Активность ретроэлементов в нейрональных тканях взрослого организма тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Курносов, Алексей Анатольевич

• Курносов, Алексей Анатольевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Курносов, Алексей Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Влияние ретроэлементов на структуру генома

2.2. Функциональные последствия инсерций ретроэлементов

2.3. Транспозиционная активность мобильных элементов в соматических клетках

2.4. Ретроэлементы и мозг

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Выбор образцов для исследования

3.2. Использование метода супрессионной ПЦР для создания полногеномных библиотек фланкирующих последовательностей ретроэлементов

3.3. Биоинформатический анализ данных секвенирования фланкирующих последовательностей ретроэлементов

3.4. Общая характеристика полученных библиотек фланкирующих последовательностей ретроэлементов

3.5. Валидация потенциальных соматических инсерций ретроэлементов

3.6. Амплификация валидированных соматических инсерций с

геномной ДНК в качестве матрицы

3.7. Оценка специфичности метода получения библиотек фланкирующих последовательностей ретроэлементов

3.8. Оценка эффективности метода получения библиотек фланкирующих последовательностей ретроэлементов

3.9. Анализ распределения соматических инсерций ретроэлементов

в анализируемых образцах тканей

3.10. Анализ геномного распределения соматических инсерций

3.11. Анализ ориентации соматических инсерций ретроэлементов относительно расположенных рядом генов

4. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

4.1. Материалы

4.2. Методы ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

LTR (Long Terminal Repeat) - длинный концевой повтор

LINE, (Long Interspersed Element) - длинный диспергированный повтор.

SINE (Short Interspersed Element) - короткий диспергированный повтор

ORF1 (Open Reading Frame-1) - открытая рамка считывания

ORF2 (Open Reading Frame-2) - открытая рамка считывания

5'UTR (5'-Untranslated Region) - 5'-нетранслируемая область

3'UTR (3'-Untranslated Region) - З'-нетранслируемая область

TSD (Target Site Duplication) - дупликация сайта мишени

SVA (SINE, VNTR, Alu)

HGP (Human Genome Project) - проект Геном Человека HuRef (Human Reference)

TCF (Transcription Factor) - транскрипционный фактор LEF (Lymphoid enhancer-binding factor) Sox2 (SRY (sex determining region Y)-box 2)

EGFP (enhanced Green Fluorescent Protein) - зеленый флуоресцентный белок CMV (Cytomegalovirus) - цитомегаловирус

NPC (Neural Progenitor Cells) - клетки-предшественники нейронов

HCN (hippocampus neural stem cells) - нейрональные стволовые клетки гиппокампа

МеСР2 (methyl CpG binding protein 2)

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Активность ретроэлементов в нейрональных тканях взрослого организма»

ВВЕДЕНИЕ

Мобильные генетические элементы, или транспозоны, составляют значительную часть генома животных и растений. Два основных типа мобильных элементов, ДНК-транспозоны и ретроэлементы, составляют порядка 2.8% и 42.2% генома человека соответственно [1, 2]. Мобильные элементы часто называют эгоистичной, или мусорной, ДНК, однако инсерции транспозонов являются важным источником генетической вариабельности и могут приводить как к увеличению внутривидового разнообразия, так и к крупным эволюционным изменениям [3-5].

ДНК-транспозоны представлены в геномах бактерий и эукариотических организмов. Большинство транспозонов этого класса перемещаются в геноме с помощью механизма вырезания-вставки и используют кодируемый трапспозоном фермент - транспозазу [6]. ДНК-транспозоны неактивны в геноме человека и большинства млекопитающих [7].

Ретроэлементы - класс мобильных элементов, число копий которых увеличивается за счет механизма копирования-вставки, осуществляемого через РНК-интермедиат, ретротранскрибируемый ферментом обратной транскриптазой при интеграции в ДНК [6]. Автономные ретроэлементы кодируют белки, необходимые для их амплификации в геноме, размножение неавтономных ретроэлементов происходит за счет белковых продуктов автономных ретротранспозонов. К автономным элементам относятся ретротранспозоны с длинными концевыми повторами (LTR, long terminal repeats) и длинные диспергированные повторы (LINE, long interspersed elements). К неавтономным элементам относят короткие диспергированные повторы (SINE, short interspersed elements).

Строение и механизм транспозиции LTR транспозонов сходны с таковыми ретровирусов. Основное отличие заключается в отсутствии у LTR функциональной активности генов, ответственных за выход вирусных частиц из клетки и заражение других клеток [8].

В составе 5'-концевого участка LINE элемента находится внутренний промотор, с которого осуществляется транскрипция последовательности транспозона, в ходе которой синтезируется полиаденилированная РНК. Эта РНК является бицистронной, первая рамка считывания (ORF1, open reading frame-1) кодирует РНК-связывающий белок [9, 10], вторая рамка считывания (ORF2, open reading frame-2) кодирует белок, имеющий эндонуклеазную и ревертазные активности [11, 12]. Все LINE транспозоны, сохраняющие

5

активность в геноме человека, относятся к молодому с эволюционной точки зрения подсемейству LIHs семейства LINE1 (L1). Потенциально транспозиционно активными считаются всего 60-80 копий [13]. Полноразмерные копии L1 имеют длину порядка 6000 п.о., однако многие ретроэлементы имеют укороченный 5'-конец, что делает их неспособными к транспозиции.

SINE элементы не кодируют белков, их размножение осуществляется за счет ферментативного аппарата L1 [14]. Наиболее распространены транспозоны примат-специфического семейства Alu, представленные в человеческом геноме примерно миллионом копий. Структура Alu - гетеродимер, состоящий из двух противоположно направленных мономеров, длиной порядка 300 п.о [15]. 5'-концевая часть Alu ретроэлементов содержит внутренний промотор РНК-полимеразы III, на их З'-конце находится ро1уА-хвост. Ретротранспозиционно активны в настоящее время в основном повторы, относящиеся к подсемействам AluYa5 и AluYb8 [16].

Инсерции ретроэлементов могут приводить как к разрушению кодирующих последовательностей ДНК, так и к модуляции активности генов за счет изменения свойств регуляторных последовательностей [17], появления новых сайтов связывания транскрипционных факторов [18], сигналов полиаденилирования [19] и сайтов сплайсинга [20]. Таким образом, следствием инсерций ретроэлементов может быть возникновение аллелей, способных изменить функционирование отдельных геномных локусов, в частности приводящих к развитию различных заболеваний [17,21].

Одним из актуальных современных направлений исследования мобильных элементов является изучение ретротранспозиционной активности в клетках негерминальных тканей. Такая активность может являться причиной генетической гетерогенности и, как следствие, функциональной пластичности этих тканей. Настоящая работа посвящена сравнительному анализу количества инсерций ретроэлементов, возникающих de novo, и выявлению закономерностей их распределения по геному, на примере соматических клеток нейрональных тканей человека.

Целью данной работы было сравнительное исследование транспозиционной активности ретроэлементов в геномной ДНК различных отделов головного мозга человека. Для выполнения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Разработка метода полногеномной идентификации соматических инсерций ретроэлементов, относящихся к подсемействам ЫНв и А1иУа5, основанного на технологиях секвенирования нового поколения.

2. Полногеномная идентификация соматических инсерций ретроэлементов в ДНК, выделенной из образцов тканей четырех отделов мозга (мозжечка, фронтальной коры, субвентрикулярной зоны и зубчатой извилины) и контрольной не-нейрональной ткани (миокарда).

3. Анализ распределения идентифицированных соматических инсерций в исследуемых отделах головного мозга человека..

4. Сравнительный анализ распределения идентифицированных соматических инсерций в геномной ДНК исследуемых образцов тканей.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. ВЛИЯНИЕ РЕТРОЭЛЕМЕНТОВ НА СТРУКТУРУ ГЕНОМА

2.1.1. Ретроэлементы - источник вариабельности генома человека

Ретроэлементы являются одним из основных компонентов генома, обеспечивающих генетическое разнообразие вида. В геноме человека сотни локусов являются полиморфными по присутствию в них копий ретроэлементов [16, 22-24]. Такие локусы представлены двумя аллелями: вариантом, содержащим инсерцию, и пустым аллелем. Транспозиционная активность является основным источником полиморфизмов, ассоциированных с мобильными элементами, однако в геноме также присутствуют дупликации и делеции, возникшие вследствие рекомбинации между ретроэлементами [25, 26].

Сравнение количества инсерций ретроэлементов в двух референсных геномах huRef и HGP позволило, с учетом времени существования наиболее близкого общего предка, оценить частоту возникновения новых инсерций ретроэлементов. Согласно этим расчетам новая инсерция Alu появляется у одного из 21 новорожденных, L1 у одного из 212 и SVA у одного из 916 [27]. Согласно другим оценкам, частота возникновения инсерций LI de novo составляет одну инсерцию на 108 [28] или 140 [24] рождений. Количество полиморфных инсерций L1, частота встречаемости которых в современной человеческой популяции превышает 0.05, составляет, согласно существующей оценке, от 3000 до 10000 [24].

2.1.2. Ретроэлементы — фактор увеличения размеров генома

Прямым следствием ретротранспозиционной активности является увеличение размеров генома. Так с момента расхождения человека и шимпанзе в геноме человека появилось около 7000 новых копий Alu элементов, 1800 L1 и 1000 SVA, общая длина которых превышает 8 миллионов п. о. [29].

Увеличение размера генома одного вида, по сравнению с размерами геномов других видов, происходит, в основном, не за счет присутствия в нем большего числа генов, а за счет присутствия в нем большего количества мобильных элементов [30]. Так инсерции

ретроэлементов привели к 14-18% увеличению генома человека за 50 миллионов лет эволюции приматов [31]. Возможно, увеличение размера генома необходимо как механизм защиты кодирующих участков ДНК от мутационного давления. Нуклеотиды, входящие в состав ретроэлементов, служат в этом случае ловушками, принимающими на себя атаку свободных радикалов или других мутагенов, способных повредить входящие в кодирующие последовательности нуклеотиды [32].

2.1.3. Иисерционный мутагенез

Наиболее очевидным следствием активности ретроэлементов является появление новых копий за счет классического механизма ретротранспозиции. Показано, что частоты возникновения мутаций, вызванных инсерциями Alu и LI составляют у человека, примерно, одну из тысячи мутаций [17, 33]. Наиболее хорошо изучены инсерции ретроэлементов в белок-кодирующие и регуляторные области генома, поскольку такие инсерционные события могут проявляться фенотипически и способны приводить к различным наследственным заболеваниям, включая гемофилию, нейрофиброматоз I типа, ß-талассемию, гиперхолестеролемию и различные виды рака [17, 21]. На сегодняшний день известно более 50 таких случаев, наибольшее количество инсерций, приводящих к наследственным заболеваниям, выявлено на Х-хромосоме, особенно эта тенденция ярко выражена для инсерций LI [21, 34] (таблица 1). Наблюдаемое «обогащение» X-хромосомы «вредоносными» инсерциями может быть связано как с предположительной вовлеченностью LI в инактивацию Х-хромосомы [35], так и тем, что эффект аутосомных инсерций маскирован присутствием немутировавшего предкового аллеля. Некоторые геномные локусы становились мишенями нескольких независимых ретротранспозиционных событий. Так, например, у гена АРС, нарушения в структуре которого ассоциированы с развитием рака толстой кишки, детектирован как аллель, содержащий инсерцию LI, так и аллель, содержащий инсерцию Alu [36], а нейрофиброматоз вызывается, по меньшей мере, 14 разными инсерциями LI и Alu элементов в ген нейрофибромина [37].

Таблица 1. Генетические заболевания, ассоциированные с инсерциялш ретроэлементов

Заболевание Хр-ма поврежденный ген Ретроэлемент Ссылка

L1

мышечная дистрофия Дюшена X Дистрофии (DMD) Ll-Ta [38]

Гемофилия А X ген фактора свёртывания крови VIII (F8) Ll-Ta [39]

Пигментный ретинит X RP2 Ll-Ta [40]

Синдром Коффина-Лоури X RPS6KA3 Ll-Hs [41]

Бета-тал ассем ия 11 ген Р-глобиновых цепей (НВВ) Ll-Ta [42]

Нейрофиброматоз I типа 17 Нейрофибромин I (NF1) Ll-Ta [43]

Рак прямой кишки 5 АРС Ll-Ta [44]

Alu

Нейрофиброматоз I типа 17 Нейрофибромин I (NF1) AluY [45]

Синдром Аперта 10 FGFR2 AluYa5 [46]

Рак прямой кишки 5 АРС AluYb8 [47]

Муковисцидоз 7 CFTR AluYa5 [48]

Рак груди 13 BRCA2 AIuYa5 [49]

Гемофилия А X ген фактора свёртывания крови VIII (F8) AluYb9 [50]

Лимфома 5 CAPSL AluYa5 [51]

Эволюционно молодые инсерции ретроэлементов Ы и А1и распределены по геному не равномерно. Области генома, в которые ретроэлементы встраиваются с повышенной вероятностью, характеризуются наличием сайта, распознаваемого интегразой Ь1, и доступного для интегразы геномного окружения, каким являются деметилированные и активно транскрибируемые районы [2, 52]. Присутствие в последовательности ДНК более ранних инсерций ретроэлементов само по себе является фактором, увеличивающим вероятность возникновения новых инсерций, что может объясняться как присутствием внутри ро1уА хвоста ретроэлементов несовершенного сайта, распознаваемого эндонуклеазой, так и тем, что акт ретротранспозиции сопровождается дупликацией сайта интеграции [53].

2.1.4. Делеции, опосредованные инсерциями ретроэлементов

Эксперименты на клеточных линиях человека с использованием экспрессионного конструкта, содержащего кассету-индикатор ретротранспозиции, показали, что интеграции ретроэлементов иногда сопровождаются делениями областей, прилегающих к сайту интеграции [25, 54]. Существование таких делеций гп vivo было показано для Alu и L1 в геномах человека и шимпанзе [26, 55]. Большинство таких инсерций возникают по механизмам, задействующим эндонуклеазу L1. Короткие делеции предположительно возникают вследствие внесения эндонуклеазой одноцепочечного разрыва слева от исходного разрыва в цепь, комплементарную цепи, в которую был внесен исходный разрыв (рис. 1) [25]. Более длинные делеции могут возникать при интеграции ретроэлемента рядом с двухцепочечным разрывом [25].

5> геномная ДНК

3--¡-5'

I внесение одноцепочечного разрыва I и синтез «ДНК ретроэлемента

5'_I_3'

3_________

внесение одноцепочечного разрыва эндонуклеазой

5'_ш_з'

3'-

Í деградация концов 5'-3' экзонуклеазой

э __3'

з---5'

Í синтез (+) цепи ретроэлемента

Э _ 3'

з-----S.

I репарация ДНК

5'___3'

3--- 5,

Рис. 1. Один из механизмов возникновения делеций в ДНК в ходе ретротранспозиции. Красной стрелкой и линиями обозначена кДНК ретроэлемента. Вертикальными ножницами обозначена эндонуклеаза Ь1. Горизонтальными ножницами обозначена 5 '-3 '-экзонуклеаза. Зелеными прямоугольниками обозначен делетируемый фрагмент ДНК.

2.1.5. Неаллсльная гомологичная рекомбинация между последовательностями ретроэлементов

Рекомбинация между диспергированными в геноме неаллельными копиями LI и Alu может приводить к геномным перестройкам: делециям, инсерциям, инверсиям и транслокациям [56-59]. Таким образом, постинсерционные события, в которые вовлечены ретроэлементы, могут приводить к еще более масштабным геномным перестройкам, чем сами акты ретротранспозиции.

Сравнение геномов человека и шимпанзе выявило в геноме человека 492 делеции, вызванные неаллельной рекомбинацией Alu [56] и 73 делеции, вызванные рекомбинацией LI [55]. Однако, делеции, возникающие за счет рекомбинации LI являются существенно более протяженными (в среднем, 6132 п. о.), чем делеции, вызванные рекомбинацией Alu (в среднем, 806 п.о.) [56, 57].

Роль неаллельной гомологичной рекомбинации Alu в возникновении в геноме протяженных дупликаций подтверждается повышенной концентрацией Alu ретроэлементов на границах таких дупликаций (порядка 27% граничных областей хромосомных дупликаций содержат Alu, по сравнению с 10,3% последовательностей в среднем в геноме) [60].

Неаллельная гомологичная рекомбинация между ретроэлементами может приводить к нарушению функций генов и возникновению предрасположенности к генетическим заболеваниям и раку [61, 62].

2.1.6. Транедукция фланкирующих последовательностей ретроэлементов

LI и SVA ретроэлементы могут в ходе транскрипции захватывать фрагменты фланкирующих последовательностей и переносить их в места интеграции. В зависимости от того, с какой стороны от ретроэлемента происходит захват фланкирующей последовательности при транспозиции, различают 5'- и З'-трансдукцию. 5'-трансдукция происходит в том случае, если транскрипция осуществляется с промотора, находящегося в 5' области относительно ретроэлемента [63]. 3' транедукция происходит при «проскакивании» РНК-полимеразой собственного сигнала полиаденилирования ретротранспозона и терминации транскрипции на последовательности, располагающейся

в его 3' фланкирующей области (рис. 2 А). По-видимому, 3' трансдукция является достаточно распространенным явлением: порядка 10% БУА [64] и 15% Ы [65] характеризуются наличием трансдуцированной последовательности.

исходный ген АМАС

инсерция SVA

SVA

Б

Chrl7 Л

4MACIU

J транскрипция

Л/WV VV WA» (ЛАЛ)Л [ сплайсинг

VWV ЛУ\АЛА/ (Алл)«

j ретротранспозиция

Chrl7 В

ChrlU

Chr8

:(ААЛ)яЗ|

ллл)«»

(ЛЛЛ)пЭ

[ААА)п

Рис. 2. А - механизм 3' трансдукции. Б — пример амплификации последовательности в геноме путем трансдукции. Показан исходный ген (имеет интроны) и его копии (не имеют интронов), возникшие в ходе ретротранспозиции расположенного рядом 8УА элемента. Печатается по [64] с изменениями.

2.1.7. Конверсия генов

Генная конверсия - процесс рекомбинации между двумя гомологичными нуклеотидными последовательностями, характеризующийся нереципрокным (однонаправленным) переносом информации между данными последовательностями. В ходе эволюции приматов конверсия генов неоднократно происходила между копиями ретроэлементов семейства Alu [66, 67] и приводила к различным функциональным последствиям, например к инактивации мастер-копий определенных семейств Alu [67] и нарушению экспрессии генов [68]

2.2. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ИНСЕРЦИЙ РЕТРОЭЛЕМЕНТОВ

Ретроэлементы являются одним из основных компонентов генома эукариотических организмов, что в сочетании с разнообразием описанных выше механизмов реаранжировки генома, задействующих ретроэлементы, не могло не сделать их значимым фактором, определяющим функционирование генома, регуляцию и экспрессию генов. Основные способы регуляции экспрессии с участием ретроэлементов кратко обсуждаются ниже.

2.2.1. Альтернативный сплайсинг и появление новых экзонов

Около 95% мультиэкзонных генов могут подвергаться альтернативному сплайсингу после транскрипции [69], что приводит к значительному повышению разнообразия белковых продуктов 30 ООО генов человеческого генома. Последовательности ретроэлементов могут использоваться молекулярными механизмами сплайсинга в качестве экзонов. Согласно данным о структуре транскриптомов человеческих тканей, до 4% белок-кодирующих последовательностей всех генов содержат последовательности ретроэлементов [70]. Впрочем, на уровне трансляции подтверждено содержание фрагментов, кодируемых ретроэлементами только у 0.1% всех белков [71]. В большинстве случаев, включение фрагмента ретроэлемента в зрелую мРНК приводит к сдвигу рамки считывания или к появлению стоп-кодона и, соответственно, нефункциональности продукта трансляции такой мРНК [72]. При этом ни для одного гена, для которого известен сплайс-вариант, содержащий фрагмент ретроэлемента, этот сплайс-вариант не является единственным [72], что является подтверждением существования негативной селекции против таких продуктов сплайсинга.

2.2.2. Введение в геном новых регуляторных последовательностей и модуляция экспрессии генов

Мобильные элементы несут различные последовательности, оказывающие влияние на функционирование расположенных рядом генов. На З'-конце ретроэлемента находится сигнал полиаденилирования, и встраивание транспозона в нуклеотидную

последовательность гена в направлении, совпадающем с направлением транскрипции, может приводить к терминации транскрипции [19, 73].

Присутствие LI внутри интрона также может мешать образованию полноразмерных мРНК за счет пониженной способности РНК-полимеразы II транскрибировать последовательность ретроэлемента [74].

В составе ретроэлементов могут находиться последовательности регуляторных элементов, способных связывать транскрипционные факторы. Экспериментально показано, что последовательность Alu связывается транскрипционным фактором РАХ6, участвующем в развитии ЦНС, гематопоэтическими транскрипционными факторами (GF1.01 и GATA3) и другими [18]. Области ДНК, прилегающие к сайтам начала транскрипции зачастую обогащены Alu элементами, что объясняется селекцией в пользу последовательностей, связывающих транскрипционные факторы [18]. Ретроэлементы семейства LI также содержат сайты связывания транскрипционных факторов, в частности, сайты связывания Sox2 (фактора, ассоциированного с поддержанием клеток в дедифференцированном состоянии и их способности к самообновлению) и сайты связывания TCF/LEF (рис. 3), играющих ключевую роль в процессах клеточной дифференцировки [75].

сайты связывания транскрипционных факторов Sox/LEF

5' UTFU--"'"' /ORF1 \ ORF2_3' UTR

LI человека -1 ВИ г~...........—.........................................К"11 —МММ--1-

5'mr , —0RF1 ^ „ ,3'UTR

S' UTR ORF1__ORF2_31 UTR

LI мыши — И ..... МНИ И" НИ......iW4ffrllHlW"MI "' ""> '"....... !

Рис. 3. Расположение перекрывающихся сайтов свзывания транскрипционных факторов Sox2 и TCF/LEF в LI элементах человека, крысы и мыши. Печатается по [75] с изменениями.

Экспрессия многочисленных последовательностей генома человека находится под контролем внутренних промоторов, входящих в состав ретроэлементов. Промоторы РНК-полимеразы III, находящиеся внутри Alu повторов, ответственны за транскрипцию до 20% участков, кодирующих микроРНК в человеческом геноме [76]. Последние исследования показывают, что у человека более 270 ООО сайтов инициации транскрипции (Transcription Start Sites, TSS) лежат внутри геномных повторов [77]. Ретроэлементы инициируют порядка 6-30% РНК в транскриптомах мыши и человека, причем большая часть таких

15

транскриптов является тканеспецифичной [77]. Интересно, что основная масса этих РНК инициируется с неканонических промоторов, располагающихся в смысловой и антисмысловой ориентациях в структуре Ы (рис. 4). Наиболее представленными являются транскрипты, инициированные промотором, находящимся на 3'-конце Ы элемента. Впрочем, в составе полноразмерных Ы наиболее активным остается канонический промотор, находящийся на 5'-конце [77].

5'UTR

J

ORF1

ORF2

3'UTR

Рис. 4. Расположение промоторов в структуре Ы человека. Красной изогнутой стрелкой показан канонический промотор, зеленой — 3'-коневой промотор, синей — 5'-концевой антисмысловой промотор. Направление стрелок совпадает с направлением транскрипции, инициируемой с этих промоторов. Высота стрелок обозначает относительную силу промоторов.

2.2.3. Трансдукция фланкирующих последовательностей ретроэлемеитов - механизм образования новых генов

В некоторых случаях, когда ретроэлемент непосредственно прилегает к последовательности гена, дупликация фланкирующих областей при ретротранспозиции может приводить к появлению новых копий этого гена. Так несколько последовательных трансдукций фланкирующей последовательности одного из мобильных элементов семейства SVA привели к появлению в геноме нового семейства генов АМАС [64]. Дупликация генов АМАС по механизму трансдукции происходила три раза за эволюционную историю человечества, все три новые копии характеризуются наличием неповрежденных рамок считывания и отсутствием интронов, удаленных в ходе процессинга РНК-интермедиата ретротранспозиции (рис. 2 Б). По крайней мере два образованных таким образом гена экспрессируются в клетках человека, и их экспрессия тканеспецифична [64].

2.2.4. Участие ретроэлементов в редактировании PIIK

Редактирование РНК - посттранскрипционный процесс, в ходе которого происходит замена аденина на инозин в составе двухцепочечной РНК. Редактированию, как правило, подвергаются транскрипты, содержащие последовательности Alu [78, 79], которые склонны к образованию дуплексов за счет наличия у них димерной структуры. Следствием редактирования может являться значительное ингибирование экспрессии гена за счет связывания редактированной мРНК с комплексом р54пгЪ и подавления ее выхода из ядра в цитоплазму [80].

2.3. ТРАНСПОЗИЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ МОБИЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В СОМАТИЧЕСКИХ КЛЕТКАХ

Большинство известных видоспецифических инсерций ретроэлементов было выявлено в

ходе аннотации полного сиквенса генома, полученного в ходе проекта «Геном человека»

[52]. Активность ретроэлементов продолжается и в геноме современного человека,

приводя к появлению полиморфных инсерций, и является одним из механизмов,

увеличивающих генетического разнообразие вида. Большинство инсерций

транспозиционно активных ретроэлементов, возможное влияние которых на

функционирование человеческого генома изучалось до недавнего времени, возникали

вследствие активности ретроэлементов в гаметах, либо, возможно также, на самых ранних

стадиях эмбрионального развития. Поскольку такие инсерции представлены в каждой

клетке организма, их обнаружение было возможно с применением разнообразных методов

обогащения геномной ДНК последовательностями ретроэлементов и их фланков и

секвенирования методом Сенгера. Возникновение новых инсерций ретроэлементов

возможно не только в терминальных клетках, но и в делящихся клетках взрослого

организма. Однако, никакой оценки уровня ретротранспозиционной активности в

соматических клетках долгое время не существовало, поскольку каждая соматическая

инсерция представлена очень небольшим количеством копий. Подавляющее большинство

молекул ДНК, выделенной из образца, в одной из клеток которого присутствует

соматическая инсерция, представляют аллель, в котором данная инсерция отсутствует, и,

следовательно, аллель, содержащий инсерцию, было практически невозможно

детектировать. Однако в последнее время накопилось достаточно доказательств

транспозиционной активности в соматических клетках. Это связано с развитием

17

технологий секвенирования нового поколения, позволяющих анализировать последовательность миллионов молекул ДНК одновременно, а также с появлением модельных объектов (геномов трансгенных мышей и крыс и трансгенных клеточных линий), при работе с которыми появилась возможность отслеживать ретротранспозиционную активность искусственных ретроэлементов.

2.3.1. Активность мобильных элементов почвенной нематоды и плодовой мушки

Наиболее простыми для изучения перестроек генома, связанных с мобильными элементами, объектами являются нематода Caenorhabditis elegans и плодовая мушка Drosophila Melanogaster.

Так для изучения активности ДНК-транспозона Tel в геноме С. elegans использовался метод гибридизации по Саузерну, позволяющий с помощью зондов на фланкирующие последовательности Tel выявить локусы, в которых произошло вырезание транспозона [81]. Транспозиции очень редки в терминальных тканях С. elegans, поскольку паттерн Tel сохраняется стабильно на протяжении многих поколений. В то же время, накопление в ДНК нематоды фрагментов, в которых отсутствовали инсерции Tel, свидетельствовало об активности этих транспозонов в соматических клетках.

В то же время транспозиционная активность Р элемента D. melanogaster наблюдается в терминальных тканях и не детектируется в соматических клетках. Контроль транспозиционной активности Р элементов осуществляется на уровне сплайсинга мРНК. Транскрипт Р элемента содержит три интронных последовательности, и вырезание третьего интрона из мРНК, необходимое для формирования продукта, обладающего транспозазной ферментативной активностью, происходит только в тканях половых органов [82]. Активность другого мобильного элемента D. melanogaster - ретроэлемента I фактор - также локализована в яичниках дрозофил [83].

В противовес фактору I, ретроэлемент R2 D. melanogaster способен к ретротранспозиции в

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Курносов, Алексей Анатольевич, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. van de Lagemaat L. N., Landry J. R., Mager D. L., Medstrand P. Transposable elements in mammals promote regulatory variation and diversification of genes with specialized functions // Trends Genet. - 2003. - Vol. 19, № 10. - P. 530-6.

2. Deininger P. L., Batzer M. A. Mammalian retroelements // Genome Res. - 2002. - Vol. 12, № 10.-P. 1455-65.

3. Kidwell M. G., Lisch D. R. Transposable elements and host genome evolution // Trends Ecol Evol. - 2000. - Vol. 15, № 3. - P. 95-99.

4. Kazazian H. H., Jr. Mobile elements: drivers of genome evolution // Science. - 2004. - Vol. 303, № 5664. - P. 1626-32.

5. Oliver K. R., Greene W. K. Transposable elements: powerful facilitators of evolution // Bioessays.-2009.-Vol. 31, №7.-P. 703-14.

6. Wicker T., Sabot F., Hua-Van A., Bennetzen J. L., Capy P., Chalhoub B., Flavell A., Leroy P., Morgante M., Panaud O., Paux E., SanMiguel P., Schulman A. H. A unified classification system for eukaryotic transposable elements // Nat Rev Genet. - 2007. - Vol. 8, № 12. - P. 97382.

7. Huang C. R., Burns K. H., Boeke J. D. Active transposition in genomes // Annu Rev Genet. -2012.-Vol. 46.-P. 651-75.

8. Eickbush T. H., Furano A. V. Fruit flies and humans respond differently to retrotransposons // Curr Opin Genet Dev. - 2002. - Vol. 12, № 6. - P. 669-74.

9. Martin S. L. The ORF1 protein encoded by LINE-1: structure and function during LI retrotransposition // J Biomed Biotechnol. - 2006. - Vol. 2006, № 1. - P. 45621.

10. Martin S. L., Branciforte D., Keller D., Bain D. L. Trimeric structure for an essential protein in LI retrotransposition // Proc Natl Acad Sci USA.- 2003. - Vol. 100, № 24. - P. 13815-20.

11. Kazazian H. H., Jr. Genetics. LI retrotransposons shape the mammalian genome // Science. -2000. - Vol. 289, № 5482. - P. 1152-3.

12. Feng Q., Moran J. V., Kazazian H. H., Jr., Boeke J. D. Human LI retrotransposon encodes a conserved endonuclease required for retrotransposition // Cell. — 1996. — Vol. 87, № 5. - P. 90516.

13. Brouha B., Schustak J., Badge R. M., Lutz-Prigge S., Farley A. H., Moran J. V., Kazazian H. H., Jr. Hot Lis account for the bulk of retrotransposition in the human population // Proc Natl Acad Sci USA.- 2003. - Vol. 100, № 9. _ p. 5280-5.

14. Dewannieux M., Esnault C., Heidmann T. LINE-mediated retrotransposition of marked Alu sequences//Nat Genet.-2003.-Vol. 35, № 1,-P. 41-8.

15. Batzer M. A., Deininger P. L. Alu repeats and human genomic diversity // Nat Rev Genet. — 2002. - Vol. 3, № 5. - P. 370-9.

16. Mamedov I. Z., Arzumanyan E. S., Amosova A. L., Lebedev Y. B., Sverdlov E. D. Whole-genome experimental identification of insertion/deletion polymorphisms of interspersed repeats by a new general approach // Nucleic Acids Res. - 2005. - Vol. 33, № 2. - P. el6.

17. Deininger P. L., Batzer M. A. Alu repeats and human disease // Mol Genet Metab. - 1999. -Vol. 67, №3,-P. 183-93.

18. Polak P., Domany E. Alu elements contain many binding sites for transcription factors and may play a role in regulation of developmental processes // BMC Genomics. - 2006. - Vol. 7. -P. 133.

19. Chen C., Ara T., Gautheret D. Using Alu elements as polyadenylation sites: A case of retroposon exaptation // Mol Biol Evol. - 2009. - Vol. 26, № 2. - P. 327-34.

20. Belancio V. P., Hedges D. J., Deininger P. LINE-1 RNA splicing and influences on mammalian gene expression //Nucleic Acids Res. - 2006. - Vol. 34, № 5. - P. 1512-21.

21. Callinan P. A., Batzer M. A. Retrotransposable elements and human disease // Genome Dyn. -2006.-Vol. l.-P. 104-15.

22. Mamedov I. Z., Amosov A. L., Fisunov G., Lebedev Iu B. [A new database on polymorphic retroelements in human genome (PRED)] // Mol Biol (Mosk). - 2008. - Vol. 42, № 4. - P. 7217.

23. Mamedov I. Z., Shagina I. A., Kurnikova M. A., Novozhilov S. N., Shagin D. A., Lebedev Y. B. A new set of markers for human identification based on 32 polymorphic Alu insertions // Eur J Hum Genet. - 2010. - Vol. 18, № 7. - P. 808-14.

24. Ewing A. D., Kazazian H. H., Jr. High-throughput sequencing reveals extensive variation in human-specific LI content in individual human genomes // Genome Res. - 2010. - Vol. 20, № 9. -P. 1262-70.

25. Gilbert N., Lutz-Prigge S., Moran J. V. Genomic deletions created upon LINE-1 retrotransposition // Cell. - 2002. - Vol. 110, № 3. _ p. 315-25.

26. Callinan P. A., Wang J., Herke S. W., Garber R. K., Liang P., Batzer M. A. Alu retrotransposition-mediated deletion // J Mol Biol. - 2005. - Vol. 348, № 4. - P. 791-800.

27. Xing J., Zhang Y., Han K., Salem A. H., Sen S. K., Huff C. D., Zhou Q., Kirkness E. F., Levy S., Batzer M. A., Jorde L. B. Mobile elements create structural variation: analysis of a complete human genome // Genome Res. - 2009. - Vol. 19, № 9. - P. 1516-26.

28. Huang C. R., Schneider A. M., Lu Y., Niranjan T., Shen P., Robinson M. A., Steranka J. P., Valle D., Civin C. I., Wang T., Wheelan S. J., Ji H., Boeke J. D., Burns K. H. Mobile interspersed repeats are major structural variants in the human genome // Cell. - 2010. - Vol. 141, №7.-P. 1171-82.

29. Consortium T. C. S. a. A. Initial sequence of the chimpanzee genome and comparison with the human genome // Nature. - 2005. - Vol. 437, № 7055. - P. 69-87.

30. Biemont C., Vieira C. Genetics: junk DNA as an evolutionary force // Nature. - 2006. - Vol. 443, №7111.-P. 521-4.

31. Liu G., Zhao S., Bailey J. A., Sahinalp S. C., Alkan C., Tuzun E., Green E. D., Eichler E. E. Analysis of primate genomic variation reveals a repeat-driven expansion of the human genome // Genome Res. - 2003. - Vol. 13, № 3. - P. 358-68.

32. Patrushev L. I., Minkevich I. G. The problem of the eukaryotic genome size // Biochemistry (Mosc).-2008.-Vol. 73, № 13.-P. 1519-52.

33. Kazazian H. H., Jr., Moran J. V. The impact of LI retrotransposons on the human genome // Nat Genet.- 1998.-Vol. 19, № l.-P. 19-24.

34. Cordaux R., Batzer M. A. The impact of retrotransposons on human genome evolution // Nat Rev Genet. - 2009. - Vol. 10, № io. - P. 691-703.

35. Bailey J. A., Carrel L., Chakravarti A., Eichler E. E. Molecular evidence for a relationship between LINE-1 elements and X chromosome inactivation: the Lyon repeat hypothesis // Proc Natl Acad Sci USA.- 2000. - Vol. 97, № 12. - P. 6634-9.

36. Chen J. M., Stenson P. D., Cooper D. N., Ferec C. A systematic analysis of LINE-1 endonuclease-dependent retrotranspositional events causing human genetic disease // Hum Genet. - 2005. - Vol. 117, № 5. - P. 411-27.

37. Kaer K., Speek M. Retroelements in human disease // Gene. - 2013. - Vol. 518, № 2. - P. 231-41.

38. Solyom S., Ewing A. D., Hancks D. C., Takeshima Y., Awano H., Matsuo M., Kazazian H. H., Jr. Pathogenic orphan transduction created by a nonreference LINE-1 retrotransposon // Hum Mutat. - 2012. - Vol. 33, № 2. - P. 369-71.

39. Kazazian H. H., Jr., Wong C., Youssoufian H., Scott A. F., Phillips D. G., Antonarakis S. E. Haemophilia A resulting from de novo insertion of LI sequences represents a novel mechanism for mutation in man // Nature. - 1988. - Vol. 332, № 6160. - P. 164-6.

40. Schwahn U., Lenzner S., Dong J., Feil S., Hinzmann B., van Duijnhoven G., Kirschner R., Hemberger M., Bergen A. A., Rosenberg T., Pinckers A. J., Fundele R., Rosenthal A., Cremers

F. P., Ropers H. H., Berger W. Positional cloning of the gene for X-linked retinitis pigmentosa 2 // Nat Genet. - 1998. - Vol. 19, № 4. _ p. 327-32.

41. Martinez-Garay I., Ballesta M. J., Oltra S., Orellana C., Palomeque A., Molto M. D., Prieto F., Martinez F. Intronic LI insertion and F268S, novel mutations in RPS6KA3 (RSK2) causing Coffin-Lowry syndrome // Clin Genet. - 2003. - Vol. 64, № 6. - P. 491-6.

42. Kimberland M. L., Divoky V., Prchal J., Schwahn U., Berger W., Kazazian H. H., Jr. Full-length human LI insertions retain the capacity for high frequency retrotransposition in cultured cells // Hum Mol Genet. - 1999. - Vol. 8, № 8. - P. 1557-60.

43. Wimmer K., Callens T., Wernstedt A., Messiaen L. The NF1 gene contains hotspots for LI endonuclease-dependent de novo insertion // PLoS Genet. - 2011. - Vol. 7, № 11. — P.

el002371.

44. Miki Y., Nishisho I., Horii A., Miyoshi Y., Utsunomiya J., Kinzler K. W., Vogelstein B., Nakamura Y. Disruption of the APC gene by a retrotransposal insertion of LI sequence in a colon cancer // Cancer Res. - 1992. - Vol. 52, № 3. - P. 643-5.

45. Wallace M. R., Andersen L. B., Saulino A. M., Gregory P. E., Glover T. W., Collins F. S. A de novo Alu insertion results in neurofibromatosis type 1 // Nature. - 1991. - Vol. 353, № 6347. - P. 864-6.

46. Oldridge M., Zackai E. H., McDonald-McGinn D. M., Iseki S., Morriss-Kay G. M., Twigg S. R., Johnson D., Wall S. A., Jiang W., Theda C., Jabs E. W., Wilkie A. O. De novo alu-element insertions in FGFR2 identify a distinct pathological basis for Apert syndrome // Am J Hum Genet. - 1999. - Vol. 64, № 2. - P. 446-61.

47. Hailing K. C., Lazzaro C. R., Honchel R., Bufill J. A., Powell S. M., Arndt C. A., Lindor N. M. Hereditary desmoid disease in a family with a germline Alu I repeat mutation of the APC gene // Hum Hered. - 1999. - Vol. 49, № 2. - P. 97-102.

48. Chen J. M., Masson E., Macek M., Jr., Raguenes O., Piskackova T., Fercot B., Fila L., Cooper D. N., Audrezet M. P., Ferec C. Detection of two Alu insertions in the CFTR gene // J Cyst Fibres. - 2008. - Vol. 7, № 1. - P. 37-43.

49. Teugels E., De Brakeleer S., Goelen G., Lissens W., Sermijn E., De Greve J. De novo Alu element insertions targeted to a sequence common to the BRCA1 and BRCA2 genes // Hum Mutat. - 2005. - Vol. 26, № 3. - P. 284.

50. Ganguly A., Dunbar T., Chen P., Godmilow L., Ganguly T. Exon skipping caused by an intronic insertion of a young Alu Yb9 element leads to severe hemophilia A // Hum Genet. -2003. - Vol. 113, № 4. - P. 348-52.

51. Economou-Pachnis A., Tsichlis P. N. Insertion of an Alu SINE in the human homologue of the Mlvi-2 locus // Nucleic Acids Res. - 1985. - Vol. 13, № 23. - P. 8379-87.

52. International Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of the human genome // Nature. - 2001. - Vol. 409, № 6822. - P. 860-921.

53. El-Sawy M., Deininger P. Tandem insertions of Alu elements // Cytogenet Genome Res. -2005. - Vol. 108, № 1-3. - P. 58-62.

54. Gilbert N., Lutz S., Morrish T. A., Moran J. V. Multiple fates of LI retrotransposition intermediates in cultured human cells // Mol Cell Biol. - 2005. - Vol. 25, № 17. - P. 7780-95.

55. Han K., Sen S. K., Wang J., Callinan P. A., Lee J., Cordaux R., Liang P., Batzer M. A. Genomic rearrangements by LINE-1 insertion-mediated deletion in the human and chimpanzee lineages // Nucleic Acids Res. - 2005. - Vol. 33, № 13. - P. 4040-52.

56. Sen S. K., Han K., Wang J., Lee J., Wang H., Callinan P. A., Dyer M., Cordaux R., Liang P., Batzer M. A. Human genomic deletions mediated by recombination between Alu elements // Am J Hum Genet. - 2006. - Vol. 79, № 1. - P. 41-53.

57. Han K., Lee J., Meyer T. J., Remedios P., Goodwin L., Batzer M. A. LI recombination-associated deletions generate human genomic variation // Proc Natl Acad Sci USA.- 2008. -Vol. 105, №49.-P. 19366-71.

58. Lee J., Han K., Meyer T. J., Kim H. S., Batzer M. A. Chromosomal inversions between human and chimpanzee lineages caused by retrotransposons // PLoS One. - 2008. - Vol. 3, № 12. - P. e4047.

59. Elliott B., Richardson C., Jasin M. Chromosomal translocation mechanisms at intronic alu elements in mammalian cells // Mol Cell. - 2005. - Vol. 17, № 6. - P. 885-94.

60. Bailey J. A., Liu G., Eichler E. E. An Alu transposition model for the origin and expansion of human segmental duplications // Am J Hum Genet. - 2003. - Vol. 73, № 4. - P. 823-34.

61. Franke G., Bausch B., Hoffmann M. M., Cybulla M., Wilhelm C., Kohlhase J., Scherer G., Neumann H. P. Alu-Alu recombination underlies the vast majority of large VHL germline deletions: Molecular characterization and genotype-phenotype correlations in VHL patients // Hum Mutat. - 2009. - Vol. 30, № 5. - P. 776-86.

62. Strout M. P., Marcucci G., Bloomfield C. D., Caligiuri M. A. The partial tandem duplication of ALL 1 (MLL) is consistently generated by Alu-mediated homologous recombination in acute myeloid leukemia // Proc Natl Acad Sci USA.- 1998. - Vol. 95, № 5. - P. 2390-5.

63. Damert A., Raiz J., Horn A. V., Lower J., Wang H., Xing J., Batzer M. A., Lower R., Schumann G. G. 5'-Transducing SVA retrotransposon groups spread efficiently throughout the human genome // Genome Res. - 2009. - Vol. 19, № 11. - P. 1992-2008.

64. Xing J., Wang H., Belancio V. P., Cordaux R., Deininger P. L., Batzer M. A. Emergence of primate genes by retrotransposon-mediated sequence transduction // Proc Natl Acad Sci U S A. -2006.-Vol. 103, №47.-P. 17608-13.

65. Pickeral O. K., Makalowski W., Boguski M. S., Boeke J. D. Frequent human genomic DNA transduction driven by LINE-1 retrotransposition // Genome Res. - 2000. - Vol. 10, № 4. - P. 411-5.

66. Kass D. H., Batzer M. A., Deininger P. L. Gene conversion as a secondary mechanism of short interspersed element (SINE) evolution // Mol Cell Biol. - 1995. - Vol. 15, № 1. - P. 19-25.

67. Styles P., Brookfield J. F. Source gene composition and gene conversion of the AluYh and AluYi lineages of retrotransposons // BMC Evol Biol. - 2009. - Vol. 9. - P. 102.

68. Chou H. H., Hayakawa T., Diaz S., Krings M., Indriati E., Leakey M., Paabo S., Satta Y., Takahata N., Varki A. Inactivation of CMP-N-acetylneuraminic acid hydroxylase occurred prior

95

to brain expansion during human evolution // Proc Natl Acad Sci USA.- 2002. - Vol. 99, № 18.-P. 11736-41.

69. Pan Q., Shai O., Lee L. J., Frey B. J., Blencowe B. J. Deep surveying of alternative splicing complexity in the human transcriptome by high-throughput sequencing // Nat Genet. - 2008. -Vol. 40, № 12.-P. 1413-5.

70. Nekrutenko A., Li W. H. Transposable elements are found in a large number of human protein-coding genes // Trends Genet. - 2001. - Vol. 17, № 11. - P. 619-21.

71. Gotea V., Makalowski W. Do transposable elements really contribute to proteomes? // Trends Genet. - 2006. - Vol. 22, № 5. - P. 260-7.

72. Sorek R., Ast G., Graur D. Alu-containing exons are alternatively spliced // Genome Res. -2002. - Vol. 12, № 7. - P. 1060-7.

73. Lee J. Y., Ji Z., Tian B. Phylogenetic analysis of mRNA polyadenylation sites reveals a role of transposable elements in evolution of the 3'-end of genes // Nucleic Acids Res. - 2008. - Vol. 36, № 17.-P. 5581-90.

74. Han J. S., Szak S. T., Boeke J. D. Transcriptional disruption by the LI retrotransposon and implications for mammalian transcriptomes // Nature. - 2004. - Vol. 429, № 6989. - P. 268-74.

75. Kuwabara T., Hsieh J., Muotri A., Yeo G., Warashina M., Lie D. C., Moore L., Nakashima K., Asashima M., Gage F. H. Wnt-mediated activation of NeuroDl and retro-elements during adult neurogenesis // Nat Neurosci. - 2009. - Vol. 12, № 9. - P. 1097-105.

76. Borchert G. M., Lanier W., Davidson B. L. RNA polymerase III transcribes human microRNAs// Nat Struct Mol Biol.-2006.-Vol. 13,№ 12.-P. 1097-101.

77. Faulkner G. J., Kimura Y., Daub C. O., Wani S., Plessy C., Irvine K. M., Schroder K., Cloonan N., Steptoe A. L., Lassmann T., Waki K., Hornig N., Arakawa T., Takahashi H., Kawai J., Forrest A. R., Suzuki H., Hayashizaki Y., Hume D. A., Orlando V., Grimmond S. M., Carninci P. The regulated retrotransposon transcriptome of mammalian cells // Nat Genet. -2009. - Vol. 41, № 5. -P. 563-71.

78. Kim D. D., Kim T. T., Walsh T., Kobayashi Y., Matise T. C., Buyske S., Gabriel A. Widespread RNA editing of embedded alu elements in the human transcriptome // Genome Res. -2004.-Vol. 14, №9.-P. 1719-25.

79. Athanasiadis A., Rich A., Maas S. Widespread A-to-I RNA editing of Alu-containing mRNAs in the human transcriptome // PLoS Biol. - 2004. - Vol. 2, № 12. - P. e391.

80. Chen L. L., DeCerbo J. N., Carmichael G. G. Alu element-mediated gene silencing // EMBO J.-2008.-Vol. 27, № 12.-P. 1694-705.

81. Emmons S. W., Yesner L. High-frequency excision of transposable element Tc 1 in the nematode Caenorhabditis elegans is limited to somatic cells // Cell. - 1984. - Vol. 36, № 3. - P. 599-605.

82. Laski F. A., Rio D. C., Rubin G. M. Tissue specificity of Drosophila P element transposition is regulated at the level of mRNA splicing // Cell. - 1986. - Vol. 44, № 1. - P. 7-19.

83. Chaboissier M. C., Busseau I., Prosser J., Finnegan D. J., Bucheton A. Identification of a potential RNA intermediate for transposition of the LINE-like element I factor in Drosophila melanogaster // EMBO J. - 1990. - Vol. 9, № 11. - P. 3557-63.

84. Eickbush M. T., Eickbush T. H. Retrotransposition of R2 elements in somatic nuclei during the early development of Drosophila // Mob DNA. - 2011. - Vol. 2, № 1. - P. 11.

85. Ostertag E. M., Prak E. T., DeBerardinis R. J., Moran J. V., Kazazian H. H., Jr. Determination of LI retrotransposition kinetics in cultured cells // Nucleic Acids Res. - 2000. -Vol. 28, №6.-P. 1418-23.

86. Muotri A. R., Chu V. T., Marchetto M. C., Deng W., Moran J. V., Gage F. H. Somatic mosaicism in neuronal precursor cells mediated by LI retrotransposition // Nature. - 2005. -Vol. 435, № 7044. - P. 903-10.

87. Coufal N. G., Garcia-Perez J. L., Peng G. E., Yeo G. W., Mu Y., Lovci M. T., Morell M., O'Shea K. S., Moran J. V., Gage F. H. LI retrotransposition in human neural progenitor cells // Nature. - 2009. - Vol. 460, № 7259. - P. 1127-31.

88. Garcia-Perez J. L., Marchetto M. C., Muotri A. R., Coufal N. G., Gage F. H., O'Shea K. S., Moran J. V. LINE-1 retrotransposition in human embryonic stem cells // Hum Mol Genet. - , 2007. - Vol. 16, № 13. - P. 1569-77.

89. Kano H., Godoy I., Courtney C., Vetter M. R., Gerton G. L., Ostertag E. M., Kazazian H. H., Jr. LI retrotransposition occurs mainly in embryogenesis and creates somatic mosaicism // Genes Dev. - 2009. - Vol. 23, № 11.-P. 1303-12.

90. van den Hurk J. A., van de Pol D. J., Wissinger B., van Driel M. A., Hoefsloot L. H., de Wijs I. J., van den Bora L. I., Heckenlively J. R., Brunner H. G., Zrenner E., Ropers H. H., Cremers F. P. Novel types of mutation in the choroideremia ( CHM) gene: a full-length LI insertion and an intronic mutation activating a cryptic exon // Hum Genet. — 2003. - Vol. 113, № 3. - P. 268-75.

91. van den Hurk J. A., Meij I. C., Seleme M. C., Kano H., Nikopoulos K., Hoefsloot L. H., Sistermans E. A., de Wijs I. J., Mukhopadhyay A., Plomp A. S., de Jong P. T., Kazazian H. H., Cremers F. P. LI retrotransposition can occur early in human embryonic development // Hum Mol Genet. - 2007. - Vol. 16, № 13. - P. 1587-92.

92. Miki Y., Katagiri T., Kasumi F., Yoshimoto T., Nakamura Y. Mutation analysis in the BRCA2 gene in primary breast cancers // Nat Genet. - 1996. - Vol. 13, № 2. - P. 245-7.

93. Bestor T. H. The host defence function of genomic methylation patterns // Novartis Found Symp. - 1998. - Vol. 214. - P. 187-95; discussion 195-9, 228-32.

94. Howard G., Eiges R., Gaudet F., Jaenisch R., Eden A. Activation and transposition of endogenous retroviral elements in hypomethylation induced tumors in mice // Oncogene. - 2008. -Vol. 27, №3.-P. 404-8.

95. Iskow R. C., McCabe M. T., Mills R. E., Torene S., Pittard W. S., Neuwald A. F., Van Meir E. G., Vertino P. M., Devine S. E. Natural mutagenesis of human genomes by endogenous retrotransposons // Cell. - 2010. - Vol. 141, № 7. - P. 1253-61.

96. Lee E., Iskow R., Yang L., Gokcumen O., Haseley P., Luquette L. J., 3rd, Lohr J. G., Harris C. C., Ding L., Wilson R. K., Wheeler D. A., Gibbs R. A., Kucherlapati R., Lee C., Kharchenko

P. V., Park P. J. Landscape of somatic retrotransposition in human cancers // Science. - 2012. -Vol. 337, № 6097. - P. 967-71.

97. Solyom S., Ewing A. D., Rahrmann E. P., Doucet T., Nelson H. H., Burns M. B., Harris R. S., Sigmon D. F., Casella A., Erlanger B., Wheelan S., Upton K. R., Shukla R., Faulkner G. J., Largaespada D. A., Kazazian H. H., Jr. Extensive somatic LI retrotransposition in colorectal tumors // Genome Res. - 2012. - Vol. 22, № 12. - P. 2328-38.

98. Baillie J. K., Barnett M. W., Upton K. R., Gerhardt D. J., Richmond T. A., De Sapio F., Brennan P. M., Rizzu P., Smith S., Fell M., Talbot R. T., Gustincich S., Freeman T. C., Mattick J. S., Hume D. A., Heutink P., Carninci P., Jeddeloh J. A., Faulkner G. J. Somatic retrotransposition alters the genetic landscape of the human brain // Nature. - 2011. - Vol. 479, №7374. -P. 534-7.

99. Guo J., Zhu P., Wu C., Yu L., Zhao S., Gu X. In silico analysis indicates a similar gene expression pattern between human brain and testis // Cytogenet Genome Res. - 2003. - Vol. 103, № 1-2.-P. 58-62.

100. Guo J. H., Huang Q., Studholme D. J., Wu C. Q., Zhao Z. Transcriptomic analyses support the similarity of gene expression between brain and testis in human as well as mouse // Cytogenet Genome Res. - 2005. - Vol. 111, № 2. - P. 107-9.

101. Perrat P. N., DasGupta S., Wang J., Theurkauf W., Weng Z., Rosbash M., Waddell S. Transposition-driven genomic heterogeneity in the Drosophila brain // Science. - 2013. - Vol. 340, №6128.-P. 91-5.

102. Bundo M., Toyoshima M., Okada Y., Akamatsu W., Ueda J., Nemoto-Miyauchi T., Sunaga F., Toritsuka M., Ikawa D., Kakita A., Kato M., Kasai K., Kishimoto T., Nawa H., Okano H., Yoshikawa T., Kato T., Iwamoto K. Increased 11 retrotransposition in the neuronal genome in schizophrenia // Neuron. - 2014. - Vol. 81, № 2. - P. 306-13.

103. Evrony G. D., Cai X., Lee E., Hills L. B., Elhosary P. C., Lehmann H. S., Parker J. J., Atabay K. D., Gilmore E. C., Poduri A., Park P. J., Walsh P. A. Single-neuron sequencing

analysis of 11 retrotransposition and somatic mutation in the human brain // Cell. - 2012. - Vol. 151, №3.-P. 483-96.

104. Kubo S., Seleme M. C., Soifer H. S., Perez J. L., Moran J. V., Kazazian H. H., Jr., Kasahara N. LI retrotransposition in nondividing and primary human somatic cells // Proc Natl Acad Sci US A.-2006.-Vol. 103, №21.-P. 8036-41.

105. Tchenio T., Casella J. F., Heidmann T. Members of the SRY family regulate the human LINE retrotransposons // Nucleic Acids Res. - 2000. - Vol. 28, № 2. - P. 411-5.

106. Yang N., Zhang L., Zhang Y., Kazazian H. H., Jr. An important role for RUNX3 in human LI transcription and retrotransposition // Nucleic Acids Res. - 2003. - Vol. 31, № 16. - P. 492940.

107. Athanikar J. N., Badge R. M., Moran J. V. A YYl-binding site is required for accurate human LINE-1 transcription initiation // Nucleic Acids Res. - 2004. - Vol. 32, № 13. - P. 384655.

108. Deisseroth K., Singla S., Toda H„ Monje M., Palmer T. D., Malenka R. C. Excitation-neurogenesis coupling in adult neural stem/progenitor cells // Neuron. - 2004. - Vol. 42, № 4. -P. 535-52.

109. Yu F., Zingler N., Schumann G., Stratling W. H. Methyl-CpG-binding protein 2 represses LINE-1 expression and retrotransposition but not Alu transcription // Nucleic Acids Res. - 2001. - Vol. 29, № 21. - P. 4493-501.

110. Muotri A. R., Marchetto M. C., Coufal N. G., Oefner R., Yeo G., Nakashima K., Gage F. H. LI retrotransposition in neurons is modulated by MeCP2 // Nature. - 2010. - Vol. 468, № 7322. -P. 443-6.

111. Zhao C., Deng W., Gage F. H. Mechanisms and functional implications of adult neurogenesis // Cell. - 2008. - Vol. 132, № 4. - P. 645-60.

112. Eriksson P. S., Perfilieva E., Bjork-Eriksson T., Alborn A. M., Nordborg C., Peterson D. A., Gage F. H. Neurogenesis in the adult human hippocampus // Nat Med. - 1998. - Vol. 4, № 11.-P. 1313-7.

113. Spalding K. L., Bergmann O., Alkass K., Bernard S., Salehpour M., Huttner H. B., Bostrom E., Westerlund I., Vial C., Buchholz B. A., Possnert G., Mash D. C., Druid H., Frisen J. Dynamics of hippocampal neurogenesis in adult humans // Cell. - 2013. - Vol. 153, № 6. - P. 1219-27.

114. Sanai N., Tramontin A. D., Quinones-Hinojosa A., Barbara N. M., Gupta N., Kunwar S., Lawton M. T., McDermott M. W., Parsa A. T., Manuel-Garcia Verdugo J., Berger M. S., Alvarez-Buylla A. Unique astrocyte ribbon in adult human brain contains neural stem cells but lacks chain migration // Nature. - 2004. - Vol. 427, № 6976. - P. 740-4.

115. Sanai N., Nguyen T., Ihrie R. A., Mirzadeh Z., Tsai H. H., Wong M., Gupta N., Berger M. S., Huang E., Garcia-Verdugo J. M., Rowitch D. H., Alvarez-Buylla A. Corridors of migrating neurons in the human brain and their decline during infancy // Nature. - 2011. - Vol. 478, № 7369. - P. 382-6.

116. Curtis M. A., Kam M., Nannmark U., Anderson M. F., Axell M. Z., Wikkelso C., Holtas S., van Roon-Mom W. M., Bjork-Eriksson T., Nordborg C., Frisen J., Dragunow M., Faull R. L., Eriksson P. S. Human neuroblasts migrate to the olfactory bulb via a lateral ventricular extension // Science. - 2007. - Vol. 315, № 5816. - P. 1243-9.

117. Wang C., Liu F., Liu Y. Y., Zhao C. H., You Y., Wang L., Zhang J., Wei B., Ma T., Zhang Q., Zhang Y., Chen R., Song H., Yang Z. Identification and characterization of neuroblasts in the subventricular zone and rostral migratory stream of the adult human brain // Cell Res. - 2011. -Vol. 21, № 11.-P. 1534-50.

118. Mamedov I., Batrak A., Buzdin A., Arzumanyan E., Lebedev Y., Sverdlov E. D. Genome-wide comparison of differences in the integration sites of interspersed repeats between closely related genomes // Nucleic Acids Res. - 2002. - Vol. 30, № 14. - P. e71.

119. Kurnosov A. A., Ustyugova S. V., Nazarov V. I., Minervina A. A., Komkov A. Y., Shugay M., Pogorelyy M. V., Khodosevich K. V., Mamedov I. Z., Lebedev Y. B. The evidence for increased 11 activity in the site of human adult brain neurogenesis // PLoS One. - 2015. - Vol. 10,№2.-P. eOl 17854.

120. Langmead B., Salzberg S. L. Fast gapped-read alignment with Bowtie 2 // Nat Methods. -2012. - Vol. 9, № 4. - P. 357-9.

121. Kurnosov A. A., Ustiugova S. V., Pogorelyi M. V., Komkov A., Bolotin D. A., Khodosevich K. V., Mamedov I. Z., Lebedev Iu B. [A novel approach to identification of somatic retroelements' insertions in human genome] // Bioorg Khim. - 2013. - Vol. 39, № 4. -P. 466-76.

122. Wang J., Song L., Grover D., Azrak S., Batzer M. A., Liang P. dbRIP: a highly integrated database of retrotransposon insertion polymorphisms in humans // Hum Mutat. - 2006. - Vol. 27, №4.-P. 323-9.

123. Carmell M. A., Girard A., van de Kant H. J., Bourc'his D., Bestor T. H., de Rooij D. G., Hannon G. J. MIWI2 is essential for spermatogenesis and repression of transposons in the mouse male germline // Dev Cell. - 2007. - Vol. 12, № 4. - P. 503-14.

124. Aravin A. A., Sachidanandam R., Girard A., Fejes-Toth K., Hannon G. J. Developmentally regulated piRNA clusters implicate MILI in transposon control // Science. - 2007. - Vol. 316, № 5825.-P. 744-7.

125. Medstrand P., van de Lagemaat L. N., Mager D. L. Retroelement distributions in the human genome: variations associated with age and proximity to genes // Genome Res. - 2002. - Vol. 12, № 10.-P. 1483-95.

126. Wheelan S. J., Aizawa Y., Han J. S., Boeke J. D. Gene-breaking: a new paradigm for human retrotransposon-mediated gene evolution // Genome Res. - 2005. - Vol. 15, № 8. - P. 1073-8.

127. Langmead B., Trapnell C., Pop M., Salzberg S. L. Ultrafast and memory-efficient alignment of short DNA sequences to the human genome // Genome Biol. - 2009. - Vol. 10, № 3.-P. R25.

128. Giardine B., Riemer C., Hardison R. C., Burhans R., Elnitski L., Shah P., Zhang Y., Blankenberg D., Albert I., Taylor J., Miller W., Kent W. J., Nekrutenko A. Galaxy: a platform for interactive large-scale genome analysis // Genome Res. - 2005. - Vol. 15, № 10. - P. 1451-5.

129. Blankenberg D., Von Küster G., Coraor N., Ananda G., Lazarus R., Mangan M., Nekrutenko A., Taylor J. Galaxy: a web-based genome analysis tool for experimentalists // Curr Protoc Mol Biol. - 2010. - Vol. Chapter 19. - P. Unit 19 10 1-21.

130. Goecks J., Nekrutenko A., Taylor J. Galaxy: a comprehensive approach for supporting accessible, reproducible, and transparent computational research in the life sciences // Genome Biol.-2010.-Vol. 11, №8.-P. R86.