Демонстрация потенциальной роли инсуляторов в регуляции экспрессии генов у Drosophila melanogaster тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.26, кандидат биологических наук Максименко, Оксана Геннадьевна

• Максименко, Оксана Геннадьевна
• кандидат биологических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Максименко, Оксана Геннадьевна

Оглавление.

Список используемых сокращений.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1 Особенности регуляции транскрипции у высших эукариот.

1.1.1 Регуляторные последовательности.

1.1.2 Структура хроматина.

1.1.3 Возможные принципы взаимодействий между регуляторными элементами на больших дистанциях.

Прямое» взаимодействие энхансера и промотора.

Взаимодействия транскрипционных факторов с энхансером.

1.2 Инсуляторы и системы регуляции экспрессии генов.

1.2.1 Разнообразие инсуляторов высших эукариот.

1.2.2 Механизмы регуляции активности инсуляторных белков на примере СТСР.

1.2.3 Возможные принципы работы инсуляторов.

Локальные взаимодействия между белками инсулятора и белками энхансера (или других регуляторных элементов).

Структурная роль инсуляторов.

Роль химических модификаций в функционировании инсуляторов.

1.2.4 Реализация активностей инсуляторов.

Связи между инсуляцией и транскрипционными активаторами.

Связи между инсуляцией и топологическими доменами.

1.3 Роль инсуляторов в регуляции транскрипции.

2. Материалы и методы.

2.1. Генетические методы.

2.1.1. Линии и мутации Drosophila melanogaster.

2.1.2. Трансформация эмбрионов Drosophila melanogaster и получение трансгенных линий.

2.1.3. Фенотипический анализ экспрессии генов yellow и miniwhite в трансгенных линиях.

2.1.4. Генетические скрещивания.

2.2. Биохимические методы.

2.2.1. Выделение ДНК из дрозофилы.

2.2.2. Саузерн-блот-анализ.

2.2.3. Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР).

2.2.4. Молекулярное клонирование.

2.2.5. Трансформация бактериальных клеток плазмидами.

2.2.6. Выделение ДНК плазмид методом щелочного лизиса.

2.2.7. Измерение активности (3-галактозидазы.

2.3. Создание трансгенных конструкций.

3. Актуальность проводимого исследования.

4. Цель и задачи исследования.

5. Результаты.

5.1. Анализ структуры и функциональной активности 1А2 инсулятора.

5.1.1. Изучение энхансер-блокирующей активности.

5.1.2. Изучение барьерной активности.

5.1.3. Роль белков Su(Hw), Mod(mdg4)-67.2 и Е(у)2 в активности 1А2 инсулятора. .84 Белок Su(Hw).

Белок Mod(mdg4)-67.2.

Белок Е(у)2.

5.1.4. 1А2 инсулятор способен к функциональным взаимодействиям.

5.2. Демонстрация возможного участия инсуляторов в установлении энхансер-промоторных взаимодействий.

5.2.1. Дизайн тест-системы для изучения влияния функциональных взаимодействий между разными наборами инсуляторов на экспрессию генов.

5.2.2.Сила влияния взаимодействий между инсуляторами на работу генов зависит от взаимного расположения и расстояний между всеми участниками транскрипционной регуляторной системы.

Взаимодействия между тандемно расположенными инсуляторами - всегда ли работает нейтрализация?.

Взаимодействия между инсуляторами, окружающими первый маркерный ген - что произойдет при увеличении расстояния между инсуляторами?.

Взаимодействия между инсуляторами, окружающими оба маркерных гена - можно ли «смоделировать» независимый транскрипционный домен?.

5.2.3. Значение структуры инсуляторов при модулировании энхансер-промоторных взаимодействий - 8и(Н\у)-зависимые инсуляторы не едины в эффектах влияния на уровень экспрессии генов.

6. Обсуждение.

7. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Демонстрация потенциальной роли инсуляторов в регуляции экспрессии генов у Drosophila melanogaster»

Транскрипция - важная стадия в процессе реализации генетической информации. Ключевую роль в регуляции этого процесса играют транскрипционные факторы - белки, способные контролировать активность РНК

- полимеразы. Как известно, для высших эукариот характерна наиболее развитая система регуляции транскрипции, связанная с необходимостью в транскрипции различных генов в зависимости от типа клеток и стадии развития организма, в результате только определенный набор генов экспрессируется в данном типе дифференцирующихся клеток, остальные же гены находятся в стабильно неактивном состоянии. Определенный контроль за экспрессией гена может осуществляться за счет прямых взаимодействий между белками основного транскрипционного комплекса, собранного на промоторе, и специфическими белковыми комплексами на регуляторных элементах, названных энхансерами т.е. усилителями транскрипции). Энхансеры способны работать на очень больших дистанциях (Bondarenko et al., 2003; Dorsett, 1999; de Laat & Grosveld,

2003; West, Fraser, 2005). Большая часть экспериментальных данных согласуется с так называемой «петлевой» моделью, согласно которой белки, связанные с энхансером, непосредственно взаимодействуют с белками, собранными на промоторе, в результате чего ДНК между этими элементами выпетливается

Tolhuis, 2002; de Laat & Grosveld, 2003). Однако в рамках этой модели возникает вопрос, каким образом энхансеру, взаимодействующему с промотором на больших расстояниях, удается правильно узнавать свой промотор, какие механизмы препятствуют установлению связей с другими генами. Ясно то, что должны существовать механизмы, разграничивающие регуляторные последовательности в специфические участки генной экспрессии, и, таким образом, препятствующие образованию случайных связей между энхансерами и промоторами (<3е Ьаа1 & ОгоБУеЫ, 2003). Возможно, важную роль в этих процессах играют инсуляторы - регуляторные элементы, при расположении между энхансером и промотором способные препятствовать установлению эффективного взаимодействия между этими элементами, в результате чего активация промотора не происходит. Кроме этого, инсуляторы могут разделять эу- и гетерохроматиновые участки, и с этой точки зрения основная роль инсуляторов - компартментализация генома и организация хроматина в ядре, инсуляторы способны собирать хроматин в доменные структуры, каждая из которых представляет собой независимую функциональную единицу генной экспрессии. В данной работе на примере эндогенного 8и(Н\у)-зависимого инсулятора представлен сравнительный анализ инсуляторных активностей, более того, показано непосредственное влияние инсулятора на активность промоторов, продемонстрировано, какой вклад инсуляторы могут вносить в энхансер-промоторные взаимодействия благодаря еще одной, к настоящему моменту, не выделенной отдельно, активности - коммуникаторной. Все вышесказанное определяет актуальность настоящей диссертационной работы, посвященной изучению особенностей функционирования инсуляторов дрозофилы в контексте их влияния на процессы регуляции экспрессии генов и, в частности, на установление энхансер-промоторных взаимодействий.

1. Обзор литературы

Для высших эукариот характерно наличие очень сложных систем регуляции экспрессии генов - так, некоторые гены объединены в кластеры, в рамках которых гены регулируются автономно от соседних генов, с очень четкой пространственной и временной программой работы. О том, каким образом происходит ограничение экспрессии в ненужное время и в ненужном месте, известно мало. Возможно, определенную роль в этих процессах играют инсуляторы. Одни инсуляторы разделяют гены с независимыми системами регуляции экспрессии, другие работают в рамках одного генного локуса для разделения программ регуляции на разных этапах развития и в разных типах тканей. Четкие гомологии в последовательностях разных инсуляторов найдены не были, нет и универсального белка-кандидата для выполнения инсуляторной функции, кроме, пожалуй, млекопитающих, для которых на сегодняшний день описаны только СТСБ-зависимые инсуляторы, по это никак не может служить доказательством универсальности механизмов инсуляции даже в пределах группы млекопитающих. На данном этапе изучения инсуляторов отсутствует какая-либо единая концепция по принципам работы и роли инсуляторов в геноме. Исходя из этих предпосылок в данном обзоре будет представлен краткий обзор регуляторных элементов, проведен сравнительный анализ инсуляторных активностей и возможных механизмов работы инсуляторов, а также продемонстрировано, какой вклад инсуляторы могут вносить в энхансер-промоторные взаимодействия.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная генетика», Максименко, Оксана Геннадьевна

7. Выводы.

1. Показано, что 1А2 инсулятор имеет модульное строение: дистальная (236 п.н.) относительно гена yellow часть 1А2 инсулятора, содержащая два сайта связывания для белка Su(Hw), является достаточной для инсуляции, а проксимальная часть (218 п.н.) модулирует активность инсулятора и определяет способность инсулятора являться промотор-специфичным сайленсером в отсутствии белка Mod(mdg4).

2. Впервые продемонстрировано, что за барьерную активность Su(Hw)-зависимых инсуляторов отвечает белок Е(у)2, который связывается с доменом цинковых пальцев белка Su(Hw).

3. Впервые показано, что как минимум три разных по структуре Su(Hw)-зависимых инсулятора могут функционально взаимодействовать друг с другом на расстоянии до 10 т.п.н.

4. Показано, что степень изоляции энхансера от промотора сильно зависит от природы участвующих в регуляторной системе инсуляторов, их окружения, взаимных расстояний и расположения.

5. Продемонстрировано, что изоляция энхансера от промотора в петле далеко не всегда приводит к усилению энхансер-блокирующего эффекта. Возможно, это связано с формированием разных по природе белковых комплексов, собирающихся на разных типах инсуляторов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Максименко, Оксана Геннадьевна, 2007 год

1. Максименко О.Г., Четверина Д.А., Георгиев П.Г. Свойства, механизмы действия инсуляторов высших эукариот и их роль в регуляции транскрипции, 2006, Генетика, 42: 845-857.

2. Albiez Н., Cremer М., Tiberi С. et al. Chromatin domains and the interchromatin compartment form structurally defined and functionally interacting nuclear networks, 2006, Chromosome Research, 14:707-733.

3. Ameres S. L., Drueppel L., Pfleiderer K., Schmidt A., Hillen W., Berens C. Inducible DNA-loop formation blocks transcriptional activation by an SV40 enhancer, 2005, EMBO J., 24. P:358-367.

4. Arnosti D. N., Kulkarni M. M. Transcriptional Enhancers: Intelligent Enhanceosomes or Flexible Billboards? 2005, J. of Cell. Biochemistry, 94:890-898.

5. Barges S., Mihaly J., Galloni M., Hagstrom K. et al., The Fab-8 boundary defines the distal limit of the bithorax complex iab-7 domain and insulates iab-7 from initiation elements and a PRE in the adjacent iab-8 domain, 2000, Dev., 127: 779-790.

6. Bell A.C., Felsenfeld G., Stopped at the border: boundaries and insulators, 1999, Cur.Opin. in Gen&Dev, 9:191-198.

7. Bell A. C., West A. G., Felsenfeld G. The protein CTCF is required for the enhancer blocking activity of vertebrate insulators, 1999, Cell, 98:387-396.

8. Bell A.C., West A.G., Felsenfeld G., Insulators and boundaries: versatile regulatory elements in the eukaryotic genome, 2001, Science, 291: 447-450.

9. Bender M.A., Reik A., Close J., et al., Description and targeted deletion of 5' hypersensitive site 5 and 6 of the mouse p-globin locus control region, 1998, Blood, 92:4394 -4403.

10. Blackwood E.M., Kadonaga J.T., Going the distance: a current view of enhancer action, 1998, Science, 281:60-63.

11. Blanton J., Gaszner M., Schedl P. Protein : protein interactions and the pairing of boundary elements in vivo, 2003, Genes &Dev., 17: 664-675.

12. Bondarenko V.A., Jiang Y.I., Studitsky V.M. Rationally designed insulator-like elements can block enhancer action in vitro, 2003, EMBO J., 22: 4728-4737.

13. Bondarenko V.A., Liu Y.V., Jiang Y.I., Studitsky V.M., Communication over a largedistance: enhancers and insulators, 2003, Biochem.Cell Biol., 81: 2241-251.

14. Brasset E., Vaury C. Insulators are fundamental components of the eukaryotic genomes, 2005, Heredity, 94: 571-576.

15. Breiling A., O'Neill L. P., D'Eliseo D., Turner B. M., Orlando V. Epigenome changes in active and inactive Polycomb-group-controlled regions, 2004, EMBO reports, 5: 976-982.

16. Burgess-Beusse B., Farrell C., Gaszner M. et al. The insulation of genes from external enhancers and silencing chromatin, 2002, PNAS, 99: 16433-16437.

17. Burke L.J., Zhang R., Bartkuhn M. et al. CTCF binding and higher order chromatin structure of the H19 locus are maintained in mitotic chromatin, 2005, EMBO J., 24:32913300.

18. Butler J.E., Kadonaga J.T. Enhancer-promoter specificity mediated by DPE or TATA core promoter motifs, 2001, Genes & Dev. ,15: 2515-2519.

19. Byrd K., Corces V. G. Visualization of chromatin domains created by the gypsy insulator of Drosophila, 2003, J. Cell Biol., 162: 565-574.

20. Cai H., Levine M. Modulation of enhancer-promoter interactions by insulators in the Drosophila embryo, 1995, Nature, 376: 533-536.

21. Cai H.N., Shen P. Effects of cis arrangement of chromatin insulators on enhancer-blocking activity, 2001, Science, 291: 493-495.

22. Cai H.N., Zhang Z., Adams J.R., Shen P. Genomic context modulates insulator activity through promoter competition, 2001, Dev., 128: 4339-4347.

23. Capelson M., Corces V.G. Boundary elements and nuclear organization, 2004, Biol. Cell., 96: 617-629.

24. Carmo-Fonseca M. The contribution of nuclear compartmentalization to gene regulation, 2002, Cell, 108:513-521.

25. Chen Q., Lin L., Smith S. et al. Multiple promoter targeting sequences exist in Abdominal-B to regulate long-range gene activation, 2005, Dev. Biol., 286: 629-636.

26. Chung J., Whiteley M., Felsenfeld G. A 5' element of the chicken p-globin domain serves as an insulator in human erythroid cells and protects against position effect in Drosophila, 1993, Cell, 74:505-514.

27. Chung J.H., Bell A.C., Felsenfeld G. Characterization of the chicken p-globin insulator, 1997, PNAS, 94: 575-580.

28. Comet I., Savitskaya E., Schuettengruber B. PRE-mediated bypass of two Su(Hw) insulators targets PcG proteins to a downstream promoter, 2006, Dev. Cell, 11:117-124.

29. Cook P.R. Nongenic transcription, gene regulation and action at a distance, 2003, J.of Cell Science, 116: 4483-4491.

30. Cosma M.P. Ordered recruitment: gene-specific mechanism of transcription activation, 2002, Mol.Cell, 10: 227-236.

31. Cremer T., Cremer C. Chromosome territories, nuclear architecture and gene regulation in mammalian cells, 2001, Nat. Rev.Genetics, 2: 292-301.

32. Dean A. Chromatin remodelling and the interaction between enhancers and promoters in the p-globin locus, 2004, Briefings in Functional Genomics and Proteomics, 2: 344-354.

33. Defossez P.-A., Kelly K.F., Filion G. et al. The human enhancer-blocker CTCF interacts with the transcription factor Kaiso, 2005, J. Biol. Chem., 280: 43017- 43023.

34. Dhillon N., Kamakaka R.T., Breaking through to the other side: silencers and barriers, 2002, Cur.Opin.in Gen&Dev., 12:188-192.

35. Dillon N., Sabbattini P. Functional gene expression domains: defining the functional unit of eukaryotic gene regulation, 2000, BioEssays, 22: 657-665.

36. Donze D., Adams C.R., Rine J., Kamakaka R.T. The boundaries of the silenced HMR domain in Saccharomyces cerevisiae, 1999, Genes&Dev., 13: 698-708.

37. Donze D., Kamakaka R.T. RNA polymerase III and RNA polymerase II promoter complexe are heterochromatin barriers in Saccharomyces cerevisiae, 2001, EMBO J., 20: 520531.

38. Dorsett D. Distant liaisons: long-range enhancer-promoter interactions in Drosophila, 1999, Curr.Opin.Genet.Dev., 9:505-514.

39. Drewell R.A., Goddard C.J., Thomas J.O., Surani M.A. Methylation-dependent silencing at the H19 imprinting control region by MeCP2,2002, Nucl. Ac. Res., 30: 1139-1144.

40. Dunn K.L., Zhao H., Davie J.R. The insulator binding protein CTCF associates with the nuclear matrix, 2003, Exp. Cell Res., 288: 218-223.

41. Ehrlich M. Expression of various genes is controlled by DNA methylation during mammalian development, 2003, J.of Cell.Biochem., 88: 899-910.

42. Epner E., Reik A., Cimbora D. et al. The P-globin LCR is not necessary for an open chromatin structure or developmentally regulated transcription of the native mouse (3-globin locus, 1998, Mol. Cell, 2: 447-455.

43. Farrell C.M., West A.G., Felsenfeld G. Conserved CTCF Insulator Elements Flank the Mouse and Human p-Globin Loci, 2002, Mol. Cell. Biol., 22: 3820-3831.

44. Felsenfeld G., Burgess-Beusse B., Farrell C. et al. Chromatin Boundaries and Chromatin Domains, 2006, Cold Spr. Harb. Symp. on Quant. Biol., LXIX: 245-250.

45. Fraser P. Transcriptional control thrown for a loop, 2006, Cur. Opin. in Genetics & Dev., 16:490-495.

46. Fraser P., Bickmore W. Nuclear organization of the genome and the potential for gene regulation, 2007, Nature, 447:413-417.

47. Gaszner M., Vazquez J., Schedl P. The Zw5 protein, a component of the scs chromatin domain boundary, is able to block enhancer-promoter interaction, 1999, Genes Dev., 13: 20982107.

48. Gause M., Morcillo P., Dorsett D. Insulation of enhancer-promoter communication by a gypsy transposon insert in the Drosophila cut gene: cooperation between suppressor of hairy-wing and modifier of mdg4 proteins, 2001, Mol.Cell.Biol., 21: 4807-4817.

49. Gdula D.A., Corces V.G. Characterization of functional domains of the su(Hw) protein that mediate the silencing effect of mod(mdg4) mutations, 1997, Genetics, 145: 153-161.

50. Georgiev P.G. Identification of mutations in three genes that interact with zeste in the control of white gene expression in Drosophila melanogaster, 1994, Genetics, 138:733-739.

51. Georgiev P., Kozycina M. Interaction between mutations in the suppressor of Hairy wing and modifier of mdg4 genes of Drosophila melanogaster affecting the phenotype of gypsy-induced mutations, 1996, Genetics, 142:425-436.

52. Gerasimova T.I., Corces V.G. Polycomb and Trithorax group proteins mediate the function of a chromatin insulator, 1998, Cell, 92: 511-521.

53. Gerasimova T. I., Byrd K., Corces V. G. A chromatin insulator determines the nuclear localization of DNA, 2000, Mol. Cell, 6: 1025-1035.

54. Gerasimova T.I., Corces V.G. Chromatin insulators and boundaries: effects on transcription and nuclear organization, 2001, Annu.Rev.Genet., 35: 193-208.

55. Geyer P.K., Corces V.G. Separate regulatory elements are responsible for the complex pattern of tissue-specific and developmental transcription of the yellow locus in Drosophila melcmogaster, 1987, Genes & Dev., 1: 996-1004.

56. Geyer P. K., Clark I. Protecting against promiscuity: the regulatory role of insulators, 2002, CMLS, 59:2112-2127.

57. Ghosh D., Gerasimova T.I., Corces V.G. Interactions between the Su(Hw) and Mod(mdg4) proteins required for gypsy insulator function, 2001, EMBO J., 20: 2518-2527.

58. Gilbert N., Boyle S., Fiegler H. Chromatin architecture of the human genome: gene-rich domains are enriched in open chromatin fibers, 2004, Cell, 118:555-566.

59. Golic K. G., Lindquist S. The FLP recombinase of yeast catalyzes site-specific recombination in the Drosophila genome, 1989, Cell, 59: 499-509.

60. Golovnin A., Birukova I., Romanova O. et al. An endogenous Su(Hw) insulator separates the yellow gene from the achaete-scute complex in Drosophila, 2003, Dev., 130:3249-3258.

61. Golovnin A., Melnick E., Mazur A., Georgiev P. Drosophila Su(Hw) insulator can stimulate transcription of a weakened yellow promoter over a distance, 2005, Genetics, 170: 1133-1142.

62. Gombert W.M., Farris S.D., Rubio E.D, et al. The c-myc insulator element and matrix attachment regions define the c-myc chromosomal domain, 2003, Mol. Cell. Biol., 23:93389348.

63. Grimaud C., Negre N. , Cavalli G. From genetics to epigenetics: the tale of Polycomb group and trithorax group genes, 2006, Chromosome Research, 14:363-375.

64. Gruzdeva N., Kyrchanova 0., Parshikov A. et al. The Mcp element from the bithorax complex contains an insulator that is capable of pairwise interactions and can facilitate enhancer-promoter communication, 2005, Mol. Cell. Biol., 25: 3682-3689.

65. Hagstrom K., Muller M., Schedl P. Fab-7 functions as a chromatin domain boundary to ensure proper segment specification by the Drosophila bithorax complex, 1996, Genes & Dev., 10:3202-3215.

66. Harrison D.A., Gdula D.A., Coyne R.S., Corces,V.G. A leucine zipper domain of the suppressor of Hairy-wing protein mediates its repressive effect on enhancer function, 1993, Genes & Dev., 7: 1966-1978.

67. Hawkins R. D., Ren B. Genome-wide location analysis: insights on transcriptional regulation, 2006, Hum. Mol. Genetics, 15:Rl-7.

68. Hebbes T.R., Clayton A.L., Thorne A.W., Crane-Robinson C. Core histone hyperacetilation comaps with generalized DNase I sensitivity in the chicken (3-globin chromosomal domain, 1994, EMBO J., 13: 1823 1830.

69. Holohan E. E., Kwong C., Adryan B. et al. CTCF Genomic Binding Sites in Drosophila and the Organisation of the Bithorax Complex, 2007, PLoS Genetics, 3: el 12

70. Inoue H., Nojima H., Okayama H. High efficiency transformation of Escherichia coli with plasmids, 1990, Gene, 96:23-28.

71. Ishihara K., Oshimura M., Nakao M. CTCF-dependent chromatin insulator is linked to epigenetic remodeling, 2006, Mol. Cell, 23:733-742.

72. Ishii K., Arib G., Lin C., Van Houwe G., Laemmli U.K. Chromatin boundaries in budding yeast: the nuclear pore connection, 2002, Cell, 109: 551-562.

73. Kaffer C.R., Srivastava M., Park K.Y. et al. A transcriptional insulator at the imprinted H19/Igf2 locus, 2000, Genes & Dev., 14: 1908-1919.

74. Kares R.E., Rubin G.M. Analysis of P transposable element functions in Drosophila, 1984, Cell, 38:135-146.

75. Kellum R., Schedl P. A position-effect assay for boundaries of higher order chromosomal domains, 1991, Cell, 64:941-950.

76. Kellum R., Schedl P. A group of scs elements function as domain boundaries in an enhancer-blocking assay, 1992, Mol. Cell. Biol., 12: 2424-2431.

77. Kim J., Shen B., Rosen C., Dorsett D. The DNA-binding and enhancer-blocking domains of the Drosophila suppressor of Hairy-wing protein, 1996, Mol. Cell. Biol., 16: 3381-3392.

78. Kim T.H., Abdullaev Z.K, Smith A.D. et al. Analysis of the vertebrate insulator protein CTCF-binding sites in the human genome, 2007, Cell, 128:1231-1245.

79. Kosak S. T., Groudine M. Form follows function: the genomic organization of cellular differentiation, 2004, Genes & Dev., 18:1371-1384.

80. Kuhn E. J., Geyer P. K. Genomic insulators: connecting properties to mechanism, 2003, Curr. Opin. Cell Biol., 15:259-265.

81. Kuhn E.J., Viering M.M., Rhodes K.M., Geyer P.K. A test of insulator interactions in Drosophila, 2003, EMBO J, 22: 2463-2471.

82. Kuhn E., Hart C., Geyer P. Studies of the role of the Drosophila scs and scs' insulators in defining boundaries ofa chromosome puff, 2004, Mol. Cell. Biol., 24: 1470-1480.

83. Labrador M., Corces V.G. Setting the boundaries of chromatin domains and nuclear organization, 2002,Cell, 111: 151-154.

84. Leighton P.A., Ingram R.S., Eggenschwiler J., Efstratiadis A., Tilghman S.M. Disruption of imprinting caused by deletion of the H19 gene region in mice, 1995, Nature, 375:34-39.

85. Levine M., Tjian R. Transcription regulation and animal diversity, 2003, Nature, 424: 147151.

86. Li B., Carey M., Workman J. L. The role of chromatin during transcription, 2007, Cell, 128:707-719.

87. Li Q., Stamatoyannopoulos G. Hypersensitive site 5 of the human beta locus control region functions as a chromatin insulator, 1994, Blood, 84:1399-401.

88. Li Y.-J., Fu X.-H., Liu D.-P., Liang C.-C. Opening the chromatin for transcription, 2004, IJBCB, 36:1411-1423.

89. Lin Q., Chen Q., Lin L., Zhou J. The Promoter Targeting Sequence mediates epigenetically heritable transcription memory, 2004, Genes & Dev., 18: 2639-2651.

90. Lindsley D., Zimm G. The genome of Drosophila melanogaster, 1992, Academic Press, New York.

91. Lutz M., Burke L.J., Barreto G. Transcriptional repression by the insulator protein CTCF involves histone deacetylases, 2000, Nucl. Ac. Res., 28: 1707-1713.

92. Lutz M., Burke L.J., LeFevre P. et al. Thyroid hormone-regulated enhancer blocking: cooperation of CTCF and thyroid hormone receptor, 2003, EMBO J., 22: 1579-1587.

93. Majumder P., Cai H.N. The functional analysis of insulator interactions in the Drosophila embryo, 2003, PNAS, 100: 5223-5228.

94. Mailin D.R., Myung J. S., Patton J. S., Geyer P. K. Polycomb group repression is blocked by the Drosophila Suppressor of Haiiy-wing Su(Hw). insulator, 1998,Genetics, 148: 331339.

95. Mazo A. M., Mizrokhi L. J., Karavanov A. A. et al. Suppression in Drosophila: su(Hw) and su(f) gene products interact with a region gypsy (mdg4) regulating its transcriptional activity, 1989, EMBO J., 8: 903-911.

96. Melnikova L., Juge F., Gruzdeva N., et al. Interaction between the GAGA factor and Mod(mdg4) proteins promotes insulator bypass in Drosophila, 2004, PNAS, 101: 14806— 14811.

97. Mihaly J., Hogga I., Barges S., Galloni M. et al. Chromatin domain boundaries in the Bithorax complex, 1998, Cell Mol.Life Sei., 54: 60-70.

98. Moazed D. Common themes in mechanisms of gene silencing, 2001, Mol.Cell., 8:489-49

99. Mongelard F., Corces V.G. Two insulators are not better than one, 2001, Nat. Struct. Biol., 8:192-194.

100. Moon H., Filippova G., Loukinov D. et al. CTCF is conserved from Drosophila to humans and confers enhancer blocking of the Fab-8 insulator, 2005, EMBO Rep., 2:165-170.

101. Mukhopadhyay R., Yu W.-Q., Whitehead J. et al. The binding sites for the chromatin insulator protein CTCF map to DNA methylation-free domains genome-wide, 2004, Gen. Res., 14:1594-1602.

102. Muller J., Hart C. M., Francis N.J. et al. Histone methyltransferase activity of a Drosophila Polycomb group repressor complex, 2002, Cell, 111: 197-208.

103. Muller J., Kassis J.A. Polycomb response elements and targeting of Polycomb group proteins in Drosophila, 2006, Genes Dev, 16:476-484.

104. Muravyova E., Golovnin A., Gracheva E., Parshikov A., Belenkaya T., Pirotta V., Georgiev P. Loss of insulator activity by paired Su(hw) chromatin insulators, 2001, Science, 291:495-498.

105. Mutskov V.J., Farrell C.M., Wade P.A., Wolffe A.P., Felsenfeld G. The barrier function of an insulator couples high histone acetylation levels with specific protection of promoter DNA from methylation, 2002, Genes&Dev., 16: 1540-1554.

106. Nabirochkin S., Ossokina M., Heidmann T. A nuclear matrix/scaffold attachment region co-localizes with the gypsy retrotransposon insulator sequence, 1998, J. Biol. Chem., 273. 2473-2479.

107. Ohtsuki S., Levine M., GAGA mediates the enhancer blocking activity of the eve promoter in the Drosophila embryo, 1998, Genes&Dev., 12: 3325-3330.

108. Oki M., Kamakaka R. T. Blockers and barriers to transcription: competing activities? 2002, Curr. Opin. Cell Biol., 14: 299-304.

109. Orphanides G, Reinberg D. A unified theory of gene expression, 2002, Cell,108:439-451.

110. Pai C.-Y., Corces V.G. The nuclear pore complex and chromatin boundaries, 2002, Trends in Cell Biol., 12:452-455.

111. Pai C., Lei C., Ghosh D., Corces V. The centrosomal protein CP 190 is a component of the gypsy chromatin insulator, 2004, Mol. Cell, 16: 737-748.

112. Parkhurst S.M., Harrison D.A., Remington M.P. et al. The Drosophila su(Hw) gene, which controls the phenotypic effect of the gypsy transposable element, encodes a putative DNA-binding protein, 1988, Genes & Dev., 2: 1205-1215.

113. Parnell J.T., Geyer P.K. Differences in insulator properties revealed by enancer blocking assays on episomes, 2000, EMBO J., 19: 5864-5874.

114. Parnell J.T., Viering M.M., Skjesol A. et al. An endogenous Su(Hw) insulator separates theregulatory domains in Drosophila, 2003, PNAS, 100: 13436-13441.

115. Parnell T. J., Kuhn E. J., Gilmore B. L., Helou C., Wold M.S., Geyer P. K. Identification of genomic sites that bind the Drosophila Suppressor of Hairy-wing insulator protein, 2006, Mol. Cel. Biol., 26: 5983-5993.

116. Patrinos G. P., de Krom M., de Boer E., Langeveld A. et al. Multiple interactions between regulatory regions are required to stabilize an active chromatin hub, 2004, Genes & Development, 18:1495-1509.

117. Pikaart M.J., Recillas-Targa F., Felsenfeld G. Loss of transcriptional activity of a transgene is accompanied by DNA methylation and histone deacetylation and is prevented by insulators, 1998, Genes&Dev., 12: 2852-2862.

118. Pirrotta V., Steller H., Bozzetti M. Multiple upstream regulatory elements control the expression of the Drosophila white gene, 1985, EMBO J., 4: 3501-3508.

119. Pirrotta V., Gross D.S. Epigenetic silencing mechanisms in budding yeast and fruit fly: different paths, same destinations, 2005, Mol. Cell, 18:395-398.

120. Prioleau M.-N., Nony P., Simpson M., Felsenfeld G. An insulator element and condensed chromatin region separate the chicken P-globin locus from an independently regulated erythroid-specific folate receptor gene, 1999, EMBO J., 18: 4035-4048.

121. Ramos E., Ghosh D., Baxter E., Corces V. Genomic organization of gypsy-like chromatin insulators in Drosophila melanogaster, 2006, Genetics, 172: 2337-2349.

122. Renaud S., Loukinov D., Bosman F.T. CTCF binds the proximal exonic region of hTERT and inhibits its transcription, 2005, Nucl. Ac. Res., 33: 6850—6860.

123. Recillas-Targa F., Pikaart M.J., Burgess-Beusse B. et al. Position-effect protection and enhancer blocking by the chicken P-globin insulator are separable activities, 2002, PNAS, 99:6883-6888.

124. Ringrose L., Paro R. Polycomb/Trithorax response elements and epigenetic memory of cell identity, 2007, Development, 134: 223-232.

125. Robinett C.C., O'Connor A., Dunaway M. The repeat organizer, a specialized insulator element within the intergenic spacer of the Xenopus rRNA genes, 1997, Mol. Cell. Biol., 17:2866-2875.

126. Rodin S., Georgiev P. Handling three regulatory elements in one transgene: a new I-Scel recombination system to supplement the Cre/LOX and Flp/FRT, 2005, BioTechniques, 39: 871-876.

127. Rong Y.S., Golic K.G., Gene targeting by homologous recombination in Drosophila, 2000, Science, 288: 2013-2018.

128. Roseman R. R., Pirrotta V., Geyer P. K. The Su(Hw) protein insulates expression of the Drosophila melanogaster white gene from chromosomal position-effects, 1993, EMBO J., 12:435-442.

129. Rubin G., Sprandling A. Genetic transformation of Drosophila with transposable element vectors, 1982, Science, 218: 348-353.

130. Saitoh N., Bell A.C., Recillas-Targa F. Structural and functional conservation at the boundaries of the chicken 0-globin domain, 2000, EMBO J., 19: 2315-2322.

131. Sambrook J., Fritsch E., Maniatis T. Molecular cloning: a Laboratory Manual, Ed.2, 1989, Cold Spring Harbor Laboratory, Cold Spring Harbor, NY.

132. Savitskaya E., Melnikova L., Kostuchenko M. et al. Study of long-distance functional interactions between Su(Hw) insulators that can regulate enhancer-promoter communication in Drosophila melanogaster, 2006, Mol. Cell. Biol., 26:754-761.

133. Schwartz Y. B., Kahn T. G., Nix D. A., Li X.-Y., Bourgon R., Biggin M., Pirrotta V. Genome-wide analysis of Polycomb targets in Drosophila melanogaster, 2006, Nature Genetics, 38: 700-705.

134. Scott K.C., Taubman A.D., Geyer P.K. Enhancer blocking by the Drosophila gypsy insulator depends upon insulator anatomy and enhancer strength, 1999, Genetics, 153: 787798.

135. Sigrist C. J. A., Pirrotta V. Chromatin insulator elements block the silencing of a target gene by the Drosophila Polycomb Response Element (PRE) but allow trans interactions between PREs on different chromosomes, 1997, Genetics, 147:209-221.

136. Sipos L., Gyurkovics H. Long-distance interactions between enhancers and promoters. The case of the Abd-B domain of the Drosophila bithorax complex, 2005, FEBS J., 272: 3253— 3259.

137. Smale S.T. Core promoters: active contributors to combinatorial gene regulation, 2001, Genes & Dev., 15:2503-8.

138. Smith P. A., Corces V. G. The Suppressor of Hairy-wing protein regulates the tissue-specific expression of the Drosophila gypsy retrotransposon, 1995, Genetics, 139: 215-228.

139. Spitz F., Gonzales F., Duboule D. Coordinate regulation of an extended chromosome domain, 2003, Cell, 113:405-417.

140. Splinter E., Heath H., Kooren J. et al. CTCF mediates long-range chromatin looping and local histone modification in the (3-globin locus, 2006, Genes & Dev., 20:2349-2354.

141. Sun F.-L., Elgin S. Putting boundaries on silence, 1999, Cell, 99: 459-462.

142. Szabo P.E., Tang S.-H.E., Silva F.J. et al. Role of CTCF binding sites in the Igf2/H19 imprinting control region, 2004, Mol. Cell. Biol., 24: 4791-4800.

143. Szutorisz H., Dillon N., Tora L. The role of enhancers as centres for general transcription factor recruitment, 2005, Trends in Biochemical Sciences, 30:593-599.

144. Taddei A. Active genes at the nuclear pore complex, 2007, Current Opinion in Cell Biology, 19: 305-310.

145. Tanimoto K., Sugiura A., Omori A. et al. Human (3-Globin Locus Control Region HS5 contains CTCF- and developmental stage-dependent enhancer-blocking activity in erythroid cells, 2003, Mol. Cel. Biol., 23: 8946 8952.

146. Tolhuis B., Palstra R. J., Splinter E. et al. Looping and interaction between hypersensitive sites in the active beta-globin locus, 2002, Mol. Cell, 10:1453-1465.

147. Tolhuis B., Muijrers I., de Wit E. et al. Genome-wide profiling of PRC1 and PRC2 Polycomb chromatin binding in Drosophila melanogaster, 2006, Nature Genetics, 38:694-699.

148. Torigoi E., Bennani-Baiti I.M., Rosen C. et al. Chip interacts with diverse homeodomain proteins and potentiates bicoid activity in vivo, 2000, PNAS, 97: 2686-2691.

149. Udvardy A., Maine E., Schedl P. The 87A7 chromomere. Identification of novel chromatin structures flanking the heat shock locus that may define the boundaries of higher order domains, 1985, J. Mol. Biol., 185: 341-358.

150. Udvardy A. Dividing the empire: boundary chromatin elements delimit the territory of enhancers, 1999, EMBO J., 18:1-8.

151. Valenzuela L., Kamakaka R.T. Chromatin Insulators, 2006, Annu. Rev. Genet., 40:107138.

152. Wai A.W.K., Gillemans N., Raguz-Bolognesi S. et al. HS5 of the human p-globin locus control region: a developmental stage-specific border in erythroid cells, 2003, EMBO J., 22: 4489-4500.

153. Wei W., Brennan M.D. Polarity of transcriptional enhancement revealed by an insulator element, 2000, PNAS, 97: 14518-14523.

154. West A., Gaszner M., Felsenfeld G. Insulators: many functions, many mechanisms, 2002, Genes&Dev., 16:271-288.

155. West A.G., Huang S., Gaszner M. et al. Recruitment of Histone Modifications by USF Proteins at a Vertebrate Barrier Element, 2004, Mol. Cell, 16:453^63.

156. West A.G., Fraser P. Remote control of gene transcription, 2005, Hum. Mol. Genet., 14:101-111.

157. Yang Y., Quitschke W.W., Vostrov A.A., Brewer G.J. CTCF is essential for up-regulating expression from the amyloid precursor protein ptomoter during differentiation of primary hippocampal neurons, 1999, J. ofNeurochem., 73: 2286-2298.

158. Yu W., Ginjala V., Pant V. et al. Poly(ADP-ribosyl)ation regulates CTCF-dependent chromatin insulation, 2004, Nat. Genet., 36:1105-1110.

159. Yusufzai T.M., Felsenfeld G. The 5'-HS4 chicken P-globin insulator is a CTCF-dependent nuclear matrix-associated element, 2004, PNAS, 101: 8620-8624.

160. Zhan H.C., Liu D.-P., Liang C.-C. Insulator: from chromatin domain boundary to gene regulation, 2001, Hum Genet, 109: 4711-478.

161. Zhong X.-P., Krangel M.S. An enhancer-blocking element between a and 5 gene segments within the human T cell receptor a/5 locus, 1997, PNAS, 94: 5219-5224.

162. Zhou J., Barolo S., Szymanski P. et al. The Fab-7 element of the bithorax complex attenuates enhancer-promoter interactions in the Drosophila embryo, 1996, Genes & Dev., 10: 3195-3201.

163. Zhou J., Levine M. A novel cis-regulatory element, the PTS, mediates an anti-insulator activity in the Drosophila embryo, 1999, Cell, 99:567-575.