Анализ транскрипции ретротранспозонов группы gypsy в линиях Drosophila melanogaster, мутантных по локусу flamenco тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат наук Урусов, Феликс Анатольевич

• Урусов, Феликс Анатольевич
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Урусов, Феликс Анатольевич

2.5 Синтез кДНК

2.6 Полимеразная цепная реакция в режиме реального времени

2.7 Полимеразная цепная реакция

2.8 Электрофоретический анализ нуклеиновых кислот в агарозном геле

2.9 Вычитающая гибридизация (ВГ)

2.10 Секвенирование ДНК

2

2.11 Биоинформатический анализ

3. Результаты и обсуждение

3.1. Исследование экспрессии на уровне транскрипции МГЭ группы gypsy в линиях MS и SS

3.2. Структурно-функциональный анализ МГЭ Tirant в линиях, мутантных по локусу flamenco

3.2.1. Исследование транскрипции МГЭ Tirant

3.2.2. Анализ 5'-нетранслируемой области Tirant

3.2.3. Исследование транспозиционной активности Tirant

3.2.4. Скрещивание изогенных линий 7KW1 и 7К(1), анализ экспрессии Tirant у потомства

3.3. Гибридологический и молекулярный анализ взаимодействия flamenco и piwi

л

3.3.1. Скрещивание линий MS и SS с линией piwi

3.3.2. Индивидуальные скрещивания линии S S с piwi

3.3.3. Анализ экспрессии ретротранспозона gypsy в яичниках гибридов первого поколения

3.3.4. Экспрессия gypsy в семенниках гибридов первого поколения

3.3.5. Анализ экспрессии ретротранспозона Ideflx в семенниках гибридов первого поколения

Заключение

Благодарности

Список литературы

Приложение

DEPC - diethylpyrocarbonate

LINE - long interspersed nuclear elements

SINE - short interspersed nuclear elements

ДКП - длинные концевые повторы

МГЭ - мобильные генетические элементы

HEPES - 4-(2-hydroxyethyl)-l-piperazineethanesulfonic acid

EDTA - ethylenediaminetetraacetic acid

ВГ - вычитающая гибридизация

OPC - открытая рамка считывания

РНК - рибонуклеиновая кислота

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота

piPHK - PlWI-interacting РНК

ПЦР - полимеразная цепная реакция

Piwi - P-element induced wimpy testis

MS - mutator strain

SS - stable strain

кДНК - комплементарная ДНК тыс. - тысяча п.н. - пары нуклеотидов Grp - gag related protein

МДГ - мобильный диспергированный элемент ОТ - обратная транскриптаза/обратная транскрпиция тРНК - траснпортная РНК РНКи - РНК-интреференция miPHK - microPHK

RISC - RNA-induced silencing complex АТФ - аденозинтрифосфат siPHK- short interferring РНК

PAZ - Piwi Argonaut Zwille

Aub - Aubergine

Ago3 - Argonaute3

мРНК - матричная РНК

sDMA - symmetric dimethylarginine

dFMRP - fragile X mental retardation protein

Osk - Oskar

DCR-1 - Dicer-1

ГСК - терминальных стволовых клеток Chk2 - checkpoint kinase2 Hpl - heterochromatin protein 1 kb - kilobase

COM- Center Organisant la Mobilization

Inr-DPE - initiator element, downstream promoter element

Pol II - полимераза II

Ci - Cubitus interruptus

Su(Ste )- Supressor of Stellate

см - сантиметр

мг - миллиграмм

U-unit

мкл - микролитр мл - миллилитр мин - минута

об/мин - оборотов в минуту мкг - микрограмм мМ - миллимоль нг - нанограмм мкМ - микромоль

BLAST - basic local alignment search tool

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Анализ транскрипции ретротранспозонов группы gypsy в линиях Drosophila melanogaster, мутантных по локусу flamenco»

Введение

Мобильные генетические элементы (МГЭ) — обязательная составляющая генома всех эукариотических организмов. Перемещения МГЭ вызывают повышенный уровень инсерционного мутагенеза, что приводит к геномной нестабильности, которую можно рассматривать как движущий фактор эволюционного процесса. С другой стороны, геномная нестабильность часто приводит к негативным последствиям для организма. Именно поэтому возникли механизмы, ограничивающие транспозиционную активность МГЭ. Так, например, уже достаточно давно у D. meîanogaster известен локус flamenco, контролирующий транспозиции МГЭ gypsy [Prud'homme et al., 1995]. В последнее время этому локусу уделяется повышенное внимание [Zanni et al., 2013; Goriaux et al., 2014b]. Удалось установить, что локус flamenco состоит из дефектных копий МГЭ и является источником коротких антисмысловых РНК особого класса — piPHK [Brennecke et al., 2007], которые участвуют в сайленсенге МГЭ. Таким образом, flamenco осуществляет контроль транспозиции по механизму РНК-интерференции. В настоящее время интенсивно исследуются механизмы функционирования piPHK-системы [Czech et al., 2013; Muerdter et al., 2013]. По-видимому, роль данного класса коротких РНК у разных организмов может быть значительно шире и не ограничиваться контролем активности МГЭ [Landry et al, 2013; Ross et al., 2014].

Известны линии D. meîanogaster, мутантные по локусу flamenco. В нашей лаборатории такими линиями являются MS и S S, изогенные по происхождению [Kim et al., 1994а]. Нестабильность МГЭ gypsy проявляется только в MS, поскольку только в этой линии есть активные копии данного ретротранспозона. Несмотря на то, что эти две линии были описаны уже достаточно давно, молекулярные причины наблюдаемого мутантного фенотипа не известны вплоть до настоящего времени. Мы предложили, что мутантный фенотип может быть обусловлен нарушениями не только в локусе flamenco, но и в других генах, взаимодействующих с ним. В работе обсуждается возможная роль гена piwi в

формировании мутаного фенотипа в MS и SS.

6

В геноме дрозофилы, кроме уже упомянутого gypsy, обнаружены родственные ему ретротранспозоны, которые объединены в одноименную систематическую группу - gypsy [Nefedova, Kim, 2009]. Данные ретротранспозоны сходны по структуре с ретровирусами, при этом для gypsy инфекционные свойства и способность к горизонтальному переносу были показаны экспериментально [Kim et al., 1994Ь]. Поэтому изучение механизмов ограничения активности таких элементов генома является актуальным. Хорошей модельной системой для изучения вышеуказанных процессов могут являться линии MS и SS. На данный момент актуальны два вопроса: 1) Приводит ли мутантный фенотип в линиях MS и SS к нарушению регуляции других МГЭ или является специфичным только для gypsy? Иными словами, пригодны или нет эти линии для изучения контроля родственных gypsy элементов? 2) Какова молекулярная природа нарушений в этих линиях, и связаны ли нарушения с функционированием системы piPHK? Ответить на эти вопросы позволит анализ экспрессии ретротранспозонов группы gypsy в линиях MS и SS.

Цель данной работы - анализ транскрипции ретротранспозонов группы gypsy для исследования причин генетической нестабильности в линиях Drosophila melanogaster, мутантных по локусу flamenco.

Были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать экспрессию на уровне транскрипции ретротранспозонов группы gypsy в линиях MS и SS, мутантных по локусу flamenco.

2. Провести анализ экспрессии ретротранспозона Tirant в линии MS, различных отводках линии SS и у гибридов, полученных от скрещивания отводок 7KW1 и 7К(1) между собой.

3. Методом вычитающей гибридизации определить, способны ли перемещаться копии элемента Tirant, присутствующие в геноме изучаемых линий.

4. Провести структурный анализ 5'-нетранслируемой области Tirant.

5. Осуществить скрещивания линий MS и S S с линией piwi3, гетерозиготной по мутации в гене piwi. Проанализировать уровень экспрессии gypsy в яичниках и семенниках гибридов и исходных родительских линий методом ПЦР в реальном времени. Проанализировать уровень экспрессии элемента Idefix в семенниках гибридов и исходных родительских линий.

Научная новизна и практическая значимость работы.

Впервые было показано, что ретротранспозоны rover, 17,6, 297, Idefix, Quasimodo, Transpac, Tirant, gypsy, springer, opus, принадлежащие одной систематической группе — gypsy, экспрессируются на уровне РНК в линиях MS и SS, следовательно, данные линии пригодны для дальнейших исследований механизмов контроля вышеуказанных МГЭ. Впервые показано, что транскрипция ретротранспозонов rover, 17,6, 297, Idefix, Quasimodo, Transpac, Tirant, gypsy, springer, opus контролируется локусом flamenco.

Для МГЭ Tirant впервые показан гетерогенный характер транскрипции в изогенных отводках линии SS. Впервые в изогенных отводках линии SS обнаружены структурные различия нетранслируемой области Tirant. Впервые обнаружена способность Tirant к транспозиции в линиях MS и SS.

Впервые было показано, что генетические дефекты в линиях MS и SS не связаны с нарушением функции гена piwi, однако связь с функционированием piPHK системы интерференции имеется, обсуждаемые дефекты являются Piwi-зависимыми. Впервые предложен новый способ детекции мутантного фенотипа flamenco в линиях MS и SS, основанный на анализе экспрессии gypsy в

с* • • 3

семенниках гибридов, полученных от скрещивания линий MS и SS с линией piwi . В дальнейших исследованиях генетических дефектов линий MS и SS, можно успешно применять вышеуказанный способ детекции фенотипа flamenco. Впервые в результате анализа литературных данных и биоинформатических онлайн ресурсов выявлены новые гены-кандидаты, мутации в которых потенциально могут обуславливать мутантный фенотип в SS и MS.

Личное участие автора. Работа выполнена лично автором. Поставленные задачи решены с применением современных методов генетики и молекулярной биологии. Выводы сделаны на основании собственных оригинальных данных.

Апробация работы. Работа прошла апробацию на Международной конференции «Спорт: медицина, генетика, физиология, биохимия, педагогика, психология» (Уфа, 2011), на Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2012» (Москва, 2012), семинарах лаборатории генетики животных и заседаниях кафедры генетики биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 печатных работ, из них статей в журналах, соответствующих Перечню ВАК — 3, тезисов докладов и материалов конференций - 3.

1. Ретротранспозоны дрозофилы и механизмы регуляции их активности

(обзор литературы)

1.1 Общие представления о мобильных генетических элементах (МГЭ)

Мобильные генетические элементы (МГЭ) - это последовательности ДНК, способные менять своё место положения в пределах генома. Это так называемая «подвижная ДНК» [Хесин, 1984]. У большинства изученных организмов данные последовательности составляют значительную часть генома. Множественность в геноме - характерное свойство МГЭ.

Способность МГЭ к транспозиции обеспечивается структурой данных дискретных участков генома. Чаще всего весь необходимый ферментативный аппарат, обеспечивающий транспозицию, закодирован в структуре МГЭ. Выделяют 2 больших класса МГЭ по механизму их перемещения. Оно может осуществляться следующими способами:

1. Путем вырезания последовательности мобильного элемента из одного участка генома с последующим встраиванием в другой сайт. Такой механизм характерен для ДНК-транспозонов. Транспозаза - ключевой фермент, осуществляющий процессы перемещения по механизму вырезания/встраивания.

2. Через РНК-интермедиат. Сначала встроенная в геном копия МГЭ транскрибируется, затем с помощью обратной транскриптазы с образованной РНК считывается кДНК. Завершающим этапом перемещения является интеграция в новый участок генома полученной кДНК-копии элемента. В связи с наличием в процессе перемещения стадии обратной транскрипции такие МГЭ называют рэтроэлементами. При таком способе перемещения, число копий ретроэлементов в геноме может возрастать, поскольку исходная копия не вырезается, а остается в том же самом сайте.

Увеличение числа копий может наблюдаться и у ДНК-транспозонов, однако в этом случае оно происходит за счет таких фундаментальных процессов как репликация и рекомбинация.

Еще одно важное свойство, характеризующее мобильные элементы, - это автономность, то есть способность конкретной копии МГЭ перемещаться самостоятельно, независимо от других мобильных элементов. Известно, что отдельные копии как ДНК-транспозонов, так и ретроэлементов, не способны перемещаться самостоятельно, в связи с тем, что имеют в своей структуре мутации, препятствующие транспозиции. Эти МГЭ являются неавтономными. Неавтономные элементы способны перемещаться с помощью автономных копий, используя их функциональный ферментный аппарат. Alu-повторы в геноме человека, инсерции которых в тот или иной ген часто имеют определенные последствия для его функции, можно отнести к неавтономным элементам [Cordaux, Batzer, 2009].

МГЭ - это паразитические последовательности, и, перемещаясь по геному, они существенно влияют на генетический материал хозяина. Существует точка зрения, что сложная регуляция экспрессии генов эукариотических организмов и даже их интрон-экзонная структура возникли как способ защиты от активности МГЭ [Madhani, 2013]. Предполагается, что благодаря этим усложнениям, системы защиты могли отличать генетический материал МГЭ от собственной ДНК/РНК.

Часто транспозиция в область того или иного гена изменяет его структуру и сопровождается конкретным фенотипическим проявлением. Стоит отметить, что именно благодаря фенотипическим последствиям транспозиции Барбарой Мак Клинток было впервые высказано предположение о существовании МГЭ [McClintock, 1953]. Известны примеры открытия новых, ранее неизвестных элементов, в результате анализа причин того или иного фенотипа и в молекулярную эру генетики. Так, например, у дрозофилы молекулярный анализ ревертантов по гену white выявил, что причина реверсии фенотипа — инсерция примерно в 7 тыс. п.н. в районе данного гена. Этой инсерцией оказался элемент ZAM [Leblanc et al., 1997]. В настоящее время современные методы анализа генома позволяют относительно просто идентифицировать новые МГЭ [Kaminker et al., 2002].

В литературе имеется большое количество данных о влиянии МГЭ на функцию конкретных генов. Часто в составе мобильных элементов имеются различные регуляторные последовательности, такие как энхансеры, инсуляторы, сигналы полиаденилирования, сигналы терминации, сайты сплайсинга и др. Все эти последовательности могут оказать значительное влияние на функцию гена, вблизи или внутрь которого произошла инсерция МГЭ. Предпринимаются попытки систематизировать данные о влиянии МГЭ на хозяйские гены путем создания удобных для пользования онлайн-ресурсов [Rebollo et al., 2012].

Отметим, что часто транспозиция несет отрицательные последствия, особенно когда этот процесс неконтролируемый. В процессе эволюции выработались механизмы, ограничивающие активность МГЭ. Если они будут нарушены, то такие особи будут демонстрировать высокий уровень мутационной изменчивости, обусловленной перемещением МГЭ. Такие линии имеются у дрозофилы [Kim et al., 1994а].

МГЭ играют важную роль в формировании генетической изменчивости, и, следовательно, их можно рассматривать как один из факторов, обеспечивающих эволюционный процесс. Известны примеры молекулярной доместикации — процесса, при котором определенные последовательности МГЭ обретают новые функции в геноме хозяина. Доместикации могут подвергаться отдельные регуляторные элементы или даже целые ОРС. В нашей лаборатории у дрозофилы идентифицирован ген Grp, его продукт имеет гомологию с первой ОРС ретротранспозона gypsy. Предполагается, что данный ген участвует в противовирусном иммунитете [Nefedova et al., 2014]. Ретроэлементы НЕТ-А и TART участвуют в поддержании теломер у дрозофилы [Pardue et al., 2003]. Эта уникальная функция МГЭ известна только у дрозофилы. Есть примеры участия МГЭ в репарационных процессах ДНК у дрожжей [Moore, Haber, 1996].

Учитывая сказанное выше, можно заключить, что МГЭ неотъемлемая составляющая генома. Их не всегда можно рассматривать только как паразитические последовательности.

1.2 Класс ДНК-транспозонов

ДНК-транспозоны - это класс МГЭ, перемещающихся по механизму вырезания/встраивания. У дрозофилы в качестве примера можно привести Р-элемент [O'Hare, Rubin, 1983]. Данный МГЭ имеет размер 2900 п.н. и фланкирован двумя инвертированными повторами (рис. 1). Внутренняя часть кодирует транспозазу - ключевой фермент, обеспечивающий транспозицию, который имеет сродство к инвертированным повторам.

Отметим, что именно на основе Р-элемента в 1982 году был сконструирован вектор для трансгенеза, которым успешно пользуются и в настоящее время [Rubin, Spradling, 1982].

5' IIК11 ш'^оро""« З'ПКП

Рис. 1. Схема строения ДНК-транспозонов. ИКП — инвертированный концевой повтор, ОРС - открытая рамка считывания.

1.3 Класс ретроэлементов

Ретроэлементы - МГЭ, способные перемещаться по геному с помощью обратной транскрипции [Coffin et al., 1997]. Ретроэлементы подразделяются на LINE-ретротранспозоны (Long Interspersed Nuclear Elements) и ретротранспозоны с длинными концевыми повторами - ДКП-ретротранспозоны.

В структуруре LINE-элементов концевые повторы отсутствуют. Такие элементы имеют внутренний промотор РНК-полимеразы II и две открытые рамки считывания (ОРС). ОРС1 кодирует белок, способный связываться РНК ретротранспозона, ОРС2 кодирует обратную транскриптазу.

Неавтономные LINE-элементы именуются SINE (Short Interspersed Nuclear Elements). Яркий пример SINE-последовательностей - Alu-повторы в геноме млекопитающих [Cordaux, Batzer, 2009].

ДКП-ретротранспозоны имеют высокую степень сходства с ретровирусами (рис. 2). Наиболее изученным на данный момент является gypsy, ранее он был известен как МДГ4 (МДГ - мобильный диспергированный элемент). Сходство структуры позволяет заключить, что ДКП-ретротранспозоны и ретровирусы имеют общее происхождение. Рассматриваются две версии происхождения: 1) ретровирусы произошли от ретротранпозонов путем захвата необходимых инфекционных факторов (например, рамки Env) от других вирусов или из генома хозяина [Nefedova, Kim, 2007а]. 2) ретротранспозоны - это деградированные ретровирусы, утратившие инфекционные свойства [Nefedova, Kim, 2007Ь]. Обе гипотезы имеют право на существование. Так же не исключено, что оба процесса происходили одновременно как независимые эволюционные события.

В структуре ретротранспозонов есть три открытые рамки считывания (ОРС) - gag, pol, env и два идентичных прямых ДКП, расположенных на концах элемента (рис. 2). ДКП на 5' конце содержит промотор элемента. Данный повтор не полностью попадает в состав геномной РНК. Его последовательность будет восстановлена за счет ДКП на 3' конце в процессе обратной транскрипции, после чего кДНК - копия элемента с идентичными ДКП на концах интегрируется в геном [Coffin et al., 1997]. Идентичность ДКП - это признак того, что копия элемента является активной.

Если у ДКП-ретротранспозона имеются все три функциональные ОРС, то, гипотетически, такой МГЭ не просто способен перемещаться по геному в пределах одной клетки, но и заражать другие клетки, и, следовательно, являться ретровирусом. Именно это свойство было показано для gypsy [Kim et al., 1994b], a затем и для другого родственного gypsy элемента - ZAM [Leblanc et al., 2000]. Их относят к эндогенным ретровирусам беспозвоночных - эррантивирусам.

Если применять только структурный подход для анализа ДКП-ретротранспозонов и ретровирусов, то сложно провести между ними четкую грань. Отличия можно заметить лишь на функциональном уровне: только ретровирусы способны инфицировать другие клетки, ретротранспозоны — нет,

несмотря на то, что организованы они сходным образом.

14

В этой связи отметим, что в одних популяциях/линиях дрозофилы один и тот же элемент может существовать в форме ретровируса, в других - в форме ретротранспозона, если по каким-то причинам способность к образованию вирусных частиц утрачена. Безусловно, ретровирусную форму следует считать наиболее опасной для организма-хозяина. С активностью ретровируса gypsy у дрозофилы связаны различные негативные эффекты, в том числе снижение репродуктивной способности и уменьшение продолжительности жизни особей-носителей вируса [Romanova et al., 2000; Букреева, Урусов, 2012]. Недавно было показано, что активность gypsy может быть ограничена присутвием эндосимбионтов - бактерий рода вольбахия, которые, так же как и gypsy, распространяются через терминальные ткани [Touret et al., 2014]. Приведенные примеры говорят о существовании взаимодействия между организмом хозяина, эндогенными ретровирусами и бактериальными эндосимбионтами.

Далее подробнее рассмотрим, каким образом устроены ретровирусы и ретротранспозоны. На рис.2 представлена схема трехрамочного и двухрамочного ретротранспозонов. Гипотетическим ретровирусом могут являться только трехрамочные ретротранспозоны, поскольку именно ОРСЗ кодирует белок ENV, ответственный за инфекционные свойства, и определяющий тропизм вируса, то есть способность заражать строго определенные клетки, обеспечивая взаимодействие вирусных частиц с поверхностными клеточными рецепторами [Song et al., 1994; Pelisson et al., 2002]. Двухрамочные ретротранспозоны существуют только в форме МГЭ.

Рамка gag у ретровирусов кодирует белок капсида. У ретротранспозонов

белки данной рамки тоже имеют функциональное значение, поскольку известен

процесс формирования вирусоподобных частиц в их жизненном цикле [Gorelova

et al., 1989; Haoudi et al., 1995]. Рамка pol кодирует следующие ферменты:

протеазу, обратную транскриптазу (ОТ), РНКазу Н и интегразу. Протеаза

необходима для процессинга полипептида-предшественника, который

считывается с единого транскрипта рамок gag и pol. Трансляция РНК происходит

со сдвигом рибосомы на один шаг назад (фреймшифт). В результате

15

синтезируется Gag-pol - полипептид. В результате автокаталитического расщепления образуются белки рамки pol, обладающие вышеуказанными активностями, и белковый продукт Gag.

5'ДКП I

9а9

-OPC1I

pol

env

ОРС2

|||1И ................ 11' '|ОРСЗ

ЗДКП|

5'ДКП

Рис. 2. Строение ретротранспозонов с длинными концевыми повторами (ДКП). Приведена схема ретротранспозонов с двумя и тремя открытыми рамками считывания (ОРС).

Обратная транскриптаза осуществляет синтез кДНК, и таким образом является ключевым ферментом транспозиции. В качестве затравки для обратной транскрипции выступает тРНК. В области, прилегающей к 5'-ДКП находится сайт связывания с тРНК [Coffin et al., 1997]. В аминокислотной последовательности ОТ имеются консервативные участки. В связи с этим анализ последовательностей ОТ используется в филогенетическом анализе ретротранспозонов.

Функция РНКазы Н - удаление РЖ из гибридной молекулы РНК/кДНК, которая образуется при обратной транскрипции, после чего ОТ достраивает втроую цепь кДНК.

Интеграза - фермент, осуществляющий встраивание полученной в результате обратной транскрипции ДНК копии ретротранспозона в геном. Интеграза обладает способностью взаимодействовать с ДКП и сайтом интерграции для реализации своей функции [Heuer et al., 1997]. У разных МГЭ имеются так называемые интеграционные предпочтения. К примеру, для ретротранспозона/ретровируса gypsy, уже давно описан сайт, куда он интегрируется с высокой частотой. Это ген ovo [Mevel-Ninio et al., 1989]. В

16

настоящее время интеграционные предпочтения известны для многих ретроэлементов [Nefedova et al., 2011]. Это свойство важно принимать во внимание при создании ретровирусных векторов для трансгенеза.

Сразу после 5'-ДКП следует нетранслируемая область. Часто в ней располагаются различные регуляторные элементы. Так, у ретротранспозона gypsy здесь расположен энхансер. Энхансер gypsy также является инсулятором [Gdula et al., 1996]. Есть примеры применения регуляторных последовательностей МГЭ в практической области - биотехнологии. Так, инсуляторная последовательность gypsy была внедрена в вектор для трансгенеза растений с целью стабилизировать его экспрессию [She et al., 2010]. Подобные примеры свидетельствуют о том, что изучение МГЭ имеет значение не только с фундаментальной, но и с практической точки зрения.

1.4 Ретротранспозоны группы gypsy D. melanogaster

Ретротранспозон/ретровирус gypsy является наиболее изученным. Однако в геноме D. melanogaster с помощью биоинформатического анализа, помимо самого gypsy, обнаружены родственные ему элементы [Kaminker et al., 2002]. Их филогенетические отношения установлены, и все они отнесены к одноименной группе - gypsy [Nefedova, Kim, 2009]. Выделяют еще две группы ретротранспозонов дрозофилы - BEL и copia, которые, как и группа gypsy, именуются так по названию наиболее изученных представителей. Данные группы были сформированы на основании сравнительного анализа консервативного домена обратной транскриптазы.

Самая многочисленная группа - gypsy (рис. 3). Содержит 27 элементов, в то время как группы BEL и copia - по 5 и 4 элемента, соответственно. Структура элементов группы gypsy вариабельна, число ОРС может быть разным. На этом основании в составе группы gypsy выделяют три подгруппы (обозначены I, II и III на рис. 3):

1) Подгруппа III включает в себя элементы с одной ОРС, кодирующей полипептид gag-poh micropia, blastopia, mdg и Invader.

2) Элементы подгруппы II -412, Blood, mdgl, Stalker, Tabor содержат две перекрывающиеся ОРС.

3) Элементы подгруппы I -gypsy, ТАМ, Idefix, Tirant, Quasimodo, nomad, 17.6, 297, rover, springer, gtwin содержат третью ОРС, кодирующую белок Env, который может обеспечивать

инфекционные свойства указанных элементов. Поэтому считается, что МГЭ данной подгруппы есть наиболее сложноорганизованные ретроэлементы дрозофилы со структурной и функциональной точек зрения. В эту подгруппу также входят двухрамочные элементы McClintock, qbert, HMS-Beagle и Burdock. Подгруппу I можно выделить три более мелких подгруппы: gypsy, ТАМ и Idefix. Интересно, что МГЭ Transpac не входит ни в одну из этих малых подгрупп, несмотря на то, что принадлежит к подгруппе I. Неоднородность состава группы gypsy и её многочисленность могут свидетельствовать о том, что эта группа не является древними вырожденными МГЭ, утратившими способность к транспозиции, а, напротив, в данный момент они активно перемещаются, вследствие чего демонстрируют высокий уровень изменчивости.

412 ,btood\

md31 } II Stalker J Tabor J

Рис. 3. Филогенетическое древо ДКП-ретротранспозонов группы gypsy D. melanogaster [Nefedova, Kim, 2009].

Таким образом, данная группа МГЭ дрозофилы представляет наибольший интерес для исследований молекулярных механизмов ограничения активности мобильных элементов. Аналогичные МГЭ есть не только у дрозофилы, но и у других организмов. Поэтому исследования на дрозофиле имеют огромное фундаментальное значение.

1.5 Общие представления об РНК-интерфренции В этом разделе рассмотрим, как функционирует РНК-интерференция (РНКи), которую принято считать основным механизмом, контролирующим различные по своей природе МГЭ.

Под РНК-интерференцией в настоящее время понимают несколько различных независимых путей регуляции экспрессии генов, при этом каждый из них опосредован короткими РНК, антисмысловыми по отношению к регулируемой мишени.

Первоначально РНК-интерференция рассматривалась как механизм защиты от РНК вирусов [Ding, Voinnet, 2007]. Однако вскоре стало ясно, роль РНКи намного шире. Установлено, к примеру, что определенный класс коротких РНК — miPHK, принимает участие в контроле очень многих процессов, начиная с регуляции процессов индивидуального развития на ранних стадиях развития, и заканчивая регуляции жизнедеятельности на молекулярном уровне на протяжении всего онтогенеза.

Процесс РНК-интерференции в общем виде выглядит следующим образом:

- процессинг РНК-предшественника до коротких фрагментов 20-30 п.н.;

- «загрузка» коротких антисмысловых РНК в комплекс RISC (RNA-induced silencing complex), его сборка;

- активация комплекса RISC с помощью АТФ;

- деградация РНК-мишени, блокировка её трансляции — способы регуляции на посттранскрипционном уровне. Возможна регуляция и на уровне транскрипции, например путем внесения различных модификаций в структуре хроматина.

Главным «действующим лицом» РНКи является эффекторный комплекс

RISC, в составе которого функционируют белки семейства Argonaute [Tang et al.,

2005]. Данные белки непосредственно связываются с малыми антисмысловыми

молекулами РНК и используют их для узнавания и деградации РНК-мишени.

Функцию связывания малых РНК осуществляет PAZ домен, входящий в состав

белков Argonaute, деградация РНК осуществляется PIWI доменом, имеющим

сходство с РНКазой H [Carmell et al., 2002].

Существует 3 основных класса малых РНК, принимающие участие в

регуляции экспрессии генов с помощью РНКи: siPHK, miPHK и piPHK. Каждый

из классов указанных РНК продуцируется различными белками и имеет ряд

отличительных особенностей. К примеру, у дрозофилы известны две независимых

РНКазы III типа - Dicer-1 и Dicer-2, которые первыми вступают в

процессирование РНК-предшественника. Dicer-1 участвует в процессе

образования miPHK у Drosophila, a Dicer-2 - в процессе образования молекул

другого класса - siPHK [Lee et al., 2004]. Биогенез piPHK происходит Dicer-

независимо. Также разные пути отличаются функционально и имеют различные

источники антисмыслового РНК-предшественника.

miPHK принимают участие в регуляции многих клеточных генов и

следовательно, имеют крайне важное значение в функционировании генома

[Ambros, 2004]. Локусы miPHK чаще всего располагаются в интронах других

генов. Молекулы данного типа участвуют в регуляции множества генов, на

протяжении всего онтогенеза. Пролиферация, дифференцировка различных типов

клеток, апоптоз, эмбриональное развитие — все это далеко не полный список

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Урусов, Феликс Анатольевич, 2015 год

Список литературы

1. Букреева Д.С., Урусов Ф.А. Актуальные проблемы экологической генетики: влияние гена flamenco на продолжительность жизни Drosophila melanogaster. Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и природопользования», Москва, издательство РУДН, 2012, с. 108-114.

2. Нефедова JI.H., Урусов Ф.А., Романова H.H., Ким А.И. Исследование транскрипционной и транспозиционной активности ретротранспозона Tirant в линиях Drosophila melanogaster SS, мутантных по гену flamenco II Генетика. 2012. 48(11): 1271-1279.

3. Оловников И.А., Калмыкова А.И. piPHK кластеры как основной источник коротких РНК в терминальных тканях животных //2013. Биохимия. Т. 78(6). С. 747 - 762.

4. Урусов Ф.А., Нефедова J1.H., Ким А.И. Анализ ткане- и стадиеспецифичности транскрипции ретротранспозонов группы gypsy у Drosophila melanogaster // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2011. 15(2):283-288.

5. Урусов Ф.А., Нефедова Л.Н., Лавренов А.Р., Романова Н.И., Ким А.И. Генетический и молекулярный анализ комплементации локусов flamenco и piwi у Drosophila // Вавиловский журнал генетики и селекции. 2013. 17(3):381-389.

6. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. Наука. М.. 1984. 472 С.

7. Akkouche A., Rebollo R., Burlet N., Esnault С., Martinez S., Viginier В., Terzian С., Vieira С., Fablet M. Tirant, a newly discovered active endogenous retrovirus in Drosophila simulans // Journal of Virology. 2012. V.86(7). P. 3675-81.

8. Ambros V. The functions of animal microRNAs // Nature. 2004. V. 431(7006). P.350-5.

9. Anand A., Kai T. The tudor domain protein kumo is required to assemble the nuage and to generate g ermline piRNAs in Drosophila / / 2012. The EMBO Journal. V. 31(4). P. 870-82.

10.Aravin A. A., Sachidanandam R., Bourc'his D., Schaefer C., Pezic D., Fejes-Toth K., Bestor T., Hannon, G. J. A piRNA pathway primed by individual transposons is linked to de novo DNA methylation in mice I I 2008. Molecular Cell. V. 31(6). P. 785-99.

11.Aravin A. A., Sachidanandam R., Girard A., Fejes-Toth K., Hannon G. J. Developmentally regulated piRNA clusters implicate MILI in transposon control //2007. Science. V. 316(5825). P. 744-7.

12.Aravin A., Gaidatzis D., Pfeffer S., Lagos-Quintana M., Landgraf P., Iovino N., Morris P., Brownstein M. J., Kuramochi-Miyagawa S., Nakano T., Chien M.,. Russo J.J., Ju J., Sheridan R., Sander C., Zavolan M., Tuschl T. A novel class of small RNAs bind to MILI protein in mouse testes // 2006. Nature. V. 442(7099). P. 203-7.

13.Baldrich E., Dimitri P., Desset S., Leblanc P., Codipietro D., Vaury C. Genomic distribution of the retrovirus-like element ZAM in Drosophila II 1997. Genetica. V. 100. P. 131-140.

14.Brennecke J., Aravin A. A., Stark A., Dus M., Kellis M., Sachidanandam R., Hannon G. J. Discrete small RNA-generating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila 112007. Cell. V. 128(6). P. 1089-103.

15.Brennecke J., Malone C. D., Aravin A. A., Sachidanandam R., Stark A., Hannon G. J. An epigenetic role for maternally inherited piRNAs in transposon silencing //2008. Science. V. 322(5906). P. 1387-1392.

16.Brower-Toland B., Findley S. D., Jiang L., Liu L., Yin H., Dus M., Pei Zhou, Elgin Sarah C.R., Lin, H. Drosophila PIWI associates with chromatin and interacts directly with HP la // 2007. Genes & Development. V. 21. P. 23002311.

17.Carmell M. A., Xuan Z., Zhang M. Q., Hannon G. J. The Argonaute family: tentacles that reach into RNAi, developmental control, stem cell maintenance, and tumorigenesis // Genes & Development. 2002. V. 16(21). P.2733^2.

18.Chen D., McKearin D. Dpp signaling silences bam transcription directly to establish asymmetric divisions of germline stem cells // 2003. Current Biology. V. 13(20). P. 1786-1791.

19.Coffin J.M., Hughes S.H., Varmus H.E. Retroviruses // 1997. Cold Spring Harbor Laboratory Press (NY). 843 P.

20.Cordaux R., Batzer M. A. The impact of retrotransposons on human genome evolution // 2009. Nat Rev Genet. V. 10(10). P. 691-703.

21.Cox D. N., Chao A., Baker J., Chang L., Qiao D., Lin H. A novel class of evolutionarily conserved genes defined by piwi are essential for stem cell self-renewal // 1998. Genes & Development. V. 12(23). P. 3715-3727.

22.Cox D. N., Chao A., Lin, H. Piwi encodes a nucleoplasmic factor whose activity modulates the number and division rate of germline stem cells // 2000. Development. V. 514. P. 503-514.

23.Czech B., Preall J. B., McGinn J., Hannon G. J. A transcriptome-wide RNAi screen in the Drosophila ovary reveals factors of the germline piRNA pathway // 2013. Molecular Cell. V. 50(5). P.749-61.

24.Daniels S. B., Peterson K. R., Strausbaugh L. D., Kidwell M. G., Chovnick A. Evidence for horizontal transmission of the P transposable element between Drosophila species // 1990. Genetics. V. 124. P. 339-355.

25.de Planell-Saguer M., Rodieio M. C. Detection methods for microRNAs in clinic practice //2013. Clinical Biochemistry. V. 46(10-11). P. 869-78.

26.de Vanssay A., Bougé A.-L., Boivin A., Hermant C., Teysset L., Delmarre V. , Antoniewski C., Ronsseray S. piRNAs and epigenetic conversion in Drosophila II 2013. Fly (Austin). V. 7(4). P. 237-41.

27.Dennis C., Zanni V., Brasset E., Eymery A., Zhang L., Mteirek R., Jensen S., Rong Y. S., Vaury, C. Dot COM, a nuclear transit center for the primary piRNA pathway in Drosophila //2013. Plos One. V. 8(9).

28.Desset S., Conte C., Dimitri P., Calco V, Dastugue B., Vaury C. Mobilization of two retroelements, ZAM and Idefix, in a novel unstable line of Drosophila melanogaster II 1999. Mol. Biol. Evol. V. 16(1). P.54-66.

29.Ding S-W., Voinnet O. Antiviral immunity directed by small RNAs // 2007. Cell. V. 130(3). P. 413-426.

30.Desset S., Meignin C., Dastugue B., Vaury C. COM, a heterochromatic locus governing the control of independent endogenous retroviruses from Drosophila melanogaster II2003. Genetics. V. 164(2). P. 501-9.

31 .Eissenberg J. C., Hartnett T. A heat shock-activated cDNA rescues the recessive lethality of mutations in the heterochromatin-associated protein HP1 of Drosophila melanogaster II 1993. Mol Gen Genet. V. 240. P. 333 338.

32.Fablet M., McDonald J. F., Biémont C., Vieira C. Ongoing loss of the tirant transposable element in natural populations of Drosophila simulans II 2006. Gene. V. 375. P. 54-62.

33.FindIey S. D., Tamanaha M., Clegg N. J., Ruohola-Baker H. Maelstrom, a Drosophila spindle-class gene, encodes a protein that colocalizes with Vasa and RDEl/AGOl homolog, Aubergine, in nuage // 2003. Development. V. 130(5). P. 859-871.

34.Froldi F., Ziosi M., Tomba G., Parisi F., Garoia F., Pession A., Grifoni D. Drosophila Lethal Giant Larvae Neoplastic Mutant as a Genetic Tool for Cancer Modeling //2008. Current Genomics. V. 93. P. 147-154.

35.Gdula D. A., Gerasimova T. I., Corces V. G. Genetic and molecular analysis of the gypsy chromatin insulator of Drosophila II 1996. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 93. P. 9378-9383.

36.Gorelova T.V., Resnick N.L., Schuppe N.G. Retrotransposon transposition intermediates are encapsidated into virus-like particles // 1989. FEBS Lett. V. 244(2). P. 307-10.

37.Goriaux C., Desset S., Renaud Y., Vaury C., Brasset E. Transcriptional properties and splicing of the flamenco piRNA cluster // 2014a. EMBO Rep. V. 15(4). P. 411-8.

38.Goriaux C., Theron E., Brasset E., Vaury C. History of the discovery of a master locus producing piRNAs: the flamenco/COM locus in Drosophila melanogaster I I 2014b. Frontiers in Genetics. V. 5. P. 257.

39.Gunawardane L. S., Saito K., Nishida K. M., Miyoshi K., Kawamura Y., Nagami T., Siomi H., Siomi M. C. A slicer-mediated mechanism for repeat-associated siRNA 5' end formation in Drosophila 11 2007. Science (N.Y.). V. 315(5818). P. 1587-90.

40.Handler D., Meixner K., Pizka M., Lauss K., Schmied C., Gruber F. S., Brennecke J. The genetic makeup of the Drosophila piRNA pathway // 2013.Molecular Cell. V. 50(5). P. 762-77.

41.Haoudi A., Kim M.H., Champion S., Best-Belpomme M., Maisonhaute C. The Gag polypeptides of the Drosophila 1731 retrotransposon are associated to viruslike particles and to nuclei II 1995. FEBS Lett. V. 377(1). P. 67-72.

42.Heuer T. S., Brown P. O. Mapping features of HIV-1 integrase near selected sites on viral and target DNA molecules in an active enzyme - DNA complex by photo-cross-linking// 1997. Biochemistry. V. 36(35). P. 10655-10665.

43.Horwich M. D., Li C., Matranga C., Vagin V., Farley G., Wang P., Zamore P. D. The Drosophila RNA methy transferase, DmHenl, modifies germline piRNAs and single-stranded siRNAs in RISC // 2007. Current Biology. V. 17(14). P. 1265-72.

44.Houwing S., Kamminga L. M., Berezikov E., Cronembold D., Girard A., van den Elst H., Filippov D. V., Blaser H., Raz E., Moens C. B., Plasterk Ronald H.A., Hannon G. J., Draper B. W., Ketting R. F. A role for Piwi and piRNAs in germ cell maintenance and transposon silencing in Zebrafish // 2007. Cell. V. 129(1). P. 69-82.

45.James T. C., Elgin S. C. R. Identification of a nonhistone chromosomal protein associated with heterochromatin in Drosophila melanogaster and its gene // 1986. Mol Cell Biol. V. 6(11). P. 3862-3872.

46.Kalmykova A. I., Klenov M. S., Gvozdev V. A. Argonaute protein PIWI controls mobilization of retrotransposons in the Drosophila male germline // 2005. Nucleic Acids Research. V. 33(6). P. 2052-2059.

47.Kaminker J. S., Bergman C. M., Kronmiller B., Svirskas R., Patel S., Frise E., Wheeler D. A., Lewis S. E., Rubin G. M., Ashburner M., Celniker S. E. The transposable elements of the Drosophila melanogaster euchromatin: a genomics perspective // 2002. Genome Biol. V.3(12). P. 1-20.

48.Kim A. I., Lyubomirskaya N. V, Belyaeva E. S., Shostack N. G., Ilyin Y. V. The introduction of a transpositionally active copy of retrotransposon GYPSY into the Stable Strain of Drosophila melanogaster causes genetic instability // 1994a. Mol Gen Genet. V. 242. P. 472-477.

49.Kim A., Terzian C., Santamaría P., Pelisson A., Prud'Homme N. P. Retroviruses in invertebrates: The gypsy retrotransposon is apparently an infectious retrovirus of Drosophila melanogaster II 1994b. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 91 P. 12851289.

50.Kim A.I., Beliaeva E.S., Larkina Z.G., Aslanian M.M. Genetic instability and transposition of mobile element mdg4 in a mutator strain of Drosophila melanogaster II 1989. Genetika. V. 25(10). P. 1747-56.

51.Kirino Y., Kim N., de Planell-Saguer M., Khandros E., Chiorean S., Klein P. S., Rigoutsos I., Jongens T. A., Mourelatos Z. Arginine methylation of Piwi proteins, catalyzed by dPRMT5, is required for Ago3 and Aub stability // 2009. Nat Cell Biol. V. 11(5). P. 652-658.

52.Klattenhoff C., Bratu D. P., McGinnis-Schultz N., Koppetsch B. S., Cook H. A., Theurkauf W. E. Drosophila rasiRNA pathway mutations disrupt embryonic axis specification through activation of an ATR/Chk2 DNA damage response // 2007. Developmental Cell. V. 12(1). P. 45-55.

53.Klattenhoff C., Xi H., Li C., Lee S., Xu J., Khurana J. S., Zhang F., Schultz N., Koppetsch B. S., Nowosielska A., Seitz H., Zamore P. D., Weng Z., Theurkauf W. E. The Drosophila HP1 homolog Rhino is required for transposon silencing and piRNA production by dual-strand clusters II 2009. Cell. V. 138(6). P. 1137— 49.

54.Klenov M. S., Sokolova O. A., Yakushev E. Y., Stolyarenko A. D., Mikhaleva E. A., Lavrov S. A., Gvozdev V. A. Separation of stem cell maintenance and transposon silencing functions of Piwi protein // 2011. PNAS. V. 108(46). P. 18760-18765.

55.Krol J., Loedige I., Filipowicz W. The widespread regulation of microRNA biogenesis, function and decay // 2010. Nature Reviews. Genetics. V. 11(9). P. 597-610.

56.Lachner M O'Carroll D., Rea S., Mechtler K., Jenuwein T. Methylation of histone H3 lysine 9 creates a binding site for HP1 proteins // 2001. Nature. V. 410(6824). P. 116-20.

57.Landry C. D., Kandel E. R., & Rajasethupathy P. New mechanisms in memoiy storage: piRNAs and epigenetics //2013. Trends in Neurosciences. V. 36(9). P. 535-542.

58.Lavrenov A. R., Nefedova L. N., Romanova N. I., Kim A. I. Expression of hpl family genes and their plausible role in formation of flamenco phenotype in D. melanogaster II2014. Biochemistry (Mosc). V. 79(11). P. 1267-72.

59.Leblanc P., Desset S., Dastugue B., Vaury C. Invertebrate retroviruses: ZAM a new candidate in D . melanogaster II 1997. The EMBO Journal. V. 16(24). P. 7521-7531.

60.Leblanc P., Desset S., Giorgi F., Taddei A. R., Fausto A. M., Mazzini M., Dastugue B., Vaury C. Life cycle of an endogenous retrovirus, ZAM, in Drosophila melanogaster II 2000. Journal of Virology. V. 14(22). P. 1065810669.

61.Lee Y. S., Nakahara K., Pham J. W., Kim K., He Z., Sontheimer E. J., Carthew R. W. Distinct roles for Drosophila Dicer-1 and Dicer-2 in the siRNA/miRNA silencing pathways // 2004. Cell. V. 117. P. 69-81.

62.Liang L., Diehl-Jones W., Lasko P. Localization of vasa protein to the Drosophila pole plasm is independent of its RNA-binding and helicase activities // 1994. Development. V. 120. P. 1201-1211.

63.Lim A. K., Kai T. Unique germ-line organelle, nuage, functions to repress selfish genetic elements in Drosophila melanogaster II 2007. PNAS. V. 104(16). P. 6714-6719.

64.Lin H., Spradling A. C. A novel group of pumilio mutations affects the asymmetric division of germline stem cells in the Drosophila ovary // 1997.Development. V. 124. P.2463-2476.

65.Lu J., Clark A. G. Population dynamics of PlWI-interacting RNAs (piRNAs) and their targets in Drosophila II2010. Genome Research. V. 20(2). P. 212—27.

66.Madhani H. D. The frustrated gene: origins of eukaryotic gene expression //2013. Cell. V. 155(4). P. 744-9.

67.Malone C. D., Brennecke J., Dus M., Stark A., McCombie R., Sachidanandam R., Hannon G. J. Specialized piRNA pathways act in germline and somatic tissues of the Drosophila ovary // 2009. Cell. V. 137(3). P. 522-535.

68. 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 // 2005. Nucleic Acids Research. V. 33(2).

69.Mani S. R., Juliano C. E. Untangling the Web: the diverse functions of the PIWI/piRNA pathway //2013. Mol Reprod Dev. V. 80(8). P. 632-664.

70.Matyunina L. V, Jordan I. K., McDonald J. F. Naturally occurring variation in copia expression is due to both element (cis) and host (trans) regulatory variation 11 1996. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 93. P. 7097-7102.

71.McClintock B. Induction of instability at selected loci in maize // 1953. Genetics. V. 38(6). P. 579-599.

72.Megosh H. B., Cox D. N., Campbell C., Lin H. The role of PIWI and the miRNA machinery in Drosophila germline determination // 2006. Current Biology. V.

16(19). P. 1884-94.

73.Mevel-Ninio M., Mariol M., Gans M. Mobilization of the gypsy and copia retrotransposons in Drosophila melanogaster induces reversion of the ovoD

103

dominant female-sterile mutations: molecular analysis of revertant alleles // 1989. The EMBO Journal. V. 8(5). P. 1549-1558.

74.Mevel-Ninio M., Pelisson A., Kinder J., Campos A. R., Bucheton A. The flamenco locus controls the gypsy and ZAM retroviruses and is required for Drosophila oogenesis // 2007. Genetics. V. 175(4). P. 1615-24.

75.Minervini C. F., Marsano R. M., Casieri P., Fanti L., Caizzi R., Pimpinelli S., Rocchi M., Viggiano L. Heterochromatin protein 1 interacts with 5'UTR of transposable element ZAM in a sequence-specific fashion // 2007. Gene. V. 393(1-2). P. 1-10.

76.Minervini C. F., Ruggieri S., Traversa M., D'Aiuto L., Marsano R. M., Leronni D., Centomani I., de Giovanni C., Viggiano L. Evidences for insulator activity of the 5'UTR of the Drosophila melanogaster LTR-retrotransposon ZAM II 2010. Molecular Genetics and Genomics. V. 283(5). P. 503-9.

77.Moore J.K., Haber J.E. Capture of retrotransposon DNA at the sites of chromosomal double-strand breaks // 1996. Nature. V.383(6601). P. 644-6.

78.Muerdter F., Guzzardo P. M., Gillis J., Luo Y., Yu Y., Chen C., Fekete R., Hannon G. J. A genome-wide RNAi screen draws a genetic framework for transposon control and primary piRNA biogenesis in Drosophila II 2013. Molecular Cell. V. 50(5). P.736^18.

79.Muerdter F., Olovnikov I., Molaro A., Rozhkov N. V., Czech B., Gordon A., Hannon G. J., Aravin A. A. Production of artificial piRNAs in flies and mice // 2012. RNA. V. 18. P. 42-52.

80.Nagao A., Mituyama T., Huang H., Chen D., Siomi M. C., Siomi H. Biogenesis pathways of piRNAs loaded onto AG03 in the Drosophila testis // 2010. RNA. V. 16(12). P. 2503-2515.

81.Nefedova L. N., Kim A. I. Molecular phylogeny and systematics of Drosophila retrotransposons and retroviruses // 2009. Molecular Biology. V. 43(5). P. 747756.

82.Nefedova L. N., Mannanova M. M., Kim A. I. Integration specificity of LTR-retrotransposons and retroviruses in the Drosophila melanogaster genome // 2011. Virus Genes. V. 42(2). P. 297-306.

83.Nefedova L. N., Shmel'kova A.O., Lavrenov A.R., Urusov F.A., Romanova N.I., Kim A. I. Integration specificity of the mobile element Tirant in the Drosophila melanogaster genome // 2013. Proceedings of the International Moscow Conference on computational molecular biology. P. 130-131.

84.Nefedova L.N., Potanova M.V., Romanova N.I., Kim A.I. Analysis of the structure and expression of the DIP I gene in Drosophila melanogaster strains mutant for the flamenco gene // 2009. Genetika. V. 45(2). P. 203-8.

85.Nefedova L.N., Kim A.I. Evolution from retrotransposons to retroviruses: origin of the env gene // 2007a. Zh. Obshch. Biol. V. 68(6). P. 459-67.

86.Nefedova L.N., Kim A.I. Evolution of errantiviruses of Drosophila melanogaster. Strategy 2: from retroviruses to retrotransposons // 2007b. Genetika. V. 43(10). P.1388-95.

87.Nefedova L.N., Kuzmin I.V., Makhnovskii P.A., Kim A.I. Domesticated retroviral GAG gene in Drosophila: new functions for an old gene I I 2014. Virology. V. 450-451. P. 196-204.

88.Nishida K. M., Okada T. N., Kawamura T., Mituyama T., Kawamura Y., Inagaki S., Huang H., Chen D., Kodama T., Siomi H., Siomi M. C. Functional involvement of Tudor and dPRMT5 in the piRNA processing pathway in Drosophila germlines // 2009. The EMBO Journal. V. 28(24). P. 3820-31.

89.Nishimasu H., Ishizu H., Saito K., Fukuhara S., Kamatani M. K., Bonnefond L., Matsumoto N., Nishizawa T., Nakanaga K., Aoki J., Ishitani R., Siomi H., Siomi M. C., Nureki O. Structure and function of Zucchini endoribonuclease in piRNA biogenesis // 2012. Nature. V. 491(7423). P. 284-7.

90.Nuzhdin S. V., Keightlev P. T., Pasyukova E. G., Morozova E. A. Mapping quantitative trait loci affecting sternopleural bristle number in Drosophila melanogaster using changes of marker allele frequencies in divergently selected lines // 1998. Genet. Res., Camb. V. 72. P. 79-91.

91.0'Hare K., Rubin G. M. Structures of P transposable elements and their sites of insertion and excision in the Drosophila melanogaster genome // 1983. Cell. V. 34. P. 25-35.

92.01ovnikov I., Ryazansky S., Shpiz S., Lavrov S., Abramov Y., Vaury C., Jensen S., Kalmykova A. De novo piRNA cluster formation in the Drosophila germ line triggered by transgenes containing a transcribed transposon fragment // 2013. Nucleic Acids Research. V. 41(11). P. 5757-68.

93.Pamela K., Green M., Victor G. Reversion of a gypsy-induced mutation at the yellow (y) locus of Drosophila melanogaster is associated with the insertion of a newly defined transposable element // 1988. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. V. 85. P. 3938-3942.

94.Pane A., Jiang P., Zhao D. Y., Singh M., Schupbach T. The Cutoff protein regulates piRNA cluster expression and piRNA production in the Drosophila germline // 2011. The EMBO Journal. V. 30(22). P. 4601-15.

95.Pardue M.-L., DeBaryshe P. G. Retrotransposons provide an evolutionarily robust non-telomerase mechanism to maintain telomeres // 2003. Annual Review of Genetics. V. 37. P.485-511.

96.Patil V. S., Kai T. Repression of retroelements in Drosophila germline via piRNA pathway by the Tudor domain protein Tejas // 2010. Current Biology. V. 20(8). P. 724—30.

97.Pelisson A., Mejlumian L., Robert V., Terzian C., Bucheton A. Drosophila germline invasion by the endogenous retrovirus gypsy: involvement of the viral env gene // 2002. Insect Biochemistry and Molecular Biology V. 32. P. 1249— 1256.

98.Pélisson A., Sarot E., Payen-Groschêne G., Bucheton A. A novel repeat-associated small interfering RNA-mediated silencing pathway downregulates complementary sense gypsy transcripts in somatic cells of the Drosophila ovary // 2007. Journal of Virology. V. 81(4). P. 1951-60.

99.Pelisson A., Song S. U., Prud'homme N., Smith P. A., Bucheton A., Corces V. G. Gypsy transposition correlates with the production of a retroviral envelope-like protein under the tissue-specific control of the Drosophila flamenco gene // 1994. The EMBO Journal. V. 13(18). P. 4401-4411.

100. Perrini B., Piacentini L., Fanti L., Altieri F., Chichiarelli S., Berloco M., Turano C., Ferraro A., Pimpinelli S. HP1 controls telomere capping, telomere elongation, and telomere silencing by two different mechanisms in Drosophila // 2004. Molecular Cell. V. 15. P. 467-476.

101. Prud'homme N., Gans M., Masson M., Terzian C., Bucheton A. Flamenco, a gene controlling the gypsy retrovirus of Drosophila melanogaster H 1995. Genetics. V. 139(2). P. 697-711.

102. Rangan P., Malone C. D., Navarro C., Newbold S. P., Hayes P. S., Sachidanandam R., Hannon G. J., Lehmann R. piRNA production requires heterochromatin formation in Drosophila IS 2011. Current Biology. V. 21(16). P. 1373-1379.

103. Rebollo R., Farivar S., Mager D. L. C-GATE - catalogue of genes affected by transposable elements // 2012. Mobile DNA. V. 3(1). P.9.

104. Robert V., Prud'homme N., Kim A., Bucheton A., Pélisson A. Characterization of the flamenco region of the Drosophila melanogaster genome //2001. Genetics. V. 158(2). P. 701-13.

105. Romanova L.G., Romanova N.I., Subocheva E.A., Kim A.I. Mating success and courtship ritual in strains of Drosophila melanogaster carrying mutation flamenco // 2000. Genetika. V. 36(4). P. 500-4.

106. Ross R. J., Weiner M. M., Lin H. PIWI proteins and PlWI-interacting RNAs in the soma // 2014. Nature. V. 505(7483). P. 353-9.

107. Rozhkov N. V, Hammell M., Hannon G. J. Multiple roles for Piwi in silencing Drosophila transposons //2013. Genes Dev. V. 27(4). P. 400^112.

108. Rubin G. M., Spradling A. C. Genetic transformation of Drosophila with transposable element vectors // 1982. Science. V. 218(4570). P. 348-53.

109. Saito K., Ishizu H., Komai M., Kotani H., Kawamura Y., Nishida K. M., Siomi H., Siomi, M. C. Roles for the Yb body components Armitage and Yb in primary piRNA biogenesis in Drosophila II 2010. Genes Dev. V. 24. P. 24932498.

110. Saito K., Nishida K. M., Mori T., Kawamura Y., Miyoshi K., Nagami T., Siomi H., Siomi, M. C. Specific association of Piwi with rasiRNAs derived from retrotransposon and heterochromatic regions in the Drosophila genome // 2006. Genes Dev. V. 20(16). P. 2214-22.

111. Sarot E., Payen-Groschêne G., Bucheton A., Pélisson A. Evidence for a p/w'-dependent RNA silencing of the gypsy endogenous retrovirus by the Drosophila melanogaster flamenco gene // 2004. Genetics. V. 166(3) P. 1313— 1321.

112. Savitsky M., Kwon D., Georgiev P., Kalmykova A., Gvozdev V. Telomere elongation is under the control of the RNAi-based mechanism in the Drosophila germline // 2006. Genes Dev. V. 20. P. 345-354.

113. She W., Lin W., Zhu Y., Chen Y., Jin W., Yang Y., Han N., Bian H., Zhu M., Wang, J. The gypsy insulator of Drosophila melanogaster, together with its binding protein suppressor of Hairy-Wing, facilitate high and precise expression of transgenes in Arabidopsis thaliana II2010. Genetics. V. 185(4). P. 1141-50.

114. Sienski G., Donertas D., Brennecke J. Transcriptional silencing of transposons by Piwi and Maelstrom and its impact on chromatin state and gene expression//2012. Cell. V. 151(5). P. 964-80.

115. Smothers J. F., Henikoff S. The hinge and chromo shadow domain impart distinct targeting of HP 1-like proteins // 2001. Mol Cell Biol. V. 21(7). P. 25552569.

116. Song S. U., Gerasimova T., Kurkulos M., Boeke J. D., Corces V. G. An Env-like protein incoded by a Drosophila retroelement: evidence that gypsy is an infectious retrovirus 1994. Genes Dev. V. 8. P.2046-2057.

117. Tang G. siRNA and miRNA: an insight into RISCs // 2005. Trends in Biochemical Sciences. V. 30(2). P. 106-14.

118. Tcheressiz S., Calco V., Arnaud F., Arthaud L., Dastugue B., Vaury C. Expression of the Idefix retrotransposon in early follicle cells in the germarium of Drosophila melanogaster is determined by its LTR sequences and a specific genomic context 11 2002. Molecular Genetics and Genomics. V. 267(2). P. 13341.

119. Touret F., Guiguen F., Terzian C. Wolbachia influences the maternal transmission of the gypsy endogenous retrovirus in Drosophila melanogaster II 2014. MBio. V. 5(5).

120. Vagin V. V, Sigova A., Li C., Seitz H., Gvozdev V., Zamore P. D. A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline // 2006. Science (N.Y.). V. 313(5785). P. 320-4.

121. Vasudevan S., Tong Y., Steitz J.A. Switching from repression to activation: microRNAs can up-regulate translation // Science. 2007. V. 318(5858). P. 19314.

122. Vermaak D., Henikoff S., Malik H. S. Positive selection drives the evolution of rhino, a member of the heterochromatin protein 1 family in Drosophilall 2005. PLoS Genetics. V. 1(1). P. 96-108.

123. Vermaak D., Malik H. S. Multiple roles for heterochromatin protein 1 genes in Drosophila II2009. Annual Review of Genetics. V. 43. P. 467-92.

124. Volpe A. M., Horowitz H., Grafer C. M., Jackson S. M., Berg C. A. Drosophila rhino encodes a female-specific chromo-domain protein that affects chromosome structure and egg polarity // 2001. Genetics. V. 159. P. 1117-1134.

125. Wang S. H., Elgin S. C. R. Drosophila Piwi functions downstream of piRNA production mediating a chromatin-based transposon silencing mechanism in female germ line // 2011. PNAS. V. 108(52). P. 21164-21169.

126. Williams R. W., Rubin G. M. ARGONAUTE1 is required for efficient RNA interference in Drosophila embryos 11 2002. PNAS. V. 99(10). P. 68896894.

127. Yakushev E. Y., Sokolova O. A., Gvozdev, V. A, Klenov M. S. Multifunctionality of PIWI proteins in control of germline stem cell fate // 2013. Biochemistiy. V. 78(6). P. 585-91.

128. Zanni V., Eymery A., Coiffet M., Zytnicki M., Luyten I., Quesnevilled H, Vaurya C., Jensena S. Distribution, evolution, and diversity of retrotransposons at

the flamenco locus reflect the regulatory properties of piRNA clusters // 2013. PNAS.V. 110(49). P. 19842-7.