Ген сфингомиелинсинтазы I (SGMS1) человека: структурно-функциональная организация и особенности экспрессии в разных тканях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Рожкова Александра Валерьевна

• Рожкова Александра Валерьевна
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Рожкова Александра Валерьевна

1.3. Цель и задачи исследования

1.4. Научная новизна

1.5. Теоретическая и практическая значимость работы

1.6. Методология и методы исследования

1.7. Положения, выносимые на защиту

1.8. Степень достоверности и апробация результатов

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Структурно-функциональная организация мРНК и механизмы регуляции экспрессии генов эукариот

2.1.1. Использование альтернативных промоторов

2.1.2. Роль 5 -НТО в регуляции трансляции

2.1.2.1. Вторичная структура 5 -НТО

2.1.2.2. IRES элементы

2.1.2.3. AUG кодоны в 5-НТО (upstream AUG, uAUG)

2.1.2.4. uORFs (короткие открытые рамки считывания в 5 -НТО)

2.1.2.5. Терминальные олигопиримидиновые тракты

2.1.2.6. Взаимодействия РНК-белок

2.1.3. Альтернативный сплайсинг

2.1.4. Альтернативное полиаденилирование (АПА)

2.1.5. Роль 3 -НТО транскриптов в регуляции экспрессии генов

2.1.5.1. Цис-действующие регуляторные элементы в мРНК

2.1.5.2. Контроль трансляции с использованием длины поли(А)

последовательности

2.1.5.3 Роль 3 -НТО в локализации транскриптов

2.1.6. Нонсенс-опосредованная деградация мРНК

2.2. Ген SGMS1 человека

2.2.1. Структурная организация гена SGMS1

2.2.2. Белок SMS1 и катализируемая им реакция

2.2.3. Функции SMS1 в клетке

2.2.4. Влияние нарушения функционирования SMS1 на развитие болезней

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

3.1. Биоинформатические методы анализа

3.1.1. Конструирование гипотетических альтернативных транскриптов

3.1.2. Поиск и анализ гипотетических промоторных областей

3.1.3. Анализ структуры транскриптов

3.1.4. Поиск открытых рамок считывания и анализ гипотетических белковых продуктов

3.2. Выщеление тотальной РНК из тканей человека

3.2.1. Выделение тотальной РНК

3.2.2. Обработка препаратов РНК ДНКазой I

3.2.3 Измерение концентрации РНК

3.2.4 Электрофоретическое разделение тотальной РНК

3.3 ОТ-ПЦР

3.3.1 Синтез одноцепочеченой кДНК

3.3.2 Полимеразная цепная реакция

3.3.3 Фракционирование продуктов ОТ-ПЦР в ПААГ

3.3.4 Фракционирование продуктов ОТ-ПЦР в агарозном геле

3.3.5 Оценка относительного содержания транскриптов с использованием ОТ-ПЦР

3.3.6 Обработка ДНК фага X рестрицирующей эндонуклеазой Pst I

3.4. Секвенирование продуктов ОТ-ПЦР

3.4.1 Элюция продуктов ОТ-ПЦР из агарозного геля

3.4.2 Автоматическое секвенирование

3

3.5 Амплификация концов кДНК

3.6 ПЦР в реальном времени

3.6.1 Полимеразная цепная реакция

3.6.2 Статистический анализ данных ПЦР в реальном времени

3.7. Клонирование последовательностей кДНК

3.7.1 Получение компетентных клеток

3.7.2 Клонирование последовательностей кДНК в вектор pUC19

3.7.3 Конструирование рекомбинантной плазмиды pUC19 с участками кДНК, соответствующей ОРС транскриптов гена SGMS1

3.7.4 Трансформация клеток E.coli полученной рекомбинантной плазмидой на основе pUC

3.7.5 Конструирование рекомбинантной плазмиды pEGFP-C2 с участками кДНК, соответствующей ОРС транскриптов гена SGMS1

3.7.6 Трансформация клеток E.coli полученной рекомбинантной плазмидой на основе pEGFP-C2

3.8. Трансфекция и электропорация клеток HeLa и Vero

3.8.1 Культивирование клеток

3.8.2 Липосомная трансфекция клеток HeLa и Vero

3.8.3 Электропорация клеток HeLa

3.9. Электрофорез белков в ПААГ

3.10. Вестерн-блоттинг и иммунофлуоресцентное окрашивание белков

3.11. Фиксация клеток Vero на стеклах и иммунофлуоресцентное окрашивание белков

3.12. Микроскопия

3.13. Выделение РНК из клеток HeLa, ОТ-ПЦР

4. РЕЗУЛЬТАТЫ

4.1. In silico конструирование гипотетических альтернативных транскриптов гена SGMS1 и определение их экзонной структуры

4.2. Выявление предсказанных транскриптов в тканях человека и установление их первичной структуры

4

4.3. Определение первичной структуры 5'- и 3'-концов

альтернативных транскриптов

4.4. Особенности структурной организации 5'- и 3'- НТО альтернативных транскриптов гена SGMS1

4.4.1. 5 - НТО альтернативных транскриптов

4.4.2. 3 - НТО транскриптов альтернативных транскриптов

4.5. Анализ гипотетических белковых продуктов, кодируемых

альтернативными транскриптами

4.6. Определение внутриклеточной локализации белков, кодируемых транскриптами гена SGMS1

4.7. Поиски и характеристика гипотетических промоторных областей гена SGMS1

4.8. Особенности экспрессии гена sgms1 в разных тканях человека

4.9. Анализ экспрессии гена sgms1 в опухолях легкого и пищевода

4.9.1. Экспрессия гена SGMS1 в нормальных тканях легкого и пищевода

4.9.2. Снижение экспрессии гена SGMS1 в опухоли легкого

4.9.3. Разнонаправленное изменение содержания транскриптов гена SGMS1 в опухоли пищевода

5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

6. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

7. ВЫВОДЫ

8. СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

10. БЛАГОДАРНОСТИ

1. ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ген сфингомиелинсинтазы I (SGMS1) человека: структурно-функциональная организация и особенности экспрессии в разных тканях»

1.1. Актуальность темы исследования

Современные методы секвенирования и биоинформатического анализа позволили достичь значительного прогресса в исследовании генома и транскриптома человека. Накопленная информация имеет огромное значение для изучения структурной организации генов, что чрезвычайно важно для понимания особенностей их функционирования в норме и при патологии. Наиболее актуальным, представляющим большой интерес для научного познания, является исследование генов, играющих важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма.

В клетках большинства эукариотических организмов значительную роль играет фермент сфингомиелинсинтаза 1 (SMS1). Функционирование данного фермента необходимо для жизни и роста клеток. Фермент обеспечивает синтез сфингомиелина (СМ) и диацилглицерина (ДАГ) из церамида и фосфатидилхолина [1-3]. Также SMS1 может катализировать обратную реакцию [1, 4]. Таким образом, активность фермента необходима для синтеза СМ, являющегося компонентом клеточных мембран, а также для регулирования баланса гибели и выживания клеток в результате регуляции синтеза анти-апоптотического медиатора ДАГ и про-апоптотического медиатора церамида.

Показано, что SMS1 участвует в регуляции многих жизненно важных

процессов: в регуляции везикулярного транспорта белковых молекул, в

клеточной пролиферации, апоптозе, метаболизме холестерина, некоторых

аполипопротеинов [5-8]. Многообразие и сложность биологических

процессов, опосредованных SMS1, предполагает высокую степень

специфичности контроля экспрессии соответствующего гена в отдельных

клетках и тканях организма. Исследование особенностей функционирования

гена SGMS1 и, в частности, структурной организации его транскриптов,

является актуальным и фундаментально значимым для понимания

6

механизмов регуляции важных физиологических процессов клетки. Нарушение систем регуляции активности данного гена будет неизбежно приводить к патологическим процессам. В настоящее время показана существенная роль изменения уровня сфингомиелина в развитии атеросклероза [9-11] и опухолей ряда тканей [12-14]. Изучение основ регуляции функционирования гена SGMS1 необходимо для понимания молекулярных механизмов данных патологических процессов.

1.2. Степень разработанности темы исследования

Белок SMS1 имеет высокую степень сходства у разных организмов (степень гомологии молекул данного белка у млекопитающих не менее 96%) [15]. Структурная организация гена SGMS1 человека, кодирующего SMS1, была определена еще до выявления аминокислотной последовательности самого белка. Ранее в нашей лаборатории был идентифицирован ген MOB (номенклатурное название ТМЕМ23), включающий последовательность из клонотеки кДНК продолговатого мозга (medulla oblongata) человека. Ген МОВ протяженностью 320 т.п.н., локализованный на 10 хромосоме человека в области 10q11.2, кодировал гипотетический белок, последовательность которого включала 413 аминокислот и полностью совпала с аминокислотной последовательностью идентифицированного позже фермента сфингомиелинсинтазы 1 (SMS1) [16-18]. Таким образом, ген МОВ фактически являлся геном SGMS1, кодирующим фермент SMS1.

Особенности функционирования гена, кодирующего фермент SMS1,

были исследованы у мыши, свиньи и курицы [15, 19, 20]. Было выявлено, что

транскрипт, кодирующий белок SMS1, экспрессируется во всех

исследованных тканях животных, при этом его уровень варьирует между

органами. Анализ кДНК гена Sgmsl мыши показал, что данный ген участвует

в синтезе четырех различных мРНК. Были определены структура и

последовательность этих мРНК, их экспрессия в разных тканях. По данным

7

исследователей, транскрипты гена Sgms1 могут обеспечивать синтез трех гипотетических белков [20]. Данная работа явилась продолжением исследования особенностей функционирования гена SGMS1 человека.

1.3. Цель и задачи исследования

Целью исследования явилось выявление особенностей структурно-функциональной организации гена SGMS1 человека. Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести биоинформатический поиск последовательностей, высоко гомологичных последовательности гена SGMS1, в базах данных экспрессирующихся последовательностей GenBank;

2. Определить нуклеотидную последовательность альтернативных транскриптов гена SGMS1, уточнить структурную организацию данного гена;

3. Оценить уровень экспрессии выявленных альтернативных транскриптов гена SGMS1 в разных тканях человека;

4. Провести поиск возможных промоторных областей гена SGMS1;

5. Провести клонирование кодирующих областей обнаруженных альтернативных транскриптов гена SGMS1 в эукариотический вектор pEGFP-C2, определить клеточную локализацию белков, кодируемых альтернативными транскриптами гена;

6. Выявить особенности экспрессии гена SGMS1 в опухолях пищевода и легкого человека.

1.4. Научная новизна

В данной диссертационной работе впервые показано наличие

множества альтернативных транскриптов гена SGMS1 человека, описана их

структурная организация. Предложены механизмы синтеза выявленных

транскриптов и выдвинута гипотеза об их функции в клетке. Определен

уровень представленности альтернативных транскриптов в разных тканях

8

человека. Оценен уровень экспрессии транскриптов гена SGMS1 в опухолях различного тканевого генеза. В клеточной системе Vero впервые определена внутриклеточная локализация белкового продукта уменьшенного размера, кодируемого укороченными с 3' -конца транскриптами гена SGMS1.

1.5. Теоретическая и практическая значимость работы

Информация о существовании альтернативных транскриптов, об их структуре, представленности, а также о локализации кодируемых ими альтернативных белков могут быть необходимы для дальнейшего исследования функционирования гена SGMS1 человека. Данные об организации альтернативных транскриптов позволяют предположить механизм регуляции активности гена SGMS1 . Оценка уровня экспрессии гена SGMS1 в опухолях может быть полезна для установления механизма развития данных опухолей, их диагностики.

1.6. Методология и методы исследования

Результаты были получены с использованием биоинформатических методов анализа, методов выделения РНК и плазмидной ДНК, ОТ-ПЦР, ПЦР в реальном времени, клонирования последовательностей ДНК, трансформации бактериальных клеток, а также ряда других стаендартных молекулярно-биологических методов.

1.7. Положения, выносимые на защиту

1. Ген SGMS1 человека состоит не менее чем из 24 экзонов и обеспечивает синтез 16 альтернативных транскриптов. В их число входят изоформы мРНК, отличающиеся участком 5' -НТО и кодирующие полноразмерный белок, а также транскрипты, возникающие в результате альтернативной комбинации экзонов, затрагивающих кодирующую область гена и 3' - НТО.

2. Ген SGMS1 экспрессируется в разных тканях человека. Альтернативные транскрипты гена в тканях человека представлены на разном уровне; наиболее представлены транскрипты, кодирующие полноразмерный белок SMS1.

3. В синтезе транскриптов гена SGMS1 участвуют альтернативные промоторы. Во всех исследованных тканях человека наиболее представлены транскрипты, синтез которых происходит под контролем дистального промотора, включающего экзон 1. Транскрипты, синтез которых обеспечивают промоторы, локализованные в интронах гена, представлены на низком уровне.

4. В синтезе транскриптов гена SGMS1, укороченных с 3' -конца, участвуют механизмы тканеспецифического интронного полиаденилирования.

5. В клетках HeLa и Vero белок, полученный в результате клонирования кодирующей области транскриптов гена SGMS1, укороченных с 3' -конца, и последующей трансформации рекомбинантных векторов, локализуется, как и полноразмерный белок, в аппарате Гольджи.

6. В опухолях различного тканевого генеза транскрипты гена SGMS1 экспрессируются на разных уровнях.

1.8. Степень достоверности и апробация результатов

Достоверность полученных результатов подтверждается апробацией результатов на следующих научных конференциях:

1. ^съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, 11-15 мая 2008 г., Новосибирск.

2. The European Human Genetics Conference 2009, Vienna, Austria, May 23 -26, 2009

3. 59th Annual Meeting of The American Society of Human Genetics, October 20 - 24, 2009, Honolulu, Hawaii.

4. The 4th International IMBG conference for young scientists "Molecular Biology: advances and perspectives", Ukraine, Kyiv, 2011, September 14-17

5. V Международная школа молодых ученых по молекулярной генетике «Непостоянство генома», 3-7 декабря 2012г., Звенигород, Россия).

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1. Структурно-функциональная организация мРНК и механизмы

регуляции экспрессии генов эукариот

Сложность организации живых существ зависит не только от количества генов в их геноме, но и от функционирования систем регуляции, обеспечивающих реализацию закодированной в генах информации. Процессы регуляции включают в себя такие механизмы как использование альтернативных промоторов, альтернативного сплайсинга, редактирования РНК и другие. Это усложнение систем регуляции, вероятно, обеспечивает существование наблюдаемого различия в организации относительно просто устроенных организмов, например, дрозофилы ( 13000 генов в геноме) и Caenorabditis е^аш 18000 генов в геноме), и таких сложных организмов как мышь и человек (20000-30000 генов в геноме).

2.1.1. Использование альтернативных промоторов

Более половины генов человека содержат больше одного промотора. Альтернативные промоторы обеспечивают разнообразие транскриптов в клетке. Для многих генов показано отсутствие взаимосвязи количества транскриптов, синтезируемых с альтернативных промоторов одного гена. Это указывает на различную регуляцию их активности в пределах одной ткани и различие функций данных транскриптов [21]. Для альтернативных промоторов некоторых генов было показано, что различия в их активности обусловлены наличием в данных промоторах сайтов связывания разных активаторов и репрессоров, а также различной степенью метилирования [2126]. Содержание транскриптов, синтезируемых с альтернативных промоторов, различается в разных тканях, что указывает на высокий уровень контроля регуляции активности данных промоторов [21, 27].

Таким образом, обеспечивая синтез определенных изоформ мРНК в

нужное время в нужном месте, альтернативные промоторы обеспечивают

12

тонкую регуляцию уровня экспрессии содержащих их генов на уровне транскрипции [22, 28]

60-80% генов млекопитающих с альтернативными промоторами обеспечивают синтез транскриптов с одинаковыми открытыми рамками считывания (ОРС) [29]. Однако данные транскрипты отличаются 5' -НТО, что влияет на экспрессию гена на уровне трансляции [28]. Известно, что переключение активности одного промотора на другой может приводить к многократному изменению концентрации белка в клетке.

Наличие альтернативные промоторов млекопитающих, обеспечивающих синтез транскриптов с ОРС различной длины, приводит к появлению белков укороченных с К-конца, или наоборот, содержащих дополнительные домены на К-конце. Подчас эти субформы белка имеют противоположные функции. В некоторых случаях альтернативные промоторы обеспечивают синтез белков с различной аминокислотной последовательностью. Использование данных альтернативных промоторов повышает разнообразие белков [22].

Доля альтернативных промоторов среди генов мыши и человека, участвующих в регуляции транскрипции и развития организма непропорциональна велика. Большая часть этих транскриптов синтезируется в основном на ранних стадиях развития [22].

2.1.2. Роль 5 '-НТО в регуляции трансляции

Как уже упоминалось, использование различных промоторов часто приводит к появлению транскриптов с различными 5' -НТО. 5' -НТО содержит различные регуляторные элементы и играет основную роль в контроле инициации трансляции [30]. Именно инициация является этапом трансляции, лимитирующим ее скорость [31].

Процесс продвижения малой субъединицы рибосомы вдоль 5' -НТО

транскрипта с целью поиска инициаторного кодона называется сканированием [32]. Сканирование начинается со связывания инициаторного комплекса, состоящего из факторов инициации, со структурой кэпа. Далее происходит присоединение 40S субъединицы к кэпу. Малая субъединица сканирует 5' -НТО до первого AUG кодона, после чего сразу к нему присоединяется 60S субъединица рибосомы для формирования 80S рибосомы. Освобождаются факторы иициации и формируется первая пептидная связь [32, 33].

Кэп-зависимая модель сканирования объясняет инициацию трансляции большинства эукариотических мРНК. Длинные 5' -НТО, содержащие вторичные структуры, формируемые парами оснований C-G, A-U и G-U, uAUGs (upstream AUG, AUG кодоны в 5' -НТО) и uORF (upstream open reading frames, короткие открытые рамки считывания в 5 -НТО) ингибируют сканирование рибосомами и таким образом снижают эффективность трансляции мРНК [34].

В целом, 5' -НТО генов с низким выходом белка обычно длиннее (длина более 100 нуклеотидов в 95% случаев), более богаты GC-основаниями и содержат стабильные вторичные структуры со свободной энергией ниже 50 ккал/моль (более чем в 90% случаев), uORF (в 32%) и uAUG (в 42% случаев) [35]. Большое количество данных мРНК кодирует белки транскрипционных факторов, протоонкогенов, ростовых факторов, их рецепторов и другие регуляторные белки. Напротив, 5 -НТО траенскриптов с эффективной трансляцией, являются короткими (средняя длина 73 нуклеотида), характеризуются низким содержанием GC-оснований, являются относительно неструктурированными (практически не содержат стабильные вторичные структуры) и редко содержат uAUG кодоны (частота встречаемости ниже в три раза). Эти мРНК составляют 90% клеточных мРНК и кодируют такие белки как миозин, актин и тубулин [35].

Существуют гены позвоночных, транскрибирующиеся в некоторых тканях с промоторов, обеспечивающих синтез транскриптов, 5' -НТО которых содержит большое число uAUG кодонов, что снижает их трансляцию в этих тканях. В тканях, которые являются основным местом экспрессии этих генов, другие промоторы продуцируют мРНК, 5' -НТО которых не столь "загружена" uAUG кодонами. Примером может служить отличный уровень мРНК гена препроэнкефалина крысы в семенниках по сравнению с мозгом. У некоторых генов в ответ на прохождение определенных этапов развития организма (например, созревание Т клеток) или воздействие стимулов окружающей среды (эндотоксин) происходит переключение на синтез транскриптов с более короткими, более эффективными лидерными последовательностями. В основе этого явления может быть как переход на транскрипцию с другого промотора, так и на другой тип альтернативного сплайсинга [36]. Так, арсенит в клетках гепатомы человека HepG2 индуцирует образование в основном мРНК гена hTRB3 (human tribbles homolog 3) с укороченным вариантом 5' -НТО, который имеет более высокую эффективность трансляции благодаря отсутствию ингибиторной uORF. Это обеспечивает повышение синтеза белка hTRB3 в условиях стресса [37].

2.1.2.1. Вторичная структура 5 -НТО

Высоко структурированные мРНК часто кодируются генами, участвующими в процессе развития. Содержание таких мРНК часто варьирует в зависимости от стадии развития организма или типа ткани [33].

Показано, что наличие шпильки с AG = -30 ккал/моль в пределах 12 н. от кэпа предотвращает связывание сканирующего комплекса с 40S субъединицей рибосом с кэпом мРНК. Данный комплекс, по-видимому, способен расплетать вторичную структуру мРНК, так как наличие такой шпильки на большем удалении от кэпа не вызывает ингибирования

трансляции [38]. Однако наличие шпильки с AG = -50 (-60) ккал/моль в любом месте 5' -НТО может практически полностью блокировать миграцию 40S рибосом, приводя к ингибированию трансляции на 85-95% или ее полному подавлению в системе in vivo и in vitro соответственно [39, 40].

Хорошо охарактеризованной вторичной структурой, имеющей существенное влияние на трансляцию, является структура G-квадруплекса (G4). G4 представляет собой гуанин-богатые последовательности нуклеиновых кислот, которые сворачиваются в неканоническую четырехспиральную структуру [30].0сновой G-квадруплекса является тетрамерная единица, известная как G-квартет, которая формируется из 4-х G-оснований, соединенных водородными связями в плоскую квадратную структуру. Когда несколько G-квартетов формируется близко друг к другу внутри единой цепи нуклеиновой кислоты, они могут обеспечивать стекинг-взаимодействие, формируя 3D структуру, называемую G-квадруплекс. Эти структуры далее стабилизируются одновалентными катионами, в особенности K+ или Na+. В РНК-квадруплексах С2'-гидроксильная группа рибозы также образует водородные связи с атомами гуанина G-квартета. G-квадруплекс является очень стабильной структурой и может сильно ингибировать трансляцию, что показано для ряда мРНК человека. Так, G-квадруплекс в 5' -НТО мРНК Zic-1 человека обеспечивает ингибирование трансляции на 80% [33].

2.1.2.2. IRES элементы

IRES элементы (Internal ribosome entry sites, внутренние сайты входа рибосом) являются структурными мотивами в 5 -НТО, способствующими кэп-независимой инициации трансляции, при которой рибосома связывается с внутренним сайтом близко к сайту инициации трансляции.

Предполагается, что около 10% мРНК человека содержат IRES

элементы. IRES способствуют привлечению рибосом к кэпированным или некэпированным мРНК в условиях, когда кэп-зависимая трансляция ингибирована стрессом, стадией клеточного цикла или апоптозом, что обеспечивает непрекращающуюся экспрессию белков, необходимых для функционирования клетки [30]. Соответственно, клеточные IRES-содержащие мРНК кодируют про- и антиапоптотические белки, белки клеточного цикла и транскрипционные факторы [41]. Экспрессия ряда IRES-содержащих генов, например гена Bcl-2, наблюдается на низком уровне во время нормального роста клетки, но в условиях стресса индуцируется с использованием IRES. IRES элементы могут приводить к появлению различных изоформ белка, повышая таким образом ресурсы экспрессии с одного гена. Наличие IRES между инициаторными кодонами позволяет предположить их роль в обеспечении трансляции со слабых альтернативных стартовых кодонов. Эффективность IRES зависит от транс-действующих факторов, что обеспечивает тканеспецифичность IRES-опосредованной трансляции мРНК.

Структура эукариотических IRES очень разнообразна, не идентифицировано консервативных последовательностей или структурных мотивов в их последовательности. Предполагают, что IRES не являются стабильными структурами, а могут подвергаться конформационным переходам, которые значительно влияют на их активность [30]. Регуляция IRES-опосредованной трансляции является сложной, так как не все IRES активны при всех условиях и на всех стадиях клеточного цикла. Предпологается, что как клеточные, так и вирусные IRES регулируются специфическими IRES-транс-действующими факторами (ITAFs, IRES-transacting factors). ITAFs, по-видимому, функционируют как РНК шапероны, делая структуру IRES доступной для связывания других ITAFs или 40S субъединиц рибосом. Имеются прмеры подобной регуляции. Отличие IRES-

опосредованной трансляции от кэп-зависимой заключается в том, что первая

17

может инициироваться чачтично разрушенным инициаторным комплексом, тогда как вторая требует его целостности [32].

Изменения в регуляции IRES могут приводить к развитию болезней. Так, при множественной миеломе наблюдается дисрегуляция экспрессии c-Myc. У части пациентов мутация в IRES c-Myc изменяет его вторичную структуру, повышая более чем в три раза уровень трансляции c-Myc без изменения уровня его мРНК [41].

2.1.2.3. AUG кодоны в 5-НТО (upstream AUG, uAUG)

У позвоночных оптимальной последовательностью нуклеотидов вокруг стартового AUG является GCCA/GCCAUGG (подчеркнут стартовый кодон). Так как наибольшее влияние на эффективность трансляции имеют позиции -3 и +4, то инициаторный кодон может рассматриваться как сильный или слабый на основании рассмотрения данных позиций [42]. При наличии более слабой последовательности может осуществляться механизм слабого сканирования (leaky-scanning mechanism), когда рибосома может пропускать первый AUG кодон (в частности uAUG), инициируя трансляцию на следующем инициаторном кодоне [31]. Наличие uAUG снижает трансляцию с основного AUG [43].

2.1.2.4. uORFs (короткие открытые рамки считывания в 5 -НТО)

uORFs (upstream open reading frames, короткие открытые рамки считывания в 5 -НТО) возникают в 5 -НТО, когда имеется стоп-кодон, следующий за uAUG кодоном в той же рамке. uORFs представлены в 50 % 5' -НТО человека, и их наличие коррелирует со сниженной экспрессией белка. Мутационный анализ указывает на то, что в среднем uORFs снижают уровень мРНК на 30 %, а уровень экспрессии белка - на 30-80 %. Так, мутации в 1-ой или 2-ой uORF транскрипта PKC (protein kinase C,

протеинкиназы С) человека приводят к повышению уровня экспрессии в 1,5 и 2 раза, тогда как двойная мутация приводит к 3-х кратному повышению уровня экспрессии с основного AUG [30].

В некоторых случаях рибосомы проходят через uORF, не распознавая его AUG. Это происходит, когда AUG находится в контексте, не распознаваемом эффективно сканирующей рибосомой (leaky-scanning mechanism) или, если первый AUG находится слишком близко к 5' -кэпу [44].

Если AUG uORF распознается рибосомой, то происходит трансляция данной uORF, после чего рибосома может полностью отделиться от мРНК на стоп-кодоне uORF, что приводит к отсутствию трансляции с основной рамки. В то же время в некоторых случаях после трансляции uORF 40S cубъединица рибосомы может остаться ассоциированной с мРНК, продолжить сканирование и реинициировать трансляцию с более дистального AUG кодона. Полагают, что реинициация является неэффективным механизмом, который действует только после трансляции коротких uORF. Несколько факторов инициации должны остаться ассоциированы с рибосомой во время трансляции и терминации, чтобы реинициация могла осуществиться. Поэтому рибосома, которая транслирует короткую uORF с большей вероятностью осуществит реиницицию (время трансляции коротких uORF невелико, и необходимые факторы инициации не успевают уйти из комплекса с рибосомой).

Результаты нескольких работ показывают, что наибольшее значение для ингибирования трансляции с основного AUG имеют четыре характеристики uORF: сильный контекст uAUG, эволюционная консервативность, повышенная дистанция от кэпа и множественные uORF в 5' -НТО [31].

В некоторых случаях пептидные продукты uORF могут приводить к

цис- или транс-регуляции трансляции основной рамки. При этом

последовательность и длина белка, кодируемого uORF, играют роль в

19

ингибировании трансляции с основнй рамки. Примером цис-регуляции является опосредованная uORF репрессия трансляции S-аденозил-метионин декарбоксилазы (AdoMetDC) млекопитающих, при которой пептидный продукт, кодируемый uORF, вызывает остановку рибосом на последовательности uORF, преграждая путь рибосом к основной рамке [44]. Одним из пептидов, осуществляющих транс-регуляцию, является пептид, кодируемый uORF транскрипта гена аргининсукцинатсинтазы (AS). Трансфекция конструкции с uORF бычьей AS в эндотелиальные клетки аорты приводила к подавлению экспрессии эндогенного белка AS [44].

uORFs часто выявляются в определенных классах мРНК, включая мРНК онкогенов (75% онкогенов) и в множестве транскриптов, участвующих в важных клеточных процессах, таких как дифференцировка, клеточный цикл и ответ на стресс [31]. Показано, что uORF могут участвовать в клеточном ответе на стресс, а также на повреждение ДНК, являясь необходимыми для стимуляции инициация трансляции мРНК, вовлеченных в ответ на стресс, и мРНК ряда генов репарации ДНК [41].

Описано несколько случаев активирующего действия uORF на трансляцию [45].

Существует ряд заболеваний, вызываемых созданием или делетированием uORF в результате одиночных нуклеотидных замен. Так, при наследственной меланоме в некоторых семьях наблюдается G/T мутация, которая создает uAUG в мРНК CDKN2A (ингибитор киназы Cdk4/Cdk8). Эта uORF, эффективно распознаваемая рибосомами, снижает уровень экспрессии мРНК CDKN2A [44].

2.1.2.5. Терминальные олигопиримидиновые тракты

В активно растущих клетках млекопитающих 30% белков

синтезируются с мРНК, которые содержат терминальные

олигопиримидиновые тракты (TOP, terminal oligopyrimidine tracts) в их 5' -

20

НТО. У этих мРНК первым основанием, следующим за кэпом, является остаток цитозина, за которым следует олигопиримидиноый тракт из 7-14 остатков, формирующих 5' -концевой TOP мотив. TOP содержащие транскрипты кодируют рибосомные белки и компоненты аппарата трансляции, включая факторы элонгации, поли(А) связывающий белок и некоторые субъединицы фактора инициации трансляции. Полагают, что наличие TOP мотива обеспечивает уникальную инициацию трансляции данной группы мРНК [41]. Вслед за стимуляцией клетки, например, ростовыми факторами, содержащие TOP мРНК оказываются все нагруженными рибосомами. Напротив, в условиях клеточного стресса, сопровождающегося остановкой роста, эта группа мРНК оказывается полностью лишенной рибосом. Имеются данные, которые позволяют предположить, что ассоциация мРНК, содержащих TOP, с рибосомами контролируется специфическими транс-действующими факторами [41].

2.1.2.6. Взаимодействия РНК-белок

Белки могут регулировать трансляцию путем взаимодействия со специфическими последовательностями в 5' -НТО. Наиболее изучена регуляция, опосредованная IRP (белок регуляции уровня железа, iron regulatory protein). Ряд транскриптов различных генов, кодирующих белки, вовлеченные в метаболизм железа, содержат в 5' -НТО IRE (iron-responsive element). Так, 5 -НТО мРНК ферритина - белка, обеспечивающего запасание железа в клетке в изолированных компартментах, содержит один IRE. В случае низкой концентрации железа, когда клетки нуждаются в большем уровне железа, IRP связываются с данными IRE, подавляя трансляцию мРНК ферритина. Напротив, при высокой концентрации железа связывание IRP снижено, что повышает трансляцию мРНК ферритина [43].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рожкова Александра Валерьевна, 2016 год

9. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Marggraf W.D., Kanfer J.N. The phosphorylcholine acceptor in the phosphatidylcholine:ceramide cholinephosphotransferase reaction. Is the enzyme a transferase or a hydrolase? Biochim. Biophys. Acta 1984, 793(3): 346-353.

2. Ullman M.D., Radin N.S. The enzymatic formation of sphingomyelin from ceramide and lecithin in mouse liver. J. Biol. Chem. 1974, 249(5): 15061512.

3. Voelker D.R., Kennedy E.P. Cellular and enzymic synthesis of sphingomyelin. Biochemistry 1982, 21(11): 2753-2759.

4. Van Helvoort A., Van't Hof W., Ritsema T., Sandra A., Van Meer G.

Conversion of diacylglycerol to phosphatidylcholine on the basolateral surface of epithelial (Madin-Darby canine kidney) cells. Evidence for the reverse action of a sphingomyelin synthase. J. Biol. Chem. 1994, 269(3): 1763-1769.

5. Barcelo-Coblijn G., Martin M.L., De Almeida R.F.M., Noguera-Salva M.A., Marcilla-Etxenike A., Guardiola-Serrano F., Luth A., Kleuser B., Halver J.E., Escriba P.V. Sphingomyelin and sphingomyelin synthase (SMS) in the malignant transformation of glioma cells and in 2-hydroxyoleic acid therapy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108(49): 19569-19574.

6. Shakor A.B.A., Taniguchi M., Kitatani K., Hashimoto M., Asano S., Hayashi A., Nomura K., Bielawski J., Bielawska A., Watanabe K., Kobayashi T., Igarashi Y., Umehara H., Takeya H., Okazaki T. Sphingomyelin Synthase 1-generated Sphingomyelin Plays an Important Role in Transferrin Trafficking and Cell Proliferation. J. Biol. Chem. 2011, 286(41): 36053-36062.

7. Subathra M., Qureshi A., Luberto C. Sphingomyelin Synthases Regulate Protein Trafficking and Secretion. PLoS ONE 2011, 6(9): e23644; DOI: 10.1371/journal.pone.0023644.

8. Yan N., Ding T., Dong J., Li Y., Wu M. Sphingomyelin synthase overexpression increases cholesterol accumulation and decreases cholesterol secretion in liver cells. Lipids Health Dis. 2011, 10(1): 46; DOI: 10.1186/1476-511X-10-46.

9. Dong J., Liu J., Lou B., Li Z., Ye X., Wu M., Jiang X.C. Adenovirus-mediated overexpression of sphingomyelin synthases 1 and 2 increases the atherogenic potential in mice. J. Lipid Res. 2006, 47(6): 1307-1314.

10. Li Z., Fan Y., Liu J., Li Y., Huan C., Bui H.H., Kuo M.-S., Park T.-S., Cao G., Jiang X.-C. Impact of Sphingomyelin Synthase 1 Deficiency on SphingolipidMetabolism and Atherosclerosis in Mice. Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 2012, 32(7): 1577-1584.

11. Park T.S., Panek R.L., Mueller S.B., Hanselman J.C., Rosebury W.S., Robertson A.W., Kindt E.K., Homan R., Karathanasis S.K., Rekhter M.D. Inhibition of sphingomyelin synthesis reduces atherogenesis in apolipoprotein E-knockout mice. Circulation 2004, 110(22): 3465-3471.

12. Merchant T.E., Meneses P., Gierke L.W., Den Otter W., Glonek T. 31P magnetic resonance phospholipid profiles of neoplastic human breast tissues. Br. J. Cancer 1991, 63(5): 693-698.

13. Van Blitterswijk W.J., De Veer G., Krol J.H., Emmelot P. Comparative lipid analysis of purified plasma membranes and shed extracellular membrane vesicles from normal murine thymocytes and leukemic GRSL cells. Biochim. Biophys. Acta 1982, 688(2): 495-504.

14. Van Der Luit A.H., Budde M., Zerp S., Caan W., Klarenbeek J.B., Verheij M., Van Blitterswijk W.J. Resistance to alkyl-lysophospholipid-induced apoptosis due to downregulated sphingomyelin synthase 1 expression with consequent sphingomyelin- and cholesterol-deficiency in lipid rafts. Biochem. J. 2007, 401(2): 541-549.

15. Guillen N., Navarro M.A., Surra J.C., Arnal C., Fernandez-Juan M.,

Cebrian-Perez J.A., Osada J. Cloning, characterization, expression and

135

comparative analysis of pig Golgi membrane sphingomyelin synthase 1. Gene 2007, 388(1-2): 117-124.

16. Vladychenskaya I.P., Dergunova L.V., Dmitrieva V.G., Limborska S.A. Human gene MOB: structure specification and aspects of transcriptional activity. Gene 2004, 338(2): 257-265.

17. Vladychenskaya I.P., Dergunova L.V., Limborska S.A. In vitro and in silico analysis of the predicted human MOB gene encoding a phylogenetically conserved transmembrane protein. Biomol. Eng. 2002, 18(6): 263-268.

18. Дергунова Л.В., Раевская Н.М., Владыченская И.П., Лимборская С.А. Структурно-функциональный анализ кДНК последовательностей Hfb1, Hmob3 и Hmob33 как пример исследования мозгоспецифических генов человека. Молекулярная биология 2003, 37(2): 315-324.

19. Man C., Lee J. Molecular cloning, sequence characterization, and tissue expression analysis of chicken sphingomyelin synthase 1 (SMS1). Mol. Cell. Biochem. 2011, 357(1-2): 353-361.

20. Yang Z., Jean-Baptiste G., Khoury C., Greenwood M.T. The mouse sphingomyelin synthase 1 (SMS1) gene is alternatively spliced to yield multiple transcripts and proteins. Gene 2005, 363: 123-132.

21. Jacox E., Gotea V., Ovcharenko I., Elnitski L. Tissue-Specific and Ubiquitous Expression Patterns from Alternative Promoters of Human Genes. PLoS ONE 2010, 5(8): e12274; DOI: 10.1371/journal.pone.0012274.

22. Панкратова Е.В. Альтернативные промоторы в реализации генетической информации. Молекулярная биология 2008, 42(3): 422433.

23. Garratt E.S., Vickers M.H., Gluckman P.D., Hanson M.A., Burdge G.C., Lillycrop K.A. Tissue-specific 5' heterogeneity of PPARalpha transcripts and their differential regulation by leptin. PLoS One 2013, 8(6): e67483; DOI: 10.1371/journal.pone.0067483.

24. Hoivik E.A., Witsoe S.L., Bergheim I.R., Xu Y., Jakobsson I., Tengholm A., Doskeland S.O., Bakke M. DNA Methylation of Alternative Promoters Directs Tissue Specific Expression of Epac2 Isoforms. PLoS ONE 2013, 8(7): e67925; DOI: 10.1371/journal.pone.0067925.

25. Longo A., Librizzi M., Naselli F., Caradonna F., Tobiasch E., Luparello C. PTHrP in differentiating human mesenchymal stem cells: Transcript isoform expression, promoter methylation, and protein accumulation. Biochimie 2013, 95(10): 1888-1896.

26. Chen J., Randeva H.S. Genomic organization and regulation of the human orexin (hypocretin) receptor 2 gene: identification of alternative promoters. Biochem. J. 2010, 427(3): 377-390.

27. Baek D., Davis C., Ewing B., Gordon D., Green P. Characterization and predictive discovery of evolutionarily conserved mammalian alternative promoters. Genome Res. 2007, 17(2): 145-155.

28. Davuluri R.V., Suzuki Y., Sugano S., Plass C., Huang T.H. The functional consequences of alternative promoter use in mammalian genomes. Trends Genet. 2008, 24(4): 167-177.

29. Martin-Rufian M., Tosina M., Campos-Sandoval J.A., Manzanares E., Lobo C., Segura J.A., Alonso F.J., Mates J.M., Marquez J. Mammalian glutaminase Gls2 gene encodes two functional alternative transcripts by a surrogate promoter usage mechanism. PLoS One 2012, 7(6): e38380; DOI: 10.1371/journal.pone.0038380.

30. Barrett L.W., Fletcher S., Wilton S.D. Regulation of eukaryotic gene expression by the untranslated gene regions and other non-coding elements. Cell. Mol. Life Sci. 2012, 69(21): 3613-3634.

31. Barbosa C., Peixeiro I., Romao L. Gene expression regulation by upstream open reading frames and human disease. PLoS Genet. 2013, 9(8): e1003529; DOI: 10.1371/journal.pgen.1003529.

32. Van Der Velden A.W., Thomas A.A. The role of the 5' untranslated region of an mRNA in translation regulation during development. Int. J. Biochem. Cell Biol. 1999, 31(1): 87-106.

33. Bugaut A., Balasubramanian S. 5'-UTR RNA G-quadruplexes: translation regulation and targeting. Nucleic Acids Res. 2012, 40(11): 4727-4741.

34. Van Der Velden A.W., Destree O.H.J., Voorma H.O., Thomas A.A. Controlled translation initiation on insulin-like growth factor 2-leader 1 during Xenopus laevis embryogenesis. Int. J. Dev. Biol. 2000, 44(8): 843850.

35. Davuluri R.V., Suzuki Y., Sugano S., Zhang M.Q. CART Classification of Human 5' UTR Sequences. Genome Res. 2000, 10(11): 1807-1816.

36. Kozak M. An analysis of vertebrate mRNA sequences: intimations of translational control. J. Cell Biol. 1991, 115(4): 887-903.

37. Ord T., Ord D., Koivomagi M., Juhkam K., Ord T. Human TRB3 is upregulated in stressed cells by the induction of translationally efficient mRNA containing a truncated 5'-UTR. Gene 2009, 444(1-2): 24-32.

38. Kozak M. Circumstances and mechanisms of inhibition of translation by secondary structure in eucaryotic mRNAs. Mol. Cell Biol. 1989, 9(11): 5134-5142.

39. Kozak M. Influences of mRNA secondary structure on initiation by eukaryotic ribosomes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1986, 83(9): 2850-2854.

40. Kozak M. Structural features in eukaryotic mRNAs that modulate the initiation of translation. J. Biol. Chem. 1991, 266(30): 19867-19870.

41. Pichon X., Wilson L.A., Stoneley M., Bastide A., King H.A., Somers J., Willis A.E. RNA bindingprotein/RNA element interactions and the control of translation. Curr. Protein Pept. Sci. 2012, 13(4): 294-304.

42. Kozak M. An analysis of 5'-noncoding sequences from 699 vertebrate messenger RNAs. Nucleic Acids Res. 1987, 15(20): 8125-8148.

43. Gray N.K., Wickens M. Control of translation initiation in animals. Annu. Rev. Cell Dev. Biol. 1998, 14: 399-458.

44. Somers J., Poyry T., Willis A.E. A perspective on mammalian upstream open reading frame function. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2013, 45(8): 16901700.

45. Reynolds K., Zimmer A.M., Zimmer A. Regulation of RAR beta 2 mRNA expression: evidence for an inhibitory peptide encoded in the 5'-untranslatedregion. J. Cell Biol. 1996, 134(4): 827-835.

46. Blencowe B.J. Alternative splicing: new insights from global analyses. Cell 2006, 126(1): 37-47.

47. Kelemen O., Convertini P., Zhang Z., Wen Y., Shen M., Falaleeva M., Stamm S. Function of alternative splicing. Gene 2013, 514(1): 1-30.

48. Gómez Acuña L.I., Fiszbein A., Allo M., Schor I.E., Kornblihtt A.R. Connections between chromatin signatures and splicing. Wiley Interdiscip. Rev. RNA 2013, 4(1): 77-91.

49. Gamazon E.R., Stranger B.E. Genomics of alternative splicing: evolution, development and pathophysiology. Hum. Genet. 2014, 133(6): 679-687.

50. Coelho M.B., Smith C.W. Regulation of alternative pre-mRNA splicing. Methods Mol. Biol. 2014, 1126: 55-82.

51. Dujardin G., Lafaille C., Petrillo E., Buggiano V., Gomez Acuna L.I., Fiszbein A., Godoy Herz M.A., Nieto Moreno N., Munoz M.J., Allo M., Schor I.E., Kornblihtt A.R. Transcriptional elongation and alternative splicing. Biochim. Biophys. Acta 2013, 1829(1): 134-140.

52. Zhou H.L., Luo G., Wise J.A., Lou H. Regulation of alternative splicing by local histone modifications: potential roles for RNA-guided mechanisms. Nucleic Acids Res. 2014, 42(2): 701-713.

53. Iannone C., Valcarcel J. Chromatin's thread to alternative splicing regulation. Chromosoma 2013, 122(6): 465-474.

54. Jin Y., Yang Y., Zhang P. New insights into RNA secondary structure in the alternative splicing of pre-mRNAs. RNA Biol. 2011, 8(3): 450-457.

55. Warf M.B., Berglund J.A. Role of RNA structure in regulating pre-mRNA splicing. Trends Biochem. Sci. 2010, 35(3): 169-178.

56. Baraniak A.P., Lasda E.L., Wagner E.J., Garcia-Blanco M.A. A stem structure in fibroblast growth factor receptor 2 transcripts mediates cell-type-specific splicing by approximating intronic control elements. Mol. Cell. Biol. 2003, 23(24): 9327-9337.

57. Tang J.Y., Lee J.C., Hou M.F., Wang C.L., Chen C.C., Huang H.W., Chang H.W. Alternative splicing for diseases, cancers, drugs, and databases. Scientific World Journal 2013, 2013: 703568; DOI: 10.1155/2013/703568.

58. Liu W., Zhou Y., Hu Z., Sun T., Denise A., Fu X.D., Zhang Y. Regulation of splicing enhancer activities by RNA secondary structures. FEBS Lett. 2010, 584(21): 4401-4407.

59. Davis R., Shi Y. The polyadenylation code: a unified model for the regulation of mRNA alternative polyadenylation. J. Zhejiang Univ. Sci. B. 2014, 15(5): 429-437.

60. Shi Y. Alternative polyadenylation: new insights from global analyses. RNA 2012, 18(12): 2105-2117.

61. Elkon R., Ugalde A.P., Agami R. Alternative cleavage and polyadenylation: extent, regulation and function. Nat. Rev. Genet. 2013, 14(7): 496-506.

62. Tian B., Manley J.L. Alternative cleavage and polyadenylation: the long and short of it. Trends Biochem. Sci. 2013, 38(6): 312-320.

63. Sandberg R., Neilson J.R., Sarma A., Sharp P.A., Burge C.B. Proliferating cells express mRNAs with shortened 3' untranslated regions and fewer microRNA target sites. Science 2008, 320(5883): 1643-1647.

64. Lutz C.S., Moreira A. Alternative mRNA polyadenylation in eukaryotes: an effective regulator of gene expression. Wiley Interdiscip. Rev. RNA 2011, 2(1): 22-31.

65. Sun Y., Fu Y., Li Y., Xu A. Genome-wide alternative polyadenylation in animals: insights from high-throughput technologies. J. Mol. Cell Biol. 2012, 4(6): 352-361.

66. Matoulkova E., Michalova E., Vojtesek B., Hrstka R. The role of the 3' untranslated region in post-transcriptional regulation of protein expression in mammalian cells. RNA Biol. 2012, 9(5): 563-576.

67. Weill L., Belloc E., Bava F.A., Mendez R. Translational control by changes in poly(A) tail length: recycling mRNAs. Nat. Struct. Mol. Biol. 2012, 19(6): 577-585.

68. Zhang X., Virtanen A., Kleiman F.E. To polyadenylate or to deadenylate: that is the question. Cell Cycle 2010, 9(22): 4437-4449.

69. Perez-Ortin J.E., Alepuz P., Chavez S., Choder M. Eukaryotic mRNA decay: methodologies, pathways, and links to other stages of gene expression. J. Mol. Biol. 2013, 425(20): 3750-3775.

70. Szostak E., Gebauer F. Translational control by 3'-UTR-bindingproteins. Brief. Funct. Genomics 2013, 12(1): 58-65.

71. Di Liegro C.M., Schiera G., Di Liegro I. Regulation of mRNA transport, localization and translation in the nervous system of mammals (Review). Int. J. Mol. Med. 2014, 33(4): 747-762.

72. Andreassi C., Riccio A. To localize or not to localize: mRNA fate is in 3'UTR ends. Trends Cell Biol. 2009, 19(9): 465-474.

73. Huang L., Wilkinson M.F. Regulation of nonsense-mediated mRNA decay. Wiley Interdiscip. Rev. RNA 2012, 3(6): 807-828.

74. Bhuvanagiri M., Schlitter A.M., Hentze M.W., Kulozik A.E. NMD: RNA biology meets human genetic medicine. Biochem. J. 2010, 430(3): 365-377.

75. Lejeune F., Maquat L.E. Mechanistic links between nonsense-mediated mRNA decay and pre-mRNA splicing in mammalian cells. Curr. Opin. Cell Biol. 2005, 17(3): 309-315.

76. Schweingruber C., Rufener S.C., Zund D., Yamashita A., Muhlemann O. Nonsense-mediated mRNA decay - mechanisms of substrate mRNA recognition and degradation in mammalian cells. Biochim. Biophys. Acta

2013, 1829(6-7): 612-623.

77. Nguyen L.S., Wilkinson M.F., Gecz J. Nonsense-mediated mRNA decay: inter-individual variability and human disease. Neurosci. Biobehav. Rev.

2014, 46 Pt. 2: 175-186.

78. Popp M.W., Maquat L.E. The dharma of nonsense-mediated mRNA decay in mammalian cells. Mol. Cells 2014, 37(1): 1-8.

79. Yepiskoposyan H., Aeschimann F., Nilsson D., Okoniewski M., Muhlemann O. Autoregulation of the nonsense-mediated mRNA decay pathway in human cells. RNA 2011, 17(12): 2108-2118.

80. Kervestin S., Jacobson A. NMD: a multifaceted response to premature translational termination. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2012, 13(11): 700-712.

81. Nicholson P., Yepiskoposyan H., Metze S., Zamudio Orozco R., Kleinschmidt N., Muhlemann O. Nonsense-mediated mRNA decay in human cells: mechanistic insights, functions beyond quality control and the double-life of NMD factors. Cell. Mol. Life Sci. 2010, 67(5): 677-700.

82. Shoemaker C.J., Green R. Translation drives mRNA quality control. Nat. Struct. Mol. Biol. 2012, 19(6): 594-601.

83. Karam R., Wengrod J., Gardner L.B., Wilkinson M.F. Regulation of nonsense-mediated mRNA decay: implications for physiology and disease. Biochim. Biophys. Acta 2013, 1829(6-7): 624-633.

84. Yamaoka S., Miyaji M., Kitano T., Umehara H., Okazaki T. Expression cloning of a human cDNA restoring sphingomyelin synthesis and cell growth

in sphingomyelin synthase-defective lymphoid cells. J. Biol. Chem. 2004, 279(18): 18688-18693.

85. Huitema K., Van Den Dikkenberg J., Brouwers J.F.H.M., Holthuis J.C.M. Identification of a family of animal sphingomyelin synthases. EMBO J. 2004, 23(1): 33-44.

86. Pesole G., Mignone F., Gissi C., Grillo G., Licciulli F., Liuni S. Structural and functional features of eukaryotic mRNA untranslated regions. Gene 2001, 276(1-2): 73-81.

87. Tafesse F.G., Ternes P., Holthuis J.C. The multigenic sphingomyelin synthase family. J. Biol. Chem. 2006, 281(40): 29421-29425.

88. Sawai H., Domae N., Okazaki T. Current status and perspectives in ceramide-targeting molecular medicine. Curr. Pharm. Des. 2005, 11(19): 2479-2487.

89. Li Z., Hailemariam T.K., Zhou H., Li Y., Duckworth D.C., Peake D.A., Zhang Y., Kuo M.S., Cao G., Jiang X.C. Inhibition of sphingomyelin synthase (SMS) affects intracellular sphingomyelin accumulation and plasma membrane lipid organization. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1771(9): 1186-1194.

90. Tafesse F.G., Huitema K., Hermansson M., Van Der Poel S., Van Den Dikkenberg J., Uphoff A., Somerharju P., Holthuis J.C. Both sphingomyelin synthases SMS1 and SMS2 are required for sphingomyelin homeostasis and growth in human HeLa cells. J. Biol. Chem. 2007, 282(24): 17537-17547.

91. Yeang C., Varshney S., Wang R., Zhang Y., Ye D., Jiang X.C. The domain responsible for sphingomyelin synthase (SMS) activity. Biochim. Biophys. Acta 2008, 1781(10): 610-617.

92. Yano M., Watanabe K., Yamamoto T., Ikeda K., Senokuchi T., Lu M., Kadomatsu T., Tsukano H., Ikawa M., Okabe M., Yamaoka S., Okazaki T., Umehara H., Gotoh T., Song W.-J., Node K., Taguchi R., Yamagata K., Oike Y. Mitochondrial Dysfunction and Increased Reactive Oxygen Species

Impair Insulin Secretion in Sphingomyelin Synthase 1-null Mice. J. Biol. Chem. 2011, 286(5): 3992-4002.

93. Ленинджер А.Л., Основы биохимии, Т.1. М.: Мир, 1985.

94. Holthuis J.C., Pomorski T., Raggers R.J., Sprang H., Van Meer G. The organizing potential of sphingolipids in intracellular membrane transport. Physiol. Rev. 2001, 81(4): 1689-1723.

95. Dong L., Watanabe K., Itoh M., Huan C.R., Tong X.P., Nakamura T., Miki M., Iwao H., Nakajima A., Sakai T., Kawanami T., Sawaki T., Masaki Y., Fukushima T., Fujita Y., Tanaka M., Yano M., Okazaki T., Umehara H. CD4+ T-cell dysfunctions through the impaired lipid rafts ameliorate concanavalin A-induced hepatitis in sphingomyelin synthase 1-knockout mice. Int. Immunol. 2012, 24(5): 327-337.

96. Miyaji M., Jin Z.X., Yamaoka S., Amakawa R., Fukuhara S., Sato S.B., Kobayashi T., Domae N., Mimori T., Bloom E.T., Okazaki T., Umehara H. Role of membrane sphingomyelin and ceramide in platform formation for Fas-mediated apoptosis. J. Exp. Med. 2005, 202(2): 249-259.

97. Van Blitterswijk W.J., Klarenbeek J.B., Van Der Luit A.H., Alderliesten M.C., Van Lummel M., Verheij M. Fas/CD95 down-regulation in lymphoma cells through acquired alkyllysophospholipid resistance: partial role of associated sphingomyelin deficiency. Biochem. J. 2010, 425(1): 225234.

98. Ding T., Li Z., Hailemariam T., Mukherjee S., Maxfield F.R., Wu M.P., Jiang X.C. SMS overexpression and knockdown: impact on cellular sphingomyelin and diacylglycerol metabolism, and cell apoptosis. J. Lipid Res. 2008, 49(2): 376-385.

99. Lafont E., Milhas D., Carpentier S., Garcia V., Jin Z.X., Umehara H., Okazaki T., Schulze-Osthoff K., Levade T., Benoist H., Segui B. Caspase-mediated inhibition of sphingomyelin synthesis is involved in FasL-triggered cell death. Cell Death Differ. 2010, 17(4): 642-654.

144

100. Jin Z.X., Huang C.R., Dong L., Goda S., Kawanami T., Sawaki T., Sakai T., Tong X.P., Masaki Y., Fukushima T., Tanaka M., Mimori T., Tojo H., Bloom E.T., Okazaki T., Umehara H. Impaired TCR signaling through dysfunction of lipid rafts in sphingomyelin synthase 1 (SMSl)-knockdown T cells. Int. Immunol. 2008, 20(11): 1427-1437.

101. Asano S., Kitatani K., Taniguchi M., Hashimoto M., Zama K., Mitsutake S., Igarashi Y., Takeya H., Kigawa J., Hayashi A., Umehara H., Okazaki T. Regulation of cell migration by sphingomyelin synthases: sphingomyelin in lipid rafts decreases responsiveness to signaling by the CXCL12/CXCR4 pathway. Mol. Cell Biol. 2012, 32(16): 3242-3252.

102. Geilen C.C., Wieder T., Orfanos C.E. Ceramide signalling: regulatory role in cell proliferation, differentiation and apoptosis in human epidermis. Arch. Dermatol. Res. 1997, 289(10): 559-566.

103. Hannun Y.A. The sphingomyelin cycle and the second messenger function of ceramide. J. Biol. Chem. 1994, 269(5): 3125-3128.

104. Morad S.a.F., Cabot M.C. Ceramide-orchestrated signalling in cancer cells. Nat. Rev. Cancer 2013, 13(1): 51-65.

105. Hannun Y.A., Luberto C., Argraves K.M. Enzymes of sphingolipid metabolism: from modular to integrative signaling. Biochemistry 2001, 40(16): 4893-4903.

106. Alessenko A.V., Burlakova E.B. Functional role of phospholipids in the nuclear events. Bioelectrochemistry 2002, 58(1): 13-21.

107. Bartke N., Hannun Y.A. Bioactive sphingolipids: metabolism and function. J. Lipid Res. 2009, 50 Suppl.: S91-S96.

108. Milhas D., Clarke C.J., Hannun Y.A. Sphingomyelin metabolism at the plasma membrane: implications for bioactive sphingolipids. FEBS Lett. 2010, 584(9): 1887-1894.

109. Okazaki T., Bell R.M., Hannun Y.A. Sphingomyelin turnover induced by vitamin D3 in HL-60 cells. Role in cell differentiation. J. Biol. Chem. 1989, 264(32): 19076-19080.

110. Watanabe M., Kitano T., Kondo T., Yabu T., Taguchi Y., Tashima M., Umehara H., Domae N., Uchiyama T., Okazaki T. Increase of nuclear ceramide through caspase-3-dependent regulation of the "sphingomyelin cycle" in Fas-induced apoptosis. Cancer Res. 2004, 64(3): 1000-1007.

111. Bourteele S., Hausser A., Doppler H., Horn-Muller J., Ropke C., Schwarzmann G., Pfizenmaier K., Muller G. Tumor necrosis factor induces ceramide oscillations and negatively controls sphingolipid synthases by caspases in apoptotic Kym-1 cells. J. Biol. Chem. 1998, 273(47): 3124531251.

112. Dolgachev V., Farooqui M.S., Kulaeva O.I., Tainsky M.A., Nagy B., Hanada K., Separovic D. De novo ceramide accumulation due to inhibition of its conversion to complex sphingolipids in apoptotic photosensitized cells. J. Biol. Chem. 2004, 279(22): 23238-23249.

113. Lafont E., Dupont R., Andrieu-Abadie N., Okazaki T., Schulze-Osthoff K., Levade T., Benoist H., Segui B. Ordering of ceramide formation and caspase-9 activation in CD95L-induced Jurkat leukemia T cell apoptosis. Biochim. Biophys. Acta 2012, 1821(4): 684-693.

114. Separovic D., Semaan L., Tarca A.L., Awad Maitah M.Y., Hanada K., Bielawski J., Villani M., Luberto C. Suppression of sphingomyelin synthase 1 by small interference RNA is associated with enhanced ceramide production and apoptosis after photodamage. Exp. Cell Res. 2008, 314(8): 1860-1868.

115. Yang Z., Khoury C., Jean-Baptiste G., Greenwood M.T. Identification of mouse sphingomyelin synthase 1 as a suppressor of Bax-mediated cell death in yeast. FEMS Yeast Res. 2006, 6(5): 751-762.

116. Luberto C., Hannun Y.A. Sphingomyelin synthase, a potential regulator of intracellular levels of ceramide and diacylglycerol during SV40 transformation. Does sphingomyelin synthase account for the putative phosphatidylcholine-specific phospholipase C? J. Biol. Chem. 1998, 273(23): 14550-14559.

117. Miro-Obradors M.J., Osada J., Aylagas H., Sanchez-Vegazo I., Palacios-Alaiz E. Microsomal sphingomyelin accumulation in thioacetamide-injured regenerating rat liver: involvement of sphingomyelin synthase activity. Carcinogenesis 1993, 14(5): 941-946.

118. Riboni L., Viani P., Bassi R., Giussani P., Tettamanti G. Basic fibroblast growth factor-induced proliferation of primary astrocytes. evidence for the involvement of sphingomyelin biosynthesis. J. Biol. Chem. 2001, 276(16): 12797-12804.

119. Van Den Hill A., Van Heusden G.P., Wirtz K.W. The synthesis of sphingomyelin in the Morris hepatomas 7777 and 5123D is restricted to the plasma membrane. Biochim. Biophys. Acta 1985, 833(2): 354-357.

120. Cerbon J., Del Carmen Lopez-Sanchez R. Diacylglycerol generated during sphingomyelin synthesis is involved in protein kinase C activation and cell proliferation in Madin-Darby canine kidney cells. Biochem. J. 2003, 373(Pt. 3): 917-924.

121. Villani M., Subathra M., Im Y.B., Choi Y., Signorelli P., Del Poeta M., Luberto C. Sphingomyelin synthases regulate production of diacylglycerol at the Golgi. Biochem. J. 2008, 414(1): 31-41.

122. Baron C.L., Malhotra V. Role of diacylglycerol in PKD recruitment to the TGN and protein transport to the plasma membrane. Science 2002, 295(5553): 325-328.

123. Qureshi A., Subathra M., Grey A., Schey K., Del Poeta M., Luberto C. Role of Sphingomyelin Synthase in Controlling the Antimicrobial Activity of

Neutrophils against Cryptococcus neoformans. PLoS ONE 2010, 5(12): e15587; DOI: 10.1371/journal.pone.0015587.

124. Yano M., Yamamoto T., Nishimura N., Gotoh T., Watanabe K., Ikeda K., Garan Y., Taguchi R., Node K., Okazaki T., Oike Y. Increased oxidative stress impairs adipose tissue function in sphingomyelin synthase 1 null mice. PLoS One 2013, 8(4): e61380; DOI: 10.1371/journal.pone.0061380.

125. Lu M.H., Takemoto M., Watanabe K., Luo H., Nishimura M., Yano M., Tomimoto H., Okazaki T., Oike Y., Song W.J. Deficiency of sphingomyelin synthase-1 but not sphingomyelin synthase-2 causes hearing impairments in mice. J. Physiol. 2012, 590(Pt. 16): 4029-4044.

126. Albi E., Viola Magni M.P. The role of intranuclear lipids. Biol. Cell 2004, 96(8): 657-667.

127. Albi E., Viola-Magni M.P. Chromatin-associated sphingomyelin: metabolism in relation to cell function. Cell Biochem. Funct. 2003, 21(3): 211-215.

128. Kubota M., Narita K., Nakagomi T., Tamura A., Shimasaki H., Ueta N., Yoshida S. Sphingomyelin changes in rat cerebral cortex during focal ischemia. Neurol. Res. 1996, 18(4): 337-341.

129. Ohtani R., Tomimoto H., Kondo T., Wakita H., Akiguchi I., Shibasaki H., Okazaki T. Upregulation of ceramide and its regulating mechanism in a rat model of chronic cerebral ischemia. Brain Res. 2004, 1023(1): 31-40.

130. Adibhatla R.M., Dempsy R., Hatcher J.F. Integration of cytokine biology and lipid metabolism in stroke. Front. Biosci. 2008, 13: 1250-1270.

131. Dmitrieva V.G., Torshina E.V., Yuzhakov V.V., Povarova O.V., Skvortsova V.I., Limborska S.A., Dergunova L.V. Expression of sphingomyelin synthase 1 gene in rat brain focal ischemia. Brain Res. 2008, 1188: 222-227.

132. Кандыба А.Г., Кобляков В.А., Сомова О.Г., Дятловицкая Э.В. Изменение содержания биологически активных сфинголипидов,

модулирующих рост и выживаемость клеток, в гепатоме 27 по сравнению с печенью крыс. Биохимия 2004, 69(5): 612-616.

133. Narayan P., Dahiya R. Alterations in sphingomyelin and fatty acids in human benign prostatic hyperplasia and prostatic cancer. Biomed. Biochim. Acta 1991, 50(9): 1099-1108.

134. Burns T.A., Subathra M., Signorelli P., Choi Y., Yang X., Wang Y., Villani M., Bhalla K., Zhou D., Luberto C. Sphingomyelin synthase 1 activity is regulated by the BCR-ABL oncogene. J. Lipid Res. 2013, 54(3): 794-805.

135. Dahiya R., Boyle B., Goldberg B.C., Yoon W.H., Konety B., Chen K., Yen T.S., Blumenfeld W., Narayan P. Metastasis-associated alterations in phospholipids and fatty acids of human prostatic adenocarcinoma cell lines. Biochem. Cell. Biol. 1992, 70(7): 548-554.

136. Meng A., Luberto C., Meier P., Bai A., Yang X., Hannun Y.A., Zhou D. Sphingomyelin synthase as a potential target for D609-induced apoptosis in U937 human monocytic leukemia cells. Exp. Cell Res. 2004, 292(2): 385392.

137. Kizhakkayil J., Thayyullathil F., Chathoth S., Hago A., Patel M., Galadari S.

Glutathione regulates caspase-dependent ceramide production and curcumin-induced apoptosis in human leukemic cells. Free Radic. Biol. Med. 2012, 52(9): 1854-1864.

138. Itoh M., Kitano T., Watanabe M., Kondo T., Yabu T., Taguchi Y., Iwai K., Tashima M., Uchiyama T., Okazaki T. Possible role of ceramide as an indicator of chemoresistance: decrease of the ceramide content via activation of glucosylceramide synthase and sphingomyelin synthase in chemoresistant leukemia. Clin. Cancer. Res. 2003, 9(1): 415-423.

139. Wilcox A.S., Khan A.S., Hopkins J.A., Sikela J.M. Use of 3' untranslated sequences of human cDNAs for rapid chromosome assignment and conversion to STSs: implications for an expression map of the genome. Nucleic Acids Res. 1991, 19(8): 1837-1843.

149

140. Takai D., Jones P.A. Comprehensive analysis of CpG islands in human chromosomes 21 and 22. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99(6): 37403745.

141. Zuker M. Mfold web server for nucleic acid folding and hybridization prediction. Nucleic Acids Res. 2003, 31(13): 3406-3415.

142. Warburg O., Christian W. Isolation and crystallization of enolase. Biochem. Z. 1942, 310: 384-421.

143. Held P.G., Nucleic Acid Purity Assessment using A260/A280 Ratios (Application Note). Winooski (Vermont, USA): BioTek Instruments, Inc., 2006. http://www.biotek.com/resources/docs/PowerWave200_Nucleic_Acid _Purity_Assessment.pdf Accessed on 15 February 2015.

144. Budowle B., Chakraborty R., Giusti A.M., Eisenberg A.J., Allen R.C. Analysis of the VNTR locus D1S80 by the PCR followed by high-resolution PAGE. Am. J. Hum. Genet. 1991, 48(1): 137-144.

145. Pfaffl M.W., Horgan G.W., Dempfle L. Relative expression software tool (REST©) for group-wise comparison and statistical analysis of relative expression results in real-time PCR. Nucleic Acids Res. 2002, 30(9): e36; DOI: 10.1093/nar/30.9.e36.

146. Kyhse-Andersen J. Electroblotting of multiple gels: a simple apparatus without buffer tank for rapid transfer of proteins from polyacrylamide to nitrocellulose. J. Biochem. Biophys. Methods 1984, 10(3-4): 203-209.

147. Kimura K., Wakamatsu A., Suzuki Y., Ota T., Nishikawa T., Yamashita R., Yamamoto J.-I., Sekine M., Tsuritani K., Wakaguri H., Ishii S., Sugiyama T., Saito K., Isono Y., Irie R., Kushida N., Yoneyama T., Otsuka R., Kanda K., Yokoi T., Kondo H., Wagatsuma M., Murakawa K., Ishida S., Ishibashi T., Takahashi-Fujii A., Tanase T., Nagai K., Kikuchi H., Nakai K., Isogai T., Sugano S. Diversification of transcriptional modulation: Large-scale identification and characterization of putative alternative promoters of human genes. Genome Res. 2006, 16(1): 55-65.

150

148. Rozhkova A.V., Dmitrieva V.G., Zhapparova O.N., Sudarkina O.Y., Nadezhdina E.S., Limborska S.A., Dergunova L.V. Human sphingomyelin synthase 1 gene (SMS1): Organization, multiple mRNA splice variants and expression in adult tissues. Gene 2011, 481(2): 65-75.

149. Guske K., Schmitz B., Schelleckes M., Duning K., Kremerskothen J., Pavenstädt H., Brand S.-M., Brand E. Tissue-specific differences in the regulation of KIBRA gene expression involve transcription factor TCF7L2 and a complex alternative promoter system. J. Mol. Med. (Berl.) 2014, 92(2): 185-196.

150. Hertel J., Hirche C., Wissmann C., Ebert M., Höcker M. Transcription of the vascular endothelial growth factor receptor-3 (VEGFR3) gene is regulated by the zinc finger proteins Sp1 and Sp3 and is under epigenetic control. Cell. Oncol. (Dordr.) 2014, 37(2): 131-145.

151. Jiang Z., Qian L., Zou H., Jia Y., Ni Y., Yang X., Jiang Z., Zhao R. Porcine glucocorticoid receptor (NR3C1) gene: Tissue-specificity of transcriptional strength and glucocorticoid responsiveness of alternative promoters. J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 2014, 141(0): 87-93.

152. Pelletier J., Sonenberg N. Insertion mutagenesis to increase secondary structure within the 5' noncoding region of a eukaryotic mRNA reduces translational efficiency. Cell 1985, 40(3): 515-526.

153. Geballe A.P., Morris D.R. Initiation codons within 5'-leaders of mRNAs as regulators of translation. Trends Biochem. Sci. 1994, 19(4): 159-164.

154. Steel L.F., Telly D.L., Leonard J., Rice B.A., Monks B., Sawicki J.A. Elements in the murine c-mos messenger RNA 5'-untranslated region repress translation of downstream coding sequences. Cell Growth Differ 1996, 7(10): 1415-1424.

155. Kozak M. Regulation of translation via mRNA structure in prokaryotes and eukaryotes. Gene 2005, 361: 13-37.

156. Kudla G., Murray A.W., Tollervey D., Plotkin J.B. Coding-Sequence Determinants of Gene Expression in Escherichia coli. Science 2009, 324(5924): 255-258.

157. Wang L., Wessler S.R. Role of mRNA Secondary Structure in Translational Repression of the Maize Transcriptional Activator Lc(1,2). Plant Physiol. 2001, 125(3): 1380-1387.

158. Proudfoot N.J. Ending the message: poly(A) signals then and now. Genes Dev. 2011, 25(17): 1770-1782.

159. Di Giammartino D.C., Nishida K., Manley J.L. Mechanisms and Consequences of Alternative Polyadenylation. Mol. Cell 2011, 43(6): 853866.

160. Grzybowska E.A., Wilczynska A., Siedlecki J.A. Regulatory functions of 3'UTRs. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2001, 288(2): 291-295.

161. Chen C.Y., Shyu A.B. AU-rich elements: characterization and importance in mRNA degradation. Trends Biochem. Sci. 1995, 20(11): 465-470.

162. Touriol C., Morillon A., Gensac M.C., Prats H., Prats A.C. Expression of human fibroblast growth factor 2 mRNA is post-transcriptionally controlled by a unique destabilizing element present in the 3'-untranslated region between alternative polyadenylation sites. J. Biol. Chem. 1999, 274(30): 21402-21408.

163. Yong T.J., Gan Y.Y., Toh B.H., Sentry J.W. Human CKIalpha(L) and CKIalpha(S) are encoded by both 2.4- and 4. 2-kb transcripts, the longer containing multiple RNA-destablising elements. Biochim. Biophys. Acta 2000, 1492(2-3): 425-433.

164. Lazarov M.E., Martin M.M., Willardson B.M., Elton T.S. Human phosducin-like protein (hPhLP) messenger RNA stability is regulated by cis-acting instability elements present in the 3'-untranslated region. Biochim. Biophys. Acta 1999, 1446(3): 253-264.

165. Barrera F.N., Poveda J.A., Gonzalez-Ros J.M., Neira J.L. Binding of the C-terminal sterile alpha motif (SAM) domain of human p73 to lipid membranes. J. Biol. Chem. 2003, 278(47): 46878-46885.

166. Kim C.A., Bowie J.U. SAM domains: uniform structure, diversity of function. Trends Biochem. Sci. 2003, 28(12): 625-628.

167. Schultz J., Ponting C.P., Hofmann K., Bork P. SAM as a protein interaction domain involved in developmental regulation. Protein Sci. 1997, 6(1): 249253.

168. Zhang H., Xu Q., Krajewski S., Krajewska M., Xie Z., Fuess S., Kitada S., Pawlowski K., Godzik A., Reed J.C. BAR: An apoptosis regulator at the intersection of caspases and Bcl-2 family proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2000, 97(6): 2597-2602.

169. Thomas C.P., Andrews J.I., Liu K.Z. Intronic polyadenylation signal sequences and alternate splicing generate human soluble Fltl variants and regulate the abundance of soluble Fltl in the placenta. FASEB J. 2007, 21(14): 3885-3895.

170. Pan Z., Zhang H., Hague L.K., Lee J.Y., Lutz C.S., Tian B. An intronic polyadenylation site in human and mouse CstF-77 genes suggests an evolutionarily conserved regulatory mechanism. Gene 2006, 366(2): 325334.

171. Iwami K.-I., Matsuguchi T., Masuda A., Kikuchi T., Musikacharoen T., Yoshikai Y. Cutting Edge: Naturally Occurring Soluble Form of Mouse Toll-Like Receptor 4 Inhibits Lipopolysaccharide Signaling. J. Immunol. 2000, 165(12): 6682-6686.

172. Wang H., Wang P., Sun X., Luo Y., Wang X., Ma D., Wu J. Cloning and characterization of a novel caspase-10 isoform that activates NF-kB activity. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1770(11): 1528-1537.

173. Dai W., Zhang G., Makeyev E.V. RNA-bindingprotein HuR autoregulates its expression by promoting alternative polyadenylation site usage. Nucleic Acids Res. 2012, 40(2): 787-800.

174. Juge F., Audibert A., Benoit B., Simonelig M. Tissue-specific autoregulation of Drosophila suppressor of forked by alternative poly(A) site utilization leads to accumulation of the suppressor of forked protein in mitotically active cells. RNA 2000, 6(11): 1529-1538.

175. Mansfield K.D., Keene J.D. Neuron-specific ELAV/Hu proteins suppress HuR mRNA during neuronal differentiation by alternative polyadenylation. Nucleic Acids Res. 2012, 40(6): 2734-2746.

176. Cuccurese M., Russo G., Russo A., Pietropaolo C. Alternative splicing and nonsense-mediated mRNA decay regulate mammalian ribosomal gene expression. Nucleic Acids Res. 2005, 33(18): 5965-5977.

177. Sureau A., Gattoni R., Dooghe Y., Stevenin J., Soret J. SC35 autoregulates its expression by promoting splicing events that destabilize its mRNAs. EMBO J. 2001, 20(7): 1785-1796.

178. Wollerton M.C., Gooding C., Wagner E.J., Garcia-Blanco M.A., Smith C.W.J. Autoregulation of Polypyrimidine Tract Binding Protein by Alternative Splicing Leading to Nonsense-Mediated Decay. Mol. Cell 2004, 13(1): 91-100.

179. Green R.E., Lewis B.P., Hillman R.T., Blanchette M., Lareau L.F., Garnett A.T., Rio D.C., Brenner S.E. Widespread predicted nonsense-mediated mRNA decay of alternatively-spliced transcripts of human normal and disease genes. Bioinformatics 2003, 19(Suppl. 1): i118-i121.

180. Holbrook J.A., Neu-Yilik G., Hentze M.W., Kulozik A.E. Nonsensemediated decay approaches the clinic. Nat. Genet. 2004, 36(8): 801-808.

181. Lewis B.P., Green R.E., Brenner S.E. Evidence for the widespread coupling of alternative splicing and nonsense-mediated mRNA decay in humans. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100(1): 189-192.

154

182. Lareau L.F., Brooks A.N., Soergel D.A., Meng Q., Brenner S.E. The coupling of alternative splicing and nonsense-mediated mRNA decay. Adv. Exp. Med. Biol. 2007, 623: 190-211.

183. Weischenfeldt J., Waage J., Tian G., Zhao J., Damgaard I., Jakobsen J., Kristiansen K., Krogh A., Wang J., Porse B. Mammalian tissues defective in nonsense-mediated mRNA decay display highly aberrant splicing patterns. Genome Biol. 2012, 13(5): R35; DOI: 10.1186/gb-2012-13-5-r35.

184. Houck S.A., Cyr D.M. Mechanisms for quality control of misfolded transmembrane proteins. Biochim. Biophys. Acta 2012, 1818(4): 11081114.

185. Albi E., La Porta C.A., Cataldi S., Magni M.V. Nuclear sphingomyelin-synthase and protein kinase C d in melanoma cells. Arch. Biochem. Biophys. 2005, 438(2): 156-161.

186. Merchant T.E., De Graaf P.W., Minsky B.D., Obertop H., Glonek T. Esophageal cancer phospholipid characterization by 31P NMR. NMR Biomed. 1993, 6(3): 187-193.

187. Abrams S.I. Positive and negative consequences of Fas/Fas ligand interactions in the antitumor response. Front. Biosci. 2005, 10: 809-821.

188. Listopad J.J., Kammertoens T., Anders K., Silkenstedt B., Willimsky G., Schmidt K., Kuehl A.A., Loddenkemper C., Blankenstein T. Fas expression by tumor stroma is required for cancer eradication. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110(6): 2276-2281.

189. Hueber A.O., Bernard A.M., Herincs Z., Couzinet A., He H.T. An essential role for membrane rafts in the initiation of Fas/CD95-triggered cell death in mouse thymocytes. EMBO Rep 2002, 3(2): 190-196.

190. Hoshi H., Sawada T., Uchida M., Iijima H., Kimura K., Hirakawa K., Wanibuchi H. MUC5AC protects pancreatic cancer cells from TRAIL-induced death pathways. Int. J. Oncol. 2013, 42(3): 887-893.

191. Ouyang W., Yang C., Zhang S., Liu Y., Yang B., Zhang J., Zhou F., Zhou Y., Xie C. Absence of death receptor translocation into lipid rafts in acquired TRAIL-resistant NSCLC cells. Int. J. Oncol. 2013, 42(2): 699-711.

192. Roberts N.J., Zhou S., Diaz L.A., Jr., Holdhoff M. Systemic use of tumor necrosis factor alpha as an anticancer agent. Oncotarget 2011, 2(10): 739751.

193. Song J.H., Tse M.C., Bellail A., Phuphanich S., Khuri F., Kneteman N.M.,

Hao C. Lipid rafts and nonrafts mediate tumor necrosis factor related apoptosis-inducing ligand induced apoptotic and nonapoptotic signals in non small cell lung carcinoma cells. Cancer Res. 2007, 67(14): 6946-6955.

194. Walczak H. Death receptor-ligand systems in cancer, cell death, and inflammation. Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2013, 5(5): a008698.; DOI: 10.1101/cshperspect.a008698.

195. Wang S., El-Deiry W.S. TRAIL and apoptosis induction by TNF-family death receptors. Oncogene 2003, 22(53): 8628-8633.

196. Segui B., Andrieu-Abadie N., Jaffrezou J.P., Benoist H., Levade T. Sphingolipids as modulators of cancer cell death: potential therapeutic targets. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1758(12): 2104-2120.

197. Igney F.H., Krammer P.H. Immune escape of tumors: apoptosis resistance and tumor counterattack. J. Leukoc. Biol. 2002, 71(6): 907-920.

10. БЛАГОДАРНОСТИ

Выражаю глубочайшую благодарность моему научному руководителю Дергуновой Людмиле Васильевне за предоставление возможности работы в лаборатории, неоценимую помощь при проведении исследований по теме диссертации и при ее написании, а также за всестороннюю поддержку.

Хочу выразить искреннюю признательность Лимборской Светлане Андреевне за ценные советы и рекомендации при написании статей и диссертации.

Огромная благодарность всему коллективу Лаборатории Генетики Человека Отдела Молекулярных Основ Генетики Человека за помощь при выполнении работы. Большое спасибо всем сотрудникам Отдела за теплую атмосферу в коллективе

Отдельное спасибо Жаппаровой Ольге Наиловне и Надеждиной Елене Сергеевне за предоставление возможности работы в Московском представительстве Института белка, а также Зиновьевой Марине Валерьевне за предоставление образцов для анализа.