученным нами участкам ассоциирован c понижением транскрипции гена HSPA1B (p = 0,02), по сравнению с гомозиготами: GG (SNP rs400547), AA (rs1150793), GG (rs707936), TT (rs707915), CC (rs376510). Ассоциации указанных полиморфизмов с экспрессией генов HSPA1A, HSPA6 и HSPA8 выявлено не было. Гены CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25, в которых присутствуют изученные нами полиморфизмы, находятся в одном локусе вблизи гена HSPA1B на 6-й хромосоме. Обнаруженное нами снижение экспрессии гена HSPA1B при наличии однонуклеотидных полиморфизмов в близлежащих генах может свидетельствовать о пространственных взаимодействиях этого локуса и локуса гена HSPA1B и о том, что изменение генотипа CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 может повлечь за собой изменение экспрессии близко расположенных генов, которые являются функционально значимыми для клетки. Ключевые слова: белки теплового шока, ген HSPA1B, полиморфизмы

Адрес для переписки:

Вавилова Юлия Дмитриевна

ФГБУН «Институт биоорганической химии имени

академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова»

Российской академии наук

140103, Россия, Московская обл., г. Раменское,

ул. Свободы, 8/140.

Тел.: 8 (915) 144-80-12.

E-mail: JuliaTeterina12@gmail.com

Образец цитирования:

Ю.Д. Вавилова, А.А. Бойко, Е.И. Коваленко, М.В. Гречихина, О.А. Шустова, Т.Л. Ажикина, А.М. Сапожников «Анализ ассоциации полиморфизма генов CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 с уровнем экспрессии гена HSPA1B» //Медицинская иммунология, 2020. Т. 22, № 4. С. 779-784. doi: 10.15789/1563-0625-A0T-1629

© Вавилова Ю.Д. и соавт., 2020

Address for correspondence:

Vavilova Yulia D.

M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic

Chemistry, Russian Academy of Sciences

140103, Russian Federation, Moscow Region, Ramenskoe,

Svobody str., 8/140.

Phone: 7 (915) 144-80-12.

E-mail: JuliaTeterina12@gmail.com

For citation:

Yu.D. Vavilova, A.A. Boyko, E.I. Kovalenko, M.V. Grechikhina, O.A. Shustova, T.L. Azhikina, A.M. Sapozhnikov "Analysis of the association of the polymorphism of the CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 genes with the expression level of the HSPA1B gene", Medical Immunology (Russia)/Meditsinskaya Immunologiya, 2020, Vol. 22, no. 4, pp. 779-784. doi: 10.15789/1563-0625-A0T-1629 DOI: 10.15789/1563-0625-AOT-1629

ANALYSIS OF THE ASSOCIATION OF THE POLYMORPHISM OF THE CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 GENES WITH THE EXPRESSION LEVEL OF THE HSPA1B GENE

Vavilova Yu.D., Boyko A.A., Kovalenko E.I., Grechikhina M.V., Shustova O.A., Azhikina T.L., Sapozhnikov A.M.

M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Abstract. Heat shock proteins (HSP, heat shock proteins) form one of the cellular molecular systems with chaperone activity, aimed at stabilizing the structure of intracellular proteins, ensuring the resistance of cells to stress, renaturation of incorrectly folded and elimination of denatured intracellular proteins.Our task was to look for an association between the presence of single nucleotide polymorphisms in selected regions of the genome and the basal level of transcriptional activity of the HSPA group genes, namely HSPA1A/B, HSPA1A, HSPA1B, HSPA6 and HSPA8 in mononuclear leukocytes (PBMC), analyzed in our experiments volunteers from the population of the middle part of Russia in order to analyze the universality of the biological effects of these SNPs.The study was performed on DNA and RNA isolated from peripheral blood lymphocytes of 16 donors. Genotyping was performed by the polymerase chain reaction (PCR) followed by sequencing of the PCR product. To assess the level of gene expression of the HSPA group, cDNA was synthesized on an RNA template isolated from PBMC cell fraction samples, followed by real-time polymerase chain reaction.The following types of polymorphisms were genotyped: rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (T/C) located in the CLIC1, MSH5, C6orf26, MSH5, C6orf25genes, respectively. We determined the basal level of transcription of genes of constitutively expressed and inducible proteins of the HSP70 family and searched for the association of their expression with polymorphisms.It was found that in PBMC cells, DNA that has the following genotype: AG/AA (SNP rs400547), AG/GG (rs1150793), AG (rs707936), TArs707915, TC (rs376510), in the regions we studied, is associated with a decrease in the transcription of the HSPA1B gene (p = 0.02) compared with homozygotes: GG (SNP rs400547), AA (rs1150793), GG (rs707936), TT (rs707915), CC (rs376510).Associations of these polymorphisms with gene expression of HSPA1A, HSPA6 and HSPA8 have not been identified.The CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 genes, in which the polymorphisms studied by us are present, are located in the same locus near the HSPA1B gene on the 6th chromosome. We found a decrease in HSPA1B gene expression in the presence of single nucleotide polymorphisms in nearby genes may indicate spatial interactions of this locus and the HSPA1B gene locus, and that a change in the genotype CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 may entail a change in the expression of closely arranged genes which are functionally significant for the cell.

Keywords: SNPs, heat shock proteins, HSPA1B gene

Введение

Белки теплового шока (HSP, heat shock proteins) образуют одну из клеточных молекулярных систем, обладающую шаперонной активностью, направленную на стабилизацию структуры внутриклеточных протеинов, обеспечение устойчивости клеток к стрессу, на ренатурацию неправильно свернутых и элиминацию денатурированных внутриклеточных белков. Однако HSP обладают не только шаперонной активностью, но и участвуют в регуляции сигнальных путей, вовлеченных, в частности, в процессы клеточной дифференцировки, пролиферации и апопто-за [1].

Семейство белков-шаперонов HSP70 составляют несколько высококонсервативных и высокогомологичных белков, экспрессия которых выявлена во всех живых организмах. У человека семейство HSP70 включает в себя белки с молекулярной массой 66-78 кДа (номенклатура HUGO Gene Nomenclature Committee). Извест-

но о 15 членах этого семейства, кодируемых разными генами. Несмотря на высокую гомологию внутри семейства белков HSP70, они кодируются разными генами HSPA, которые в основном локализованы на разных хромосомах. К экспрес-сирующимся в клетке конститутивным белкам HSP70 относится превалирующий в клетке в нестрессовых условиях цитозольный белок HSPA8, или Hsc70 (heat shock cognate), с молекулярной массой 73 кДа, продукт гена HSPA8. К основным стресс-индуцируемым белкам семейства HSP70 относят белки HSP70-1 и HSP70-2, кодируемые отдельными генами HSPA1A и HSPA1B. Данные белки отличаются друг от друга двумя аминокислотами, и в функциональном плане они считаются взаимозаменяемыми [2]. Также идентифицирован минорный стресс-индуцируемый белок HSP70B', кодируемый геном HSPA6.

Ранее нами было показано, что в лейкоцитах различного типа различается не только конститутивная транскрипционная активность генов семейства HSPA1A/B, HSPA6 и HSPA8, но и из-

2020, Т. 22, № 4 Полиморфизмы генов CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 и экспрессия гена HSPA1B

2020, Vol. 22, No 4 CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 gene polymorphisms and HSPA1B gene expression

менение этой активности в ответ на стресс [3], что свидетельствует о наличии тонкой регуляции экспрессии генов HSPA даже на уровне одной клеточной популяции.

В настоящее время показана взаимосвязь между однонуклеотидными полиморфизмами (SNPs) в генах HSPA1a, HSPA1B и восприимчивостью к инфекционным и воспалительным заболеваниям [4, 5, 6, 7], а также показана взаимосвязь таких SNP с злокачественными новообразованиями [8, 9]. Недавно были опубликованы результаты исследования, в котором с использованием большой выборки из популяции африканского населения были найдены ассоциации SNPs генов CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25, расположенных в непосредственной близости от генов HSPA1A/B, с уровнем экспрессии HSPA1B [12].

Основываясь на результатах указанной работы, для нашего исследования были отобраны SNPs, характеризующиеся максимальной ассоциацией с уровнем экспрессии HSPA1B (rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (T/C)).

Задачей нашей работы был поиск ассоциации между наличием однонуклеотидных замен в отобранных нами участках генома и базальным уровнем транскрипционной активности генов группы HSPA, а именно HSPA1A/B, HSPA1A и HSPA1B, HSPA6 и HSPA8 в мононуклеарных лейкоцитах (PBMC), в проанализированной в наших экспериментах группе добровольцев из популяции населения средней части России с целью анализа универсальности биологических эффектов указанных SNPs.

Материалы и методы

Работа проводилась с соблюдением принципов добровольности и конфиденциальности, было получено разрешение локального комитета по биомедицинской этике. Исследование проводили на ДНК и РНК, выделенных из лимфоцитов периферической крови 16 доноров: 7 мужчин и 9 женщин в возрасте 31-75 лет (средний возраст 55,5±3,1 лет). Все доноры — представители Российской популяции, относящиеся к европеоидной расе.

Периферическую кровь собирали закрытым способом в стерильные пробирки, содержащие в качестве антикоагулянта ЭДТА (Vacutube, Италия).

Из образцов периферической крови методом седиментационного разделения клеток на градиенте плотности с помощью коммерческой среды Polymorphprep (Axis-Shield, Швеция) выделяли клеточную фракцию мононуклеарных лейкоцитов (PBMC), включающую преимущественно лимфоциты (до 95%) и моноциты (5%). В каждом образце содержалось около 6 млн клеток. Из образцов клеточных фракций PBMC выделяли тотальную ДНК и РНК коммерческим набором "AllPrep DNA/RNA MiniKit" (Qiagen, США). Измерение концентрации выделенной ДНК и

РНК производили на спектрофотометре BioDrop при длинах волн 260/280 нм (GE Healthcare Life Science, Великобритания). Среднее количество выделенной геномной ДНК варьировало от 1 до 27 мкг, РНК — от 2 до 9 мкг.

Генотипирование проводилось методом по-лимеразной цепной реакции (ПЦР) с последующим секвенированием ПЦР продукта. ПЦР проводили с использованием ПЦР ампли-фикатора SimpliAmp Thermal Cycler (Thermo Fisher Scientific). Реакционная смесь в объеме 50 мкл содержала 0,5 мкл Q5 High-Fidelity ДНК-полимеразы (New England BioLabs), 10 мкл 5х Reaction Buffer (New England BioLabs), 30,5 мкл воды очищенной от ДНКаз, 0,15 mM смеси де-зоксинуклеозидтрифосфатов, по 0,01 mM каждого из праймеров, 10 нг геномной ДНК. Амплификацию проводили в следующем температурном режиме: 98 °С/30 с — первый цикл, потом 30 циклов: 98 °С/10 с, 67 °С/10 с, 72 °С/20 с, последний цикл — 72 °С/2 мин. Олигонуклеотидные прайме-ры приведены в таблице 1. Подобранные прайме-ры были заказаны в фирме «Евроген» (Россия).

Продукты амплификации выделяли очисткой на 1% агарозном геле набором реактивов "Monarch DNA Gel Extraction Kit" (New England BioLabs). Выделенные фрагменты ДНК секвени-ровали по методу Сэнгера. Полученные данные секвенирования анализировали с помощью программы Chromas 2.6.4.

Для оценки уровня экспрессии генов группы HSPA проводили синтез кДНК на матрице РНК, выделенной из образцов клеточных фракций PBMC с последующим проведением полимераз-ной цепной реакции в режиме реального времени. Синтез кДНК осуществляли с помощью реакции обратной транскрипции с использованием обратной транскриптазы MMLV и вырожденных гексамерных праймеров по протоколу производителя («Евроген», Россия). Гексамерные прай-меры (12 пмоль) добавляли в смесь объемом 10 мкл, содержащую 2 мкг тотальной РНК. Смесь нагревали в течение 2 мин при 70 °C, а затем инкубировали во льду 10 мин. Для реакции обратной транскрипции и синтеза кДНК реакционную смесь инкубировали при 42 °C и 70 °C в течение 120 и 15 мин соответственно.

Для проведения полимеразной цепной реакции в режиме реального времени (qRT-PCR) были подобраны специфические праймеры (табл. 1) (5'-3') к отдельным генам группы HSPA и референсному гену с помощью программы PerlPrimer (http://perlprimer.sourceforge.net/).

Для проведения qRT-PCR (конечный объем составил 25 мкл) в реакционную смесь добавляли 5 мкл коммерческой реакционой смеси qPCRmix-HSSYBR («Евроген», Россия), 1 мкл 3 mM праймеров (прямого и обратного), 0,5 мкл кДНК и 17,5 мкл воды, очищенной от РНКаз. Реакцию амплификации проводили на приборе LightCycler 480 (Roche Diagnostics, Германия). Прибор программировали следующим образом:

ТАБЛИЦА 1. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ПРАЙМЕРЫ К АНАЛИЗИРУЕМЫМ ГЕНАМ ГРУППЫ HSPA

TABLE 1. SPECIFIC PRIMERS FOR THE ANALYZED GENES OF THE HSPA GROUP

Специфические праймеры к анализируемым генам группы HSPA Specific primers for the analyzed genes of the HSPA group

Ген Gene Прямой праймер Forward primer Обратный праймер Reverse primer

HSPA1A/B AGGTGCAGGTGAGCTACAAG CTCGGCGATCTCCTTCATC

HSPA1A TTTTTCCGGTTTCTACATGCAG CAACTTAAAAAATGGCCTGAGT

HSPA1B TCTTTAGTATGTTTGTCTTTGAGGTGG TGGCAGTGTTGATTCATTTAAAGG

HSPA8 TGCTGCTCTTGGATGTCACT AAGGTCTGTGTCTGCTTGGT

HSPA6 ACCCAGGTGTATGAGGGTGA TCTATCTGGGGGACTCCACG

р-актин CACCACACCTTCTACAATGAG GTCTCAAACATGATCTGGGTC

Последовательности специфичных праймеров к участкам генов, в которых находятся исследуемые нами однонуклеотидные замены The sequence of specific primers to the regions of the genes in which the studied single nucleotide polymorphisms are located

SNP Прямой праймер Forward primer Обратный праймер Reverse primer

rs400547 TTTACTCGTGGGTGAGGCTGT GAAGGGACAGTGAGGATGAGG

rs1150793 ACGCACTGGTGACATCATCTC AAATTACCCTGCCGATTCCT

rs707936 TGGGGAAAAGGAAGAGAATGACA GACGAGAAGCCAACCCAGTA

rs707915 TCCCAGGAGCACAGAGAG CATAAGGCAGAGGGGAGATCT

rs376510 TAGCAAGCACAGAGCAGGTG TCTATCTCCAGCCCCATGTT

прединкубация (95 °С, 5 мин), затем 40 циклов, в которые входят режимы денатурации (95 °С, 10 с), отжига праймеров (60 °С, 10 с) и удлинения ДНК (72 °С, 10 с). Каждый образец для амплификации был внесен в трех повторах. Уровень значений экспрессии интересующих генов для каждого донора в клеточных фракциях нормировали по референсному гену Ь-асйп («ген домашнего хозяйства»).

§ 0,015

го

< £ Ê2

g. (à —

3 "Щ

S

HSP

X CL

<

N

CL E OQ

S

S H

0,010

0,005

0,000

V

>

AG+GG AA

Рисунок 1. Ассоциация генотипов AG/GG (rs1150793) и AA (rs1150793) гена MSH5 с базальным уровнем транскрипции гена HSPA1B Примечание. * - p < 0,05.

Figure 1. Association of genotypes AG/GG (rs1150793) and AA (rs1150793) of the MSH5 gene with a basal level of transcription of the HSPA1B gene. Note. *, p < 0.05.

Статистическая обработка данных

Степень накопления мРНК анализировали по алгоритму с определением коэффициента эффективности отжига праймеров. Для анализа использовали программы LightCycler 480 версия SW1.5.1, Exor4, LinRegPCR, LC480 Conversion. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью программного пакета GraphPad Prism 6. Для сравнения выборок использовали критерий Манна—Уитни.

Результаты и обсуждение

Было проведено генотипирование участков, в которых находятся следующие полиморфизмы: rs400547 (A/G), rs1150793 (G/A), rs707936 (A/G), rs707915 (A/T), rs376510 (t/c), находящиеся в генах CLIC1, MSH5, C6orf26, MSH5, C6orf25 соответственно. Данные полиморфизмы были выбраны на основе исследований, в которых была показана ассоциация этих нуклеотидных полиморфизмов с уровнем экспрессии гена HSPA1B в африканской популяции [12]. Нами были изучены 16 представителей российской популяции, относящихся к европеоидной расе.

В основном выборка оказалась достаточно однородной, у большинства принявших участие в исследовании добровольцев не было обнаружено ни одного из указанных полиморфизмов (табл. 2). У трех человек выявлена гетерозигот-ность по всем исследуемым полиморфным ну-клеотидам. Еще один индивид имел гомозиготные однонуклеотидные замены, rs400547 (A/A),

2020, Т. 22, № 4 Полиморфизмы генов CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 и экспрессия гена HSPA1B

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2020, Vol. 22, No 4 CLIC1, MSH5, C6orf26, C6orf25 gene polymorphisms and HSPA1B gene expression

ТАБЛИЦА 2. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕНОТИПИРОВАНИЯ, В КОТОРЫХ НАХОДЯТСЯ ИССЛЕДУЕМЫЕ ПОЛИМОРФИЗМЫ, И РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО УРОВНЯ ТРАНСКРИПЦИИ ГЕНОВ ГРУППЫ HSPA

TABLE 2. GENOTYPING RESULTS OF THE STUDIED POLYMORPHISMS AND THE RESULTS OF MEASURING THE AVERAGE LEVEL OF TRANSCRIPTION OF GENES OF THE HSPA GROUP

Генотип Genotype CLIC1 rs400547 Intron Генотип Genotype MSH5 rs1150793 Intron Генотип Genotype C6orf26 rs707936 Downstream Генотип Genotype MSH5 rs707915 Intron Генотип Genotype C6orf25 rs376510 Promoter Кол-во доноров Number of donors (N)

G/G A/A G/G T/T C/C 12

A/G A/G A/G T/A C/T 3

A/A G/G A/G T/A T/T 1

Средний уровень транскрипции генов группы HSPA (относительно уровня транскрипции р-актина) The average level of transcription of genes of the HSPA group (relative to the level of transcription of p-actin)

Генотип Genotype CLIC1 rs400547 Intron HSPA1A/B HSPA1A HSPA1B HSPA6 HSPA8

G/G 0,0084 (±0,0016) 0,0347 (±0,006) 0,0031 (±0,0009) 0,0062 (±0,002) 0,0949 (±0,022)

A/G 0,0074 (±0,0061) 0,0266 (±0,02) 0,0010 (±0,0003) 0,0058 (±0,0045) 0,0717 (±0,05)

A/A 0,0020 0,0058 0,0006 0,0029 0,0253

rs1150793 (G/G), rs376510 (T/T), отличные от гомозигот, выявленных у большинства исследованных доноров. В участках rs707936 и rs707915 у этого индивида были выявлены гетерозиготные замены (A/G) и (A/T) соответственно.

Нами было проведено определение базаль-ного уровня транскрипции генов конститутивно экспрессирующихся и индуцируемых белков семейства HSP70, и проведен поиск ассоциации их экспрессии с полиморфизмами. Было обнаружено, что в клетках PBMC ДНК, имеющая следующий генотип: AG/AA (SNP rs400547), AG/GG (rs1150793), AG (rs707936), TArs707915, TC (rs376510), по изученным нами участкам ассоциирована c понижением транскрипции гена HSPA1B (p = 0,02), по сравнению с гомозиготами (GG (SNP rs400547), AA (rs1150793), GG (rs707936), TT (rs707915), CC (rs376510)) (рис. 1). Ассоциации указанных полиморфизмов с экспрессией генов HSPA1A, HSPA6 и HSPA8 выявлено не было. По данным исследований, суммированных Национальным центром биотехнологической информации США (1000 Genomes, TOPMED), частота встречаемости указанных полиморфизмов составляет 11-12% (https://www. ncbi.nlm.nih.gov/snp). В нашей небольшой группе представителей российской популяции для rs707936 и rs707915 она составляет 12.5%, а для rs400547, rs1150793 и rs376510 - 15,6%. Неболь-

Список литературы / References

1. Alfirevic A., Mills T., Harrington P., Pinel T., Sherwood J., Jawaid A., Smith J.C., March R.E., Barratt B.J., Chadwick D.W., Kevin Park B., Pirmohamed M. Serious carbamazepine-induced hypersensitivity reactions associated with the HSP70 gene cluster. Pharmacogenet. Genomics, 2006, Vol. 16, no. 4, pp. 287-296.

2. Bogunia-Kubik K., Koscinska K., Suchnicki K., Lange A. HSP70-hom gene single nucleotide (+2763 G/A and +2437 C/T) polymorphisms in sarcoidosis. Int. J. Immunogenet., 2006, Vol. 33, no. 2, pp. 135-140.

шие отличия от опубликованных данных могут объясняться малой выборкой.

Гены СЫС1, MSH5, С6ог[26, С6оф5, в которых присутствуют изученные нами полиморфизмы, находятся в одном локусе вблизи гена ^РЛ1В на 6-й хромосоме. Обнаруженное нами снижение экспрессии гена РЛ1В при наличии одно-нуклеотидных полиморфизмов в близлежащих генах может свидетельствовать о пространственных взаимодействиях этого локуса и локуса гена ^РЛ1В и о том, что изменение генотипа СЫС1, MSH5, С6ог[26, С6ог[25 может повлечь за собой изменение экспрессии близко расположенных генов, которые являются функционально значимыми для клетки.

Интересно, что у всех доноров, прослеживается следующая закономерность: если обнаруживается однонуклеотидная замена в одном из изученных нами генов СЫС1, MSH5, С6ог[26, С6ог[25, то замены наблюдаются и в остальных. Таким образом, можно предположить наличие некого гаплотипа, сочетающего указанные полиморфизмы, ассоциированные со снижением экспрессии HSPЛ1B.

В заключение можно отметить, что сравнение изложенных результатов с данными, полученными в недавно опубликованной работе наших коллег [12], указывает на определенную универсальность биологических эффектов проанализированных SNPs.

3. Boyko A.A., Azhikina T.L., Streltsova M.A., Sapozhnikov A.M., Kovalenko E.I. HSP70 in human polymorphonuclear and mononuclear leukocytes: comparison of the protein content and transcriptional activity of HSPA genes. Cell Stress Chaperones, 2017, Vol. 22, no. 1, pp. 67-76.

4. Helmbrecht K., Zeise E., Rensing L. Chaperones in cell cycle regulation and mitogenic signal transduction: a review. Cell Proliferation, 2000, Vol. 33, no. 6, pp. 341-365.

5. Kampinga H.H., Hageman J., Vos M.J., Kubota H., Tanguay R.M., Bruford E.A., Cheetham M.E., Chen B., Hightower L.E. Guidelines for the nomenclature of the human heat shock proteins. Cell Stress Chaperones, 2009, Vol. 14, no. 1, pp. 105-111.

6. Kee C., Cheong K.Y., Pham K., Waterer G.W., Temple S.E. Genetic variation in heat shock protein 70 is associated with septic shock: Narrowing the association to a specific haplotype. Int. J. Immunogenet., 2008, Vol. 35, no. 6, pp. 465-473.

7. Martin A.M., Nolan D., Gaudieri S., Almeida C.A., Nolan R., James I., Carvalho F., Phillips E., Christiansen F.T., Purcell A.W., McCluskey J., Mallal S. Predisposition to abacavir hypersensitivity conferred by HLA-B*5701 and a haplotypic Hsp70-Hom variant. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 2004, Vol. 101, no. 12, pp. 4180-4185.

8. Maugeri N., Radhakrishnan J., Knight J.C. Genetic determinants of HSP70 gene expression following heat shock. Hum. Mol. Genet., 2010, Vol. 19, no. 24, pp. 4939-4947.

9. Shibata T., Arisawa T., Tahara T., Yoshioka D., Maruyama N., Fujita H., Kamiya Y., Nakamura M., Nagasaka M., Iwata M., Takahama K., Watanabe M., Hirata I., Nakano H. Protective role of genetic polymorphism of heat shock protein 70-2 for gastric cancer risk. Dig. Dis. Sci., 2009, Vol. 54, no. 1, pp. 70-74.

10. Spagnolo P., Sato H., Marshall S.E., Antoniou K.M., Ahmad T., Wells A.U., Ahad M.A., Lightman S., du Bois R.M., Welsh K.I. Association between heat shock protein 70/Hom genetic polymorphisms and uveitis in patients with sarcoidosis. Investig. Ophthalmol. Vis. Sci., 2007, Vol. 48, no. 7, pp. 3019-3025.

11. Temple S.E.L., Cheong K.Y., Ardlie K.G., Sayer D., Waterer G.W. The septic shock associated HSPA1B1267 polymorphism influences pro duction of HSPA1A and HSPA1B. Intensive Care Med., 2004, Vol. 30,

12. Ucisik-Akkaya E., Davis C.F., Gorodezky C., Alaez C., Dorak M.T. HLA complex-linked heat shock protein genes and childhood acute lymphoblastic leukemia susceptibility. Cell Stress Chaperones, 2010, Vol. 15, no. 5, pp. 475-485.

Авторы:

Вавилова Ю.Д. — техник-лаборант лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук, Москва, Россия

Бойко А.А. — к.б.н., научный сотрудник лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН «Институт биоорганической химии имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской академии наук, Москва, Россия

Коваленко Е.И. — к.б.н., старший научный сотрудник

лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН

«Институт биоорганической химии имени академиков

М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской

академии наук, Москва, Россия

Гречихина М.В. — младший научный сотрудник

лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН

«Институт биоорганической химии имени академиков

М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской

академии наук, Москва, Россия

Шустова О.А. — младший научный сотрудник

лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН

«Институт биоорганической химии имени академиков

М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской

академии наук, Москва, Россия

Ажикина Т.Л. — д.б.н., руководитель лаборатории

регуляторной транскриптомики ФГБУН «Институт

биоорганической химии имени академиков

М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской

академии наук, Москва, Россия

Сапожников А.М. — д.б.н., профессор, руководитель

лаборатории клеточных взаимодействий ФГБУН

«Институт биоорганической химии имени академиков

М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова» Российской

академии наук, Москва, Россия

Поступила 02.11.2018 Отправлена на доработку 19.11.2018 Принята к печати 11.12.2018

Authors:

Vavilovа Yu.D., Laboratory Technician, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Boyko A.A., PhD (Biology), Research Associate, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Kovalenko E.I., PhD (Biology), Senior Research Associate, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Grechikhina M.V., Junior Research Associate, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Shustova O.A., Junior Research Associate, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Azhikina T.L., PhD, MD (Biology), Head, Laboratory of Regulary Transcriptomics, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Sapozhnikov A.M., PhD, MD (Biology), Professor, Head, Laboratory of Cell Interactions, M. Shemyakin and Yu. Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

Received 02.11.2018 Revision received 19.11.2018 Accepted 11.12.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.