Научная статья на тему 'Эпигенетические факторы эволюции эукариот'

Эпигенетические факторы эволюции эукариот Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

CC BY
489
97
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МЕТИЛИРОВАНИЕ / МИКРОРНК / ПРОМОТОР / САЙЛЕНСЕР / ТРАНСПОЗОНЫ / РЕТРОТРАНСПОЗОНЫ / ЭНДОГЕННЫЕ РЕТРОВИРУСЫ / ЭВОЛЮЦИЯ / ЭНХАНСЕР / 5-МЕТИЛЦИТОЗИН / METHYLATION / MIRNA / PROMOTER / SILENCER / TRANSPOSONS / RETROTRANSPOSONS / ENDOGENOUS RETROVIRESES / ENHANCERS / 5-METHYLCYTOSINE

Аннотация научной статьи по биологическим наукам, автор научной работы — Мустафин Р.Н., Хуснутдинова Э.К.

В статье описаны механизмы эволюционных преобразований геномов эукариот вследствие изменения эпигенетических факторов, регулирующих перемещение транспозонов. Для прокариот характерен обмен генетической информацией главным образом при помощи плазмид, бактериофагов и ДНК-транспозонов. Эукариотам присуще превалирование ретротроэлементов как ведущего фактора динамичности геномов. Мощным поддерживающим изменчивость фактором является транспозиция мобильных элементов генома, при этом ретроэлементы способствовали хромосомной организации и другим важнейшим структурным преобразованиям ДНК эукариот. Мутации в кодирующих последовательностях сайленсеров транспозонов: регуляторах метилирования, генах белков-репрессоров и некодирующих РНК наиболее пластичный способ эволюционных преобразований, чувствительный к изменениям среды под действием естественного отбора. Повышенная мутабельность нуклеотидных последовательностей транспозонного происхождения способствовала их изменению с возможностью использования для образования новых генов и сайленсеров. В процессе естественного отбора под влиянием изменений окружающей среды выживали особи с необходимым комплексом эпигенетических факторов транспозонов, изменяемых мутациями. Эпигенетические механизмы регуляции, включающие особенности метилирования цитозина, ковалентные модификации гистонов, активность малых регуляторных и интерферирующих РНК, первоначально возникшие для защиты от внедрения мобильных элементов генома, стали основным фактором изменчивости. При этом эпимутации возникают на порядок чаще, а транспозоны сами содержат гены микроРНК и играют главную роль в их распространении по геному. Представлена модель, позволяющая по-новому взглянуть на генетические механизмы видообразования, в основе которых отбор наиболее приспособленных организмов по особенностям изменений эпигенетических регуляторных структур.

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

Epigenetic factors for the evolution of eukaryotes

The review article describes the mechanisms of evolutionary changes in eukaryotic genomes due to changes in epigenetic regulators of the transposition of mobile genetic elements. Prokaryotes are characterized by the exchange of genetic information mainly using the plasmid DNA-containing bacteriophages and DNA transposons. Eukaryotes are characterized by the prevalence of retrotransposons and endogenous retroviruses as a leading factor in the evolution and dynamics of genomes. The main factor of variation in eukaryotes is transposition of retroelements that contribute to the formation of chromosomes and other essential DNA structural transformations. Mutations in the coding sequences of silencers mobile elements (regulators of methylation), gene repressor proteins and non-coding RNAs are the most convenient way of evolutionary transformations, sensitive to changes in the environment under the impact of natural selection. Due to frequent mutations of duplicated transposons, their nucleotide sequences are used to form new genes and regulators. Depending on changes in the environment, organisms that survive in the process of natural selection possess the necessary set of epigenetic factors to regulate the transposition of mobile genetic elements changed under the influence of mutations. The epigenetic mechanisms of regulation, including specific methylation of cytosine in DNA, covalent histone modifications and the regulatory activity of small interfering RNAs, initially evolved to protect against the introduction of the mobile genetic elements, become a major factor in the variability. Epimutations occur much more often than mutations in genes. Transposons encode microRNAs and play a major role in their distribution in the genome. The model given in the artuicle provides new insight into genetic mechanisms of speciation based on the selection of the best adapted organisms according to specific changes in epigenetic regulators.

Текст научной работы на тему «Эпигенетические факторы эволюции эукариот»

УДК 585.852

ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ ЭУКАРИОТ

© Р.Н. Мустафин,

кандидат медицинских наук, научный сотрудник,

Башкирский государственный университет, ул. Заки Валиди, 32, 450076, г Уфа, Российская Федерация, эл. почта: ruji79@mail.ru

© Э.К. Хуснутдинова,

доктор биологических наук, академик АН РБ, заведующая лабораторией, Институт биохимии и генетики, Уфимский научный центр РАН, проспект Октября 71, 450054, Уфа, Российская Федерация, эл. почта: 021gen@mail.ru

заведующая кафедрой,

Башкирский государственный университет,

ул. Заки Валиди, 32,

450076, г. Уфа, Российская Федерация,

эл. почта: elzakh@mail.ru

В статье описаны механизмы эволюционных преобразований геномов эукариот вследствие изменения эпигенетических факторов, регулирующих перемещение транспозонов. Для прокариот характерен обмен генетической информацией главным образом при помощи плазмид, бактериофагов и ДНК-транспозонов. Эукариотам присуще превалирование ретротроэлементов как ведущего фактора динамичности геномов. Мощным поддерживающим изменчивость фактором является транспозиция мобильных элементов генома, при этом ретроэлементы способствовали хромосомной организации и другим важнейшим структурным преобразованиям ДНК эукариот. Мутации в кодирующих последовательностях сайленсеров транспозонов: регуляторах метилирования, генах белков-репрессоров и некодирующих РНК - наиболее пластичный способ эволюционных преобразований, чувствительный к изменениям среды под действием естественного отбора. Повышенная мутабельность нуклеотидных последовательностей транспозонного происхождения способствовала их изменению с возможностью использования для образования новых генов и сай-ленсеров. В процессе естественного отбора под влиянием изменений окружающей среды выживали особи с необходимым комплексом эпигенетических факторов транспозонов, изменяемых мутациями. Эпигенетические механизмы регуляции, включающие особенности метилирования цитозина, ковалентные модификации гистонов, активность малых регуляторных и интерферирующих РНК, первоначально возникшие для защиты от внедрения мобильных элементов генома, стали основным фактором изменчивости. При этом эпимутации возникают на порядок чаще, а транспозоны сами содержат гены микроРНК и играют главную роль в их распространении по геному Представлена модель, позволяющая по-новому взглянуть на генетические механизмы видообразования, в основе которых отбор наиболее приспособленных организмов по особенностям изменений эпигенетических регуляторных структур.

Ключевые слова: метилирование, микроРНК, промотор, сайленсер, транспозоны, ретротранспозоны, эндогенные ретровирусы, эволюция, энхансер, 5-метилцитозин

© R.N. Mustafin1, E.K. Khusnutdinova2

EPIGENETIC FACTORS FOR THE EVOLUTION OF EUKARYOTES

The review article describes the mechanisms of evolutionary changes in eukaryotic genomes due to changes in epigenetic regulators of the transposition of mobile genetic elements. Prokaryotes are characterized by the exchange of genetic information mainly using the plasmid DNA-containing bacteriophages and DNA transposons. Eukaryotes are characterized by the prevalence of retrotransposons and endogenous retroviruses as a leading factor in the evolution and dynamics of genomes. The main factor of variation in eukaryotes is transposition of retroelements that contribute to the formation of chromosomes and other essential DNA structural transformations. Mutations in the coding sequences of silencers mobile elements (regulators of methylation), gene repressor proteins and non-coding RNAs are the most convenient way of evolutionary transformations, sensitive to changes in the environment under the impact of natural selection. Due to frequent mutations of duplicated transposons, their nucleotide sequences are used to form new genes and regulators. Depending on changes in the environment, organisms that survive in the process of natural selection possess the necessary set of epigenetic factors to regulate the transposition of mobile genetic elements changed under the influence of mutations. The epigenetic mechanisms of regulation, including specific methylation of cytosine in DNA, covalent histone modifications and the regulatory activity of small interfering RNAs, initially

12Bashkir State University, 32, ulitsa Zaki Validi, 450076, Ufa, Russian Federation, e-mail: 021gen@mail.ru

Р.Н. Мустафин, Э.К. Хуснутдинова ///////////////////////Ж

evolved to protect against the introduction of the mobile genetic elements, become a major factor in the variability. Epimutations occur much more often than mutations in genes. Transposons encode microRNAs and play a major role in their distribution in the genome. The model given in the artuicle provides new insight into genetic mechanisms of speciation based on the selection of the best adapted organisms according to specific changes in epigenetic regulators.

Key words: methylation, miRNA, promoter, silencer, transposons, retrotransposons, endogenous retrovireses, enhancers, 5-methylcytosine

Особенности структуры геномов эука-риот. Отличительной особенностью геномов эукариот от прокариот являются: дискретная хромосомная организация ядерной ДНК, большие размеры и выраженная разница величины геномов между видами различных таксономических групп (более чем в 50 000 раз) [1]. Дискретность ДНК обеспечивается за счет наличия повторяющихся нуклеотидных последовательностей (НП) в составе теломер и центромер. Количество и структура хромосом при этом видоспе-цифичны. Наиболее значимым фактором, способствовавшим изменению количества и структурного разнообразия ДНК в процессе видообразования эукариот, служит транспозиция мобильных элементов генома (МЭГ). При этом определяются выраженные различия по составу и количеству МЭГ в геномах даже между родственными видами [2]. Так, некодирующая ДНК человека составляет около 98%, из которой около половины имеет происхождение от МЭГ, а значительная часть оставшейся, предположительно, является неузнаваемым продуктом нейтральной эволюции давно неактивных транспозонов [3].

В зависимости от способа транспозиции выделяют два основных класса МЭГ. Класс I — ретротранспозоны, которые используют промежуточные РНК и копируются в геноме посредством обратной транскриптазы (ревертазы). Класс II — ДНК-транспозоны, которые перемещаются путем вырезания и вставки своих ДНК-копий в новое место

генома [3]. Наибольшее значение в изменении размеров и структуры геномов для эукариот приобрели ретроэлементы, составляющие основную долю МЭГ. Ретро-транспозоны подразделяются на несущие длинные концевые повторы — LTR (ре-тротранспозоны и эндогенные ретровиру-сы), длинные диспергированные повторы — LINE, короткие диспергированные повторы — SINE (неавтономные) [4]. Ретроэлемент транспозирует в новую позицию, оставляя исходную последовательность на прежнем месте. В результате возможны: изменение активности генов, структурное преобразование генома, а вследствие гомологичной рекомбинации между транспозонами индуцируются хромосомные перестройки — делеции, транслокации, инверсии, сегментарные дупликации [5]. LTR-ретроэлементы содержат сильные промоторы и энхансеры транскрипции, а также регуляторные последовательности для связывания транскрипционных факторов (рецептор стероидов, факторы процессинга и полиаденилирования). При транспозиции LTR могут выполнять роль альтернативных промоторов, участвовать в регуляции сплайсинга РНК [6]. Выявлены пути, при которых из МЭГ могут возникать полностью функционально активные регуляторные элементы, вовлеченные в неаллельную генную конверсию, имеющую большое значение в ускорении эволюционных преобразований регуляторных сетей геномов [7].

При внедрении МЭГ в ген возможны мутации в экзоне. Перемещение в интрон

способствует образованию альтернативного сплайсингового продукта, что может не причинять урон организму и способствовать лучшей приспособляемости за счет появления белковых сплайсинговых изомеров. Например, у растения Arabidopsis thaliana в ин-тронных областях генов расположено около 3% МЭГ, сохранение которых указывает на их адаптационное предназначение [8]. В эволюционном отношении встраивание новых последовательностей в интроны может способствовать образованию новых альтернативных транскриптов, которые под давлением естественного отбора регуляторов могут закрепляться на уровне вида — экзони-зация. Многие экзоны транспозонного происхождения выявлены в геноме человека [9].

Доказана возможность перемещения МЭГ между видами путем горизонтального переноса. Gilbert с соавторами обнаружили 98%-ную идентичность четырех отдельных транспозонных семейств в геномах опоссумов и беличьих обезьян с паразитирующими у них триатомовыми клопами Rhodnius prolixus [10]. В исследованиях Coates с соавторами определена способность вирусов насекомых активировать горизонтальный транспозонный перенос хелитрон-подобных транспозонов [11].

Роль транспозонов в эволюции эукариот. МЭГ подвержены повышенной мутабельно-сти, которая может быть результатом защитного механизма от их дальнейшего перемещения, а также приспособительным процессом образования новых последовательностей для нужд генома [12]. Могут функционировать либо мутированные гены самих МЭГ, либо вновь образованные измененные НП. В современных исследованиях с использованием транспозон-специфических консервативных доменов выявляется большое количество генов, произошедших из мутировавших последовательностей МЭГ, часть из которых

образуют тандемные кластеры генных семей [13]. Ген теломеразы, имеющий огромное значение для стабилизации хромосом эука-риот, предположительно произошел от обратной транскриптазы ретротранспозонов [9]. Кодирующие последовательности бел-ков-гистонов у организмов ряда видов существуют почти в тысяче копий, что не исключает генез их НП из транспозонов на ранних этапах эволюции. Например, амплификация гистоновых генов с участием транспозонов в ответ на уменьшение числа их копий под действием делеций является адаптивным ответом дрожжей [2]. Активное влияние транс-позонов на эволюцию неоспоримо, продукты транскрипции МЭГ-последовательностей играют кардинальное значение в особенностях хромосомной организации ядерной ДНК. При этом имеется обратная связь, например, расположение нуклеосом зависит от характера распределения в геноме А1и-элементов. Богатые А1и-элементами области относятся к регионам с низкой нуклеосомной плотностью [14].

Различие в содержании МЭГ характерно не только между таксономическими группами и видами, но и между особямиодноговида.Вотдельныхслучаяхвнутри-видовые отклонения в характере интеграции транспозонов могут сопровождаться приобретением новых адаптационных свойств, способствуя эволюционному отбору. У большинства же особей данные отклонения могут играть либо нейтральную роль (при интеграции в межгенные участки), либо приводить к гибели (летальные мутации жизненно важных генов), либо вызывать серьезные заболевания. Наибольший интерес представляет роль МЭГ в наследственной патологии человека. С интеграцией LINE1 с вязано развитие ряда наследственных патологий: гемофилия А, миопатия, атакже высокая частота развития рака прямой кишки и молочной железы. Доказана роль

Р.Н. Мустафин, Э.К. Хуснутдинова ЯВШШНШ

эндоретровирусов HERV-K в качестве причины миелопролиферативных заболеваний и мужского бесплодия. Транспозиция SINE в ген NF1 приводит к нейрофиброматозу I типа, в ген Фукутина — к миодистрофии [6].

Эпигенетическая регуляция транспозо-нов в эволюции. У эукариот активность МЭГ регулируется метилированием цитозина, ковалентными модификациями гистонов, активностью малых регуляторных и интерферирующих РНК. При этом частота эпи-мутаций на один-два порядка превышает частоту генных мутаций. Эпимутации могут привести к двукратному увеличению дозы импринтированного гена в случае гипоме-тилирования неактивного в норме аллеля [15]. Для множества копий МЭГ характерно репрессированное состояние вследствие метилирования цитозина, сохраняющееся после репликации ДНК и клеточного деления при помощи ДНК-метилтрансферазы-1. De novo метилирование может происходить при помощи семейств ДНК-метилтрансфераз-3 [16]. При этом образование 5-метилцитозина транс-позонов определяется не только в CG-последовательностях, но и в CHG, CHH, где Н=А, С или Т. Данный процесс осуществляется при помощи коротких интерферирующих РНК через RdDM-пути (РНК-управляемое метилирование ДНК) [17]. Метилированию цитозина МЭГ препятствуют ДНК-гликозилазы, мутации в которых способствуют метилированию во всех проксимальных областях генов главным образом транспозонного происхождения. При этом создается баланс гомеостаза противодействующих систем [18].

В регуляции МЭГ принимают участие длинные некодирующие РНК (lncRNA). Так, Gibb с соавторами обнаружили, что до 53% аденокарцином экспрессируют канцер-специфическую lncRNA, названную

эндогенной ретровирус-ассоциированной аденокарценомной РНК (EVADR), которая оказывает выраженное влияние на активность ЕГО в патогенезе опухолевой прогрессии [19]. Для защиты от перемещения транспозонов используются индуцированные повторами точковые мутации (инакти-вируют МЭГ путем превращения цитозина в тимин), премейотически индуцированное метилирование и РНК-интерференция [20]. Малые РНК, по последним данным, также активно участвуют в защите генома от транспозиции МЭГ, особенно, в клетках зародышевой линии [21]. Так, piРНК формируют piwiРНК-индуцированный комплекс сай-ленсинга (piRISC) в половых клетках многих видов животных. При этом роль piРНК у животных высоко консервативна [22].

Модель саморегулируемой эволюционной системы. Изучение роли МЭГ в геномах эукариот свидетельствует о том, что их важнейшей функцией является контроль и ремоделирование некодирующей РНК — первично неорганизованной части транс-криптома с образованием транслируемых продуктов экспрессии генома, определяющей эпигеномную наследственность и обеспечивающую пластичность генома [6]. Одним из путей эволюции микроРНК является дупликация, и некоторые гены микроРНК млекопитающих происходят от МЭГ. Большая распространенность и повторяемость МЭГ в геномах эукариот могут объяснить обширное распространение генов микроРНК и их гомологов в геномах. В исследованиях И.И. Титова с соавторами выявлена высокая гомология 116 пре-микроРНК с известными ДНК-транспозонами и ретроэлемен-тами при исследовании генома человека. Данные пре-микроРНК имели подавляющее число копий (96% от общего числа обнаруженных копий генов). Наиболее часто гены микроРНК копировались транспозонами

madel, FLAM A, AluYh9, т.е. обширная распространенность копий микроРНК по геному человека объясняется присутствием в мобильных элементах последовательностей некоторых пре-микроРНК [23]. При этом доказательством роли МЭГ в эволюции является то, что около 40 млн лет назад начало разделения приматов на виды совпадает с экспансией МЭГ, содержащих элемент madel (данному элементу принадлежит большинство копий микроРНК в геноме человека). МЭГ являются главным и до сих пор недооцененным резервуаром микроРНК с низким уровнем экспрессии. Динамику обнаружения микроРНК можно оценить по наполнению базы данных miRBase. МикроРНК транспозонного происхождения в значительной степени ответственны за пополнение базы. МЭГ являются главными кандидатами на поиск новых микроРНК. При этом МЭГ, содержащие микроРНК, сами являются мишенями микроРНК своих потомков [3].

Заключение. Имеется взаимозависимая система, в которой эпигенетическими регу-ляторными факторами для транспозонов являются микроРНК. В то же время в качестве источника и увеличения количества копий микроРНК большое значение придается самим транспозонам. Подобная саморегулируемая система подвергается действию других факторов, внешних (стрессовое воздействие среды обитания) и внутренних (специфическое метилирование и репрессирующее воздействие различных ферментов). Данные системы имеют основное значение в реализации информации генома в эмбриогенезе и онтогенезе, а также в эволюционных преобразованиях хроматина. Так, в работах Agren c соавторами показана роль транспозонов в эволюции геномов растений. При исследовании нуклеотидных последовательностей генома Arabis alpina выявле-

но, что коэволюционные ветви между МЭГ и механизмами их репрессии управляют размерами генома в эволюции [24]. В данном отношении активация МЭГ происходит вследствие эпимутаций, которые могут быть первичными — непосредственные модификации статуса метилирования ДНК, и вторичными — аберрантные модификации хроматина вследствие cis- или trans-мутаций в других локусах, контролирующих его эпигенетическую организацию [15].

Существует множество ферментативных систем, функционирующих в качестве сайленсеров или энхансеров транспозонов. Данные системы сформировались эволюци-онно и имеют различные характеристики для разных таксономических групп эукариот. Существуют также ферменты, универсальные для многих видов. Так, выявлены KRAB-белки с цинковыми пальцами, инициирующие сайленсинг эндогенных ретровирусов посредством специфического набора гете-рохроматин-инициирующих комплексов. Реактивация МЭГ сопровождается эпигенетическим переходом от репрессированной к активной модификации гистонов с незначительной дестабилизацией метилирования ДНК [25].

Существование множества систем регуляции транспозонов в геномах эукариот подразумевает чувствительность перемещения МЭГ к мутагенным воздействиям в эволюционном плане (инактивация сай-ленсеров), а также экзогенным и эндогенным факторам в онтогенезе. В процессе развития организма нарушение структуры или концентрации ферментативных систем и некодирующих РНК может активировать транспозоны, вызывая дестаблизацию генома — в ряде случаев данный процесс запрограммирован и находится под влиянием сложных контролирующих систем, способствующих адаптирующей функции МЭГ.

Р.Н. Мустафин, Э.К. Хуснутдинова

Приспособительную роль изменения регуляторов перемещения транспозонов можно продемонстрировать на примере онтогенетической адаптации растений к стрессам. У большинства растений транспозоны занимают основную часть генома, при этом они очень чувствительны к резким изменениям окружающей среды, действуя как своеобразные геномные рецепторы опосредованно — через их регуляторы. На активность МЭГ растений действуют холод и жара, инфекционные агенты, концентрация соли и другие абиотические факторы [26]. Так, в исследованиях Finatto с соавторами обнаружены регуляторные элементы эндогенных ретровирусов, активирующих их в ответ на высокие концентрации железа в среде с целью адаптации [27]. Другой пример — эволюционирование адаптивной иммунной системы у млекопитающих благодаря со-

матической рекомбинации с использованием генов, активирующих рекомбинации транспозонов [28]. МЭГ имеют важнейшее значение в эмбриональном и онтогенетическом развитии. Множественная интеграция ретровирусных геномов произошла на определенном этапе эволюции млекопетающих и закрепилась с выделением полезных для эволюции признаков. Первичное инфицирование половых клеток этими вирусами с течением времени привело к дифференци-ровке некоторых из интегрированных генов первичных ретровирусов в направлении обеспечения репродуктивной функции. ретроэлементы отвечают за слияние трофо-бластов в плаценте и их дифференцировку в условиях индуцированного эндогенными ретровирусами синцитиообразования [6].

Учитывая многосторонние комплексы контролирования МЭГ в геномах эукариот,

Рис. 1. Система отбора по регуляторам транспозонов в эволюции

можно представить систему отбора по регуляторам в эволюционных преобразованиях (рис. 1). При этом наследуемые системы регуляции транспозонов отражаются на особенностях онтогенетического развития, в которых данные контролирующие сети имеют огромное значение как для реализации информации генома во времени, так и для адаптации к стрессовым воздействиям.

В общей схеме можно представить роль эпигенетических факторов в эволюции как отбор по регуляторам перемещения транспо-зонов. Формирование вида при относительной стабильности условий существования и действия отбора сопровождается стабилизацией МЭГ с приобретением видоспеци-

фических свойств количества и структуры хромосом. Мутации в регуляторах вызывают активацию МЭГ у отдельных особей, вследствие чего изменяется взаимодействие в генных сетях, появляются новые ферменты и РНК-продукты экспрессии, что при резких изменениях условий существования может способствовать появлению новых признаков и лучшей адаптации. В ряде поколений стабилизация дальнейших перемещений транс-позонов происходит под действием отбора особей либо с реверсией мутации регулятора к дикому типу либо формированием новых сайленсеров вследствие реструктуризации генома транспозиционными событиями.

Л И Т Е РАТУ РА

1. Elliott T.A., Greqory T.R. Do larger genomes contain more diverse transposable elements? BMC Evolutionary Biology. 2015, vol.15, no. 1, pp. 69-81.

2. Патрушев Л.И., Минкевич И.Г. Проблема размера геномов эукариот // Успехи биологической химии. 2007. Т. 47. С. 293-370.

3. Титов И.И., Ворожейкин П.С. МиРНК-содержащие транспозоны человека // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т. 15. № 2. С. 323-326.

4. Bi Ma, Tian Li, Zhonghuai Xiang, Ningjia He MnTEdb, a collective resource for mulberry transposable elements. Database. 2015, article ID bav004; doi:10.1093/database/bav004.

5. Transposable element-driven transcript diversification and its relevance to genetic disorders / S. Ayarpadikannan, Lee Hee-Eun, Han Kyudong, Kim Heui-Soo. Gene, 2015, vol. 558, no. 2, pp. 187-194.

6. Киселев О.И. Эндогенные ретровирусы: структура и функции в геноме человека // Вопросы вирусологии. 2013,№ 1. С. 102-115.

7. Ellison C.E., Bachtrog D. Non-allelic gene conversion enables rapid evolutionary change at multiple regulatory sites encoded by transposable elements. Elife. 2015, vol. 4; doi: 10.7554/eLife.05899.

8. Epigenetic regulation of intragenic transposable elements impacts gene transcription in Arabidopsis thaliana / N. Le Tu, Y Miyazaki, S. Takuno, H. Saze. Nucleic Acids Res., 2015, vol. 43(8), pp. 39113921; doi: 10.1093/nar/gkv258.

9. Abascal F., Tress M.L., Valencia A. Alternative splicing and co-option of transposable elements: the case of TMPO/LAP2 and ZNF451 in mammals. Bioinformatics. 2015, vol. 31(14), pp. 2257-2261; doi: 10.1093/bioinformatics/btv132.

10. A role for host-parasite interactions in the horizontal transfer of transposons across phyla / C. Gilbert, S. Schaack, J.K. Pace II, P.J. Brindley, C. Feschotte. Nature, 2010, vol. 464 (7293), pp. 134750; doi: 10.1038/nature08939.

11. Coates B.S. Horizontal transfer of a non-autonomus Helitron among insect and viral genomes. BMC Genomics. 2015, vol. 16, no. 1, pp. 137-140; doi: 10.1186/s12864-015-1318-6.

12. Human endogenous retrovirus group E and its involvement in diseases / C. Le Dantec, S. Vallet, W.H. Brooks, Y Renaudineau. Viruses, 2015, vol. 7, pp. 1238-1257; doi: 10.3390/v7031238.

13. Hoen D.R., Buraeu T. E. Discovery of Novel Genes Derived from Transposable Elements Using Integrative Genomic Analysis. Molecular biology and evolution. 2015, vol. 32(6), pp. 1487-506; doi: 10.1093/ molbev/msv042.

14. Effects of Alu elements on global nucleosome positioning in the human genome / Y Tanaka, R. Yamashita, Y Suzuki, K. Nakai. BMC Genomics, 2010, vol. 11, pp. 309-319; doi: 10.1186/1471-2164-11-309.

15. Лебедев И.Н., Саженова Е.А. Эпимутации импринтированных генов в геноме человека: классификация, причины возникновения, связь с наследственной патологией. Генетика. 2008. Т. 44. № 10. С.1356-1373.

Р.Н. Мустафин, Э.К. Хуснутдинова ////////////////////////Мб.ШШШШШШШШШШШ

16. Understanding the structural and dynamic consequences of DNA epigenetic modifications: Computational insights into cytosine methylation and hydroxymethylation / A.T.P. Carvalho, L. Gouveia, C.R. Kanna, S.K.TS. W rml nder, J.A. Platts, S.C.L. Kamerlin. Epigenetics, 2014, vol. 9, no. 12, pp. 16041612; doi: 10.4161/15592294.2014.988043.

17. A new approach for annotation of transposable elements using small RNA mapping / M.El. Baidouri, K. Do Kim, B. Abernathy, S. Arikit, F. Maumus, O. Panaud, B.C. Meyers, S.A. Jackson. Nucleic Acids Research, 2015, vol. 43, no. 13; doi: 10.1093/nar/gkv257.

18. Methylation-sensitive expression of a DNA demethylase gene serves as an epigenetic rheostat / B.P. Williams, D. Pignatta, S. Henikoff, M. Gehring. Plos Genetics, 2015, vol. 11 (3), e1005142; doi: 10.1371/ journal.pgen.1005142.

19. Activation of an endogenous retrovirus-associated long non-coding RNA in human adenocarcinoma / E.A. Gibb, R.L. Warren, G.E. Wilson, S.D. Brown, G. Robertson, G.B. Morin, R.A. Holt. Genome Medicine, 2015. vol. 7, no. 1, pp. 22-37; doi: 10.1186/s13073-015-0142-6.

20. Amselen J., Lebrun M.H., Quesneville H. Whole genome comparative analysis of transposable elements provides new insight into mechanisms of their inactivation in fungal genomes. BMC Genomics. 2015, vol. 16, no. 1, pp. 141-147; doi: 10.1186/s12864-015-1347-1.

21. The germline of the malaria mosquito produces abundant miRNAs, endo-siRNAs, piRNAs and 29-nt small RNAs / L. Castellano, E. Rizzi, J. Krell, M. Di Cristina, R. Galizi, A. Mori, J. Tam, G. De Bellis, J. Stebbing, A. Crisanti, T. Nolan. BMC Genomics, 2015, vol. 16, no. 1, pp. 100-106; doi: 10.1186/s12864-015-1257-2.

22. PIWI-interacting small RNAs: The vanguard of genome defence / M.C. Siomi, K. Sato, D. Pezic, A.A. Aravin. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2011, vol. 12 (4), pp. 246-258; doi: 10.1038/nrm3089.

23. Титов И.И., Ворожейкин П.С. Анализ дупликации генов миРНК в геноме человека и роль эволюции транспозонов в этом процессе // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. Т. 15. № 1. С.139-147.

24. Agren J.A., Wright S.I. Selfish genetic elements and plant genome size evolution. Trends in Plant Science. 2015, vol. 20, no. 4, pp. 195-196; doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2015.03.007.

25. The KRAB zinc finger protein ZFP809 is required to initiate epigenetic silencing of endogenous retroviruses / G. Wolf, P. Yang, A. Fuchtbauer,

E.M. Fuchtbauer, A.M. Silva, C. Park, A.L. Nielsen,

F.S. Pedersen, T.S. Macfarlan. Genes and Development, 2015, vol. 29 (5), pp. 538-554; doi: 10.1101/ gad.252767.114.

26. Lisch D. How important are transposons for plant evolution? Nature Reviews Genetics. 2013, vol. 14 (1), pp. 49-61; doi:10.1038/nrg3374 .

27. Abiotic stress and genome dynamics: Specific genes and transposable elements response to iron excess in rice / T. Finatto, A.C. de Oliveira, C. Chaparro, L.C. da Maia, D.R. Farias, L.G. Woyann, C.C. Mistura, A.P. Soares-Bresolin, C. Llauro, O. Panaud, N. Picault. Rice, 2015, vol. 8, no. 13; doi: 10.1186/s12284-015-0045-6.

28. Flajnik M.F., Kasahara M. Origin and evolution of the adaptive immune system: genetic events and selective pressures. Nature Reviews Genetics. 2010, vol. 11 (1), pp. 47-59; doi:10.1038/nrg2703.

REFERENCES

1. Elliott T.A., Gregory T.R. Do larger genomes contain more diverse transposable elements? BMC Evolutionary Biology, 2015, vol.15, no. 1, pp. 69-81.

2. Patrushev L.I., Minkevich I.G. Problema razmera genomov eukaryot [The problem of eukaryotic genome sizes]. Uspekhi biologicheskoy khimii -Advances in Biological Chemistry, 2007, vol. 47, pp. 293-370 (In Russian).

3. Titov I.I., Vorozheykin P.S. MiRNK soderzhashchiye transpozony cheloveka [MiRNA-containing human transposons]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii - Vavilov Journal of Genetics and Selection, 2011, vol. 15, no. 2, pp. 323-326 (In Russian).

4. Bi Ma, Tian Li, Zhonghuai Xiang, Ningjia He. MnTEdb, a collective resource for mulberry transposable elements. Database. 2015, article ID bav004; doi: 10.1093/database/bav004.

5. Transposable element-driven transcript diversification and its relevance to genetic disorders / S. Ayarpadikannan, Lee Hee-Eun, Han Kyudong, Kim Heui-Soo. Gene, 2015, vol. 558, no. 2, pp. 187-194.

6. Kiselev O.I. Endogennye retrovirusy: structura i funktsiya v genome cheloveka [Endogenous retroviruses: Structure and function in human genome]. Voprosy virusologii - Problems of Virology, 2013, no. 1, pp. 102-115 (In Russian).

7. Ellison C.E., Bachtrog D. Non-allelic gene conversion enables rapid evolutionary change at multiple regulatory sites encoded by transposable elements. eLife, 2015, vol. 4; doi: 10.7554/ eLife.05899.

8. Epigenetic regulation of intragenic transposable elements impacts gene transcription in Arabidopsis thaliana / N. Le Tu, Y Miyazaki, S. Takuno, H. Saze. Nucleic Acids Res., 2015, vol. 43(8), pp. 3911-3921; doi: 10.1093/nar/gkv258.

9. Abascal F., Tress M.L., Valencia A. Alternative

splicing and co-option of transposable elements: The case of TMPO/LAP2a and ZNF451 in mammals. Bioinformatics, 2015, vol. 31(14), pp. 2257-2261; doi: 10.1093/bioinformatics/btv132.

10. A role for host-parasite interactions in the horizontal transfer of transposons across phyla / C. Gilbert, S. Schaack, J.K. Pace II, P.J. Brindley, C. Feschotte. Nature, 2010, vol. 464 (7293), pp. 1347-50; doi: 10.1038/nature08939.

11. Coates B.S. Horizontal transfer of a non-autonomus Helitron among insect and viral genomes. BMC Genomics, 2015, vol. 16, no. 1, pp. 137-140; doi: 10.1186/s12864-015-1318-6.

12. Human endogenous retrovirus group E and its involvement in diseases / C. Le Dantec, S. Vallet, W.H. Brooks, Y Renaudineau. Viruses, 2015, vol. 7, pp. 1238-1257; doi: 10.3390/v7031238.

13. Hoen D.R., Buraeu T.E. Discovery of novel genes derived from transposable elements using integrative genomic analysis. Molecular Biology and Evolution, 2015, vol. 32(6), pp. 1487-506; doi: 10.1093/molbev/msv042.

14. Effects of Alu elements on global nucleosome positioning in the human genome / Y Tanaka, R. Yamashita, Y Suzuki, K. Nakai. BMC Genomics, 2010, vol. 11, pp. 309-319; doi: 10.1186/1471-216411-309.

15. Lebedev I.N., Semenova E.A. Epimutatsii imprintirovannykh genov v genome cheloveka: classifikatsiya, prichiny vozniknoveniya, svyaz s nasledstvennoy patologiey [Epimutations imprinted genes in human genome: Classification, causes, connection to hereditary pathology]. Genetika -Genetics, 2008, vol. 44, no. 10, pp. 1356-1373. (In Russian).

16. Understanding the structural and dynamic consequences of DNA epigenetic modifications: Computational insights into cytosine methylation and hydroxymethylation / A.T.P. Carvalho, L. Gouveia, C.R. Kanna, S.K.T.S. W rml nder, J.A. Platts, S.C.L. Kamerlin. Epigenetics, 2014, vol. 9, no. 12, pp. 1604-1612; doi: 10.4161/15592294.2014.988043.

17. A new approach for annotation of transposable elements using small RNA mapping / M.El. Baidouri, K. Do Kim, B. Abernathy, S. Arikit, F. Maumus, O. Panaud, B.C. Meyers, S.A. Jackson. Nucleic Acids Research, 2015, vol. 43, no. 13; doi: 10.1093/nar/ gkv257.

18. Methylation-sensitive expression of a DNA demethylase gene serves as an epigenetic rheostat / B.P. Williams, D. Pignatta, S. Henikoff, M. Gehring. Plos Genetics, 2015, vol. 11 (3), e1005142; doi: 10.1371/journal.pgen.1005142.

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

19. Activation of an endogenous retrovirus-

associated long non-coding RNA in human adenocarcinoma / E.A. Gibb, R.L. Warren, G.E. Wilson, S.D. Brown, G. Robertson, G.B. Morin, R.A. Holt. Genome Medicine, 2015. vol. 7, no. 1, pp. 22-37; doi: 10.1186/s13073-015-0142-6.

20. Amselen J., Lebrun M.H., Quesneville H. Whole genome comparative analysis of transposable elements provides new insight into mechanisms of their inactivation in fungal genomes. BMC Genomics, 2015, vol. 16, no. 1, pp. 141-147; doi: 10.1186/ s12864-015-1347-1.

21. The germline of the malaria mosquito produces abundant miRNAs, endo-siRNAs, piRNAs and 29-nt small RNAs / L. Castellano, E. Rizzi, J. Krell, M. Di Cristina, R. Galizi, A. Mori, J. Tam, G. De Bellis, J. Stebbing, A. Crisanti, T. Nolan. BMC Genomics, 2015, vol. 16, no. 1, pp. 100-106; doi: 10.1186/ s12864-015-1257-2.

22. PIWI-interacting small RNAs: The vanguard of genome defence / M.C. Siomi, K. Sato, D. Pezic, A.A. Aravin. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2011, vol. 12 (4), pp. 246-258; doi: 10.1038/nrm3089.

23. Titov I.I., Vorozheykin P.S. MiRNK soderzhashchie transpozony cheloveka [MiRNA-containing human transposons]. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii - Vavilov Journal of Genetics and Selection, 2011, vol. 15, no. 1, pp. 139-147 (In Russian).

24. Agren J.A., Wright S.I. Selfish genetic elements and plant genome size evolution. Trends in Plant Science, 2015, vol. 20, no. 4, pp. 195-196; doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.tplants.2015.03.007.

25. The KRAB zinc finger protein ZFP809 is required to initiate epigenetic silencing of endogenous retroviruses / G. Wolf, P. Yang, A. Fuchtbauer,

E.M. Fuchtbauer, A.M. Silva, C. Park, A.L. Nielsen,

F.S. Pedersen, T.S. Macfarlan. Genes and Development, 2015, vol. 29 (5), pp. 538-554; doi: 10.1101/gad.252767.114.

26. Lisch D. How important are transposons for plant evolution? Nature Reviews Genetics, 2013, vol. 14 (1), pp. 49-61; doi: 10.1038/nrg3374.

27. Abiotic stress and genome dynamics: Specific genes and transposable elements response to iron excess in rice / T. Finatto, A.C. de Oliveira, C. Chaparro, L.C. da Maia, D.R. Farias, L.G. Woyann, C.C. Mistura, A.P. Soares-Bresolin, C. Llauro, O. Panaud, N. Picault. Rice, 2015, vol. 8, no. 13; doi: 10.1186/s12284-015-0045-6.

28. Flajnik M.F., Kasahara M. Origin and evolution of the adaptive immune system: Genetic events and selective pressures. Nature Reviews Genetics, 2010, vol. 11 (1), pp. 47-59; doi: 10.1038/nrg2703.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.