Исследование дистанционных взаимодействий между регуляторными элементами у Drosophila melanogaster тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.26, кандидат биологических наук Кривега, Маргарита Николаевна

• Кривега, Маргарита Николаевна
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Кривега, Маргарита Николаевна

Оглавление.

Введение.

Цель и задачи исследования.

Список сокращений.

1 Обзор литературы.

1.1 Введение.

1.2 Механизмы взаимодействия энхансеров с промоторами.

1.2.1 Сверхдальние взимодействия в регуляции р-глобинового кластера генов.

1.3 Контроль сверхдальних взаимодействий и генетические заболевания человека.

1.4 Участие инсуляторов в регуляции транскрипции генов.

1.4.1 Регуляция экспрессии генов элементами ВХ-С.

1.4.2 Регуляция экспрессии генов инсулятором igf2/hl9 локуса.

1.4.3 Регуляция экспрессии генов инсулятором /?-глобинового локуса.

1.4.4 Регуляция экспрессии генов инсулятором локуса теплового шока.

1.4.5 Регуляция экспрессии генов инсулятором Su(Hw).

2. Материалы и методы.

2.1 Характеристика объекта исследования.

2.2 Генетические методы.

2.2.1 Линии Drosophila melanogaster, использованные в работе.

2.2.2 Фенотипический анализ экспрессии генов.

2.2.3 Трансформация эмбрионов Drosophila melanogaster и получение трансгенных линий.

2.2.4 Индукция сайт-специфической рекомбинации.

2.2.5 Введение в трансгенные линии гена gal4 и мутации zh77.

2.3 Биохимические методы.

2.3.1 Полимеразная цепная реакция.

2.3.2 Приготовление компетентных клеток и трансформация. Выделение плазмидной ДНК. Рестрикция, лигирование, переосаждение ДНК, гель-электрофорез.

2.3.3 Получение генетических конструкций.

2.3.4 Выделение геномной ДНК Drosophila melanogasler.

2.3.5 Саузерн-блот-анализ.

3 Результаты.

3.1 Изучение способности последовательностей из гена adh к взаимодействию на дальнем расстоянии.

3.2 Изучение способности последовательностей из PRE регуляторной области гена ultrabilorax к взаимодействию на дальнем расстоянии.

3.2.1 Изучение способности высококонсервативных последовательностей сайленсера PRE из регуляторной области гена ubx к взаимодействию на дальнем расстоянии.

3.2.2 Изучение способности последовательности сайленсера (660 п.н.) из PRE регуляторной области гена ubx к взаимодействию с промотором гена white на дальнем расстоянии.

3.3 Изучение ориентационной зависимости взаимодействия инсуляторов Su(Hw).

3.4 Взаимная ориентация инсуляторов Su(Hw) регулирует рекомбинацию между сайтами связывания .Р/р-рекомбиназы.

4. Обсуждение результатов.

4.1 Изучение способности последовательностей из гена adh к взаимодействию на дальнем расстоянии.

4.2 Изучение способности последовательностей из PRE регуляторной области гена ubx к взаимодействию на дальнем расстоянии.

4.2.1 Изучение способности высококонсервативных последовательностей сайленсера PRE из регуляторной области гена ubx к взаимодействию на дальнем расстоянии.

4.2.2 Изучение способности последовательности сайленсера (660 п.н.) из PRE регуляторной области гена ubx к взаимодействию с промотором гена white на дальнем расстоянии.

4.3 Изучение ориентационной зависимости взаимодействия инсуляторов Su(Hw).

4.4 Взаимная ориентация инсуляторов Su(Hw) регулирует рекомбинацию между сайтами связывания ^//ьрекомбиназы.

5 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование дистанционных взаимодействий между регуляторными элементами у Drosophila melanogaster»

Правильная экспрессия генов организма необходима для обеспечения его существования. Экспрессия генов регулируется при помощи различных цис- и транс-регуляторных элементов. Цис-действующие элементы располагаются на той же хромосоме, что и регулируемые ими гены, транс-действующие — элементы, расположенные на другой хромосоме. К подобным элементам относятся сайленсеры, инсуляторы, промоторы и энхансеры. На данный момент накоплено множество экспериментальных данных, показывающих, что эти элементы способны взаимодействовать друг с другом на большом расстоянии (до нескольких десятков тысяч пар нуклеотидов). Однако механизм подобных взаимодействий недостаточно изучен до сих пор, хотя и было показано, что многие регуляторные элементы • способны взаимодействовать друг с другом посредством образования петли.

В понимании механизма взаимодействия регуляторных элементов на дальних расстояниях большую роль играют инсуляторы. Инсуляторы влияют на дальние взаимодействия между энхансерами и промоторами, а также сами способны к дальним взаимодействиям. На данный момент только для одного инсулятора МСР показано существование ориентационной зависимости во взаимодействиях на большом расстоянии. Является ли это общим свойством инсуляторов неизвестно. В настоящее время один из наиболее изученных инсуляторов - инсулятор Su(Hw) из ретротранспозона МДГ4. Поэтому важно знать обладает ли он таким свойством, и как это может влиять на его инсуляторную активность.

Помимо инсуляторов к сверхдальним взаимодействиям способны Polycomb (Рс) зависимые репрессоры, называемые PRE (Polycomb Responsible Elements), так как с ними связываются различные белковые комплексы, состоящие из Рс-белков. Однако на данный момент ни для одного репрессора не обнаружены последовательности в их составе, ответственные за сверхдальние взаимодействия. До сих пор неясно, необходимо ли наличие репрессионного комплекса для обеспечения взаимодействий. Один из наиболее хорошо описанных Polycomb зависимых репрессоров дрозофилы - это PRE, найденный в регуляторной области гомеозисного гена ubx. Он регулирует экспрессию гена ubx, несмотря на то, что удален от него на расстояние в 29 т.п.н., но какая именно последовательность в составе данного элемента способна к такому взаимодействию неизвестно.

Цель и задачи исследования

Основной целью данной работы является установление элементов, ответственных за дистанционные взаимодействия между регуляторными элементами в геноме Drosophila melanogaster.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Установить последовательность, ответственную за дальние взаимодействия в геноме в составе PRE из регуляторной области гена ubx.

2. Выявить наличие или отсутствие ориентационной зависимости во взаимодействии между инсуляторами Su(Hw).

3. Выяснить, как взаимная ориентация инсуляторов Su(Hw) регулирует рекомбинацию между сайтами связывания для F/р-рекомбиназы.

Список сокращений

1. ПЦР- - полимеразная цепная реакция

2. т.п.н. - тысяч пар нуклеотинов

3. п.н. - пар нуклеотидов

4. ДКП - длинный концевой повтор ретротранспозона МДГ4

5. PRE - - Polycomb-зависимый сайленсер

6. Рс - белки группы Polycomb

7. PSS- • зависимая от образования пары репрессия

8. PcD - репрессионный домен, зависимый от Рс-белков

1 Обзор литературы 1.1 Введение

Внутри и межхромосомные взаимодействия вовлечены в большое количество генетических процессов в различных организмах (Soutoglou, Misteli, 2007). Данный факт говорит о том, что высокоупорядоченная структурная организация хроматина в ядре влияет на регуляцию экспрессии генов. Экспрессия генов регулируется при помощи различных цис- и транс-регуляторных элементов в результате их способности взаимодействовать друг с другом на различных расстояниях. К подобным элементам относятся сайленсеры, инсуляторы (барьерные элементы), промоторы и энхансеры (Struhl, 1987; Weis, Reinberg, 1992; Smale, 1997; 2001; Blackwood, Kadonaga, 1998; Bulger, Groudine, 1999; West et al., 2002).

К транс-регуляторным факторам относятся:

• РНК-полимераза;

• базовые транскрипционные факторы, входящие в состав РНК-полимеразной машины;

• ДНК-связывающие транскрипционные факторы, специфично связывающиеся с последовательностями энхансеров, сайленсеров и проксимальных промоторов;

• АТФ-зависимые хроматин-трансформирующие факторы, модифицирующие нуклеосомы;

• транскрипционные медиаторы, обеспечивающие взаимодействие между факторами, связывающимися с энхансером, и базальной транскрипционной машиной;

• белки, катализирующие ацетилирование, деацетилирование, фосфорилирование, убиквитинилирование и метилирование гистонов и других белков (Burley, Roeder, 1996; Orphanides et al., 1996; Hampsey, 1998; Lefstin, Yamamoto, 1998; Myer, Young, 1998; Roeder, 1998; Struhl, 1999; Glass, Rosenfeld, 2000; Lee, Young, 2000;

Lemon, Tjian, 2000; Strahl, Allis, 2000; Courey, Jia, 2001; Dvir et al., 2001; Zhang, Reinberg, 2001; Emerson, 2002; McKenna, O'Malley, 2002; Narlikar et al., 2002; Orphanides, Reinberg, 2002).

Еще одним важным фактором, влияющим на экспрессию генов, является расположение в ядре. Ядро структурно и функционально компартментализовано, и уровень экспрессии генов зависит от того, в каком компартменте ядра они находятся (Guasconi et al., 2005).

Заключение диссертации по теме «Молекулярная генетика», Кривега, Маргарита Николаевна

5 Выводы

1. Показано, что белок Zeste не является необходимым для репрессии гена white Polycomb-завиеимым сайленсером на больших расстояниях.

2. Продемонстрировано, что энхансер гена white, заключенный между двумя инсуляторами Su(Hw), может стимулировать промотор гена white только в том случае, если инсуляторы имеют одинаковую ориентацию.

3. Установлено, что при наличии активного белка Zeste, энхансер гена white способен стимулировать промотор гена white, минуя два инсулятора Su(Hw) между ними, вне зависимости от взаимной ориентации инсуляторов.

4. Показано, что взаимная ориентация инсуляторов Su(Hw) влияет на процесс рекомбинации между сайтами связывания для ^/р-рекомбиназы.

Автор выражает благодарность И.В.Кривеге за помощь в работе, консультации и обсуждение полученных результатов, а также А.К.Головнину за содействие в выполнении работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Кривега, Маргарита Николаевна, 2008 год

1. Ahmad К, Golic К. Telomere loss in somatic cells of Drosophila causes cell cycle arrest and apoptosis // Genetics. 1999. V. 151. P. 1041 -1051.

2. Ahmad K, Golic K. The transmission of fragmented chromosomes in Drosophila melanogaster. Genetics. 1998. V.148. P.775-792.

3. Ahmad K, Melnick A, Lax S, Bouchard D, Liu J, Kiang C, Mayer S, Takahashi S, Licht J, Prive G. Mechanism of SMRT corepressor recruitment by the BCL6 BTB domain // Mol. Cell. 2003. V.12. P.1551-1564.

4. Avramova Z, Tikhonov A. Are scs and scs' 'neutral' chromatin domain boundaries of the locus? // Trends Genet. 1999. V.15. P.138-139.

5. Baniahmad A, Steiner C, Kohne A, Renkawitz R. Modular structure of a chicken lysozyme silencer: involvement of an unusual thyroid hormone receptor binding site // Cell. 1990. V. 61 P.505-514.

6. Bantignies F, Grimaud C, Lavrov S., Gabut M, Cavalli G. Inheritance of Polycombdependent chromosomal interactions in Drosophila// Genes Dev. 2003. V.17. P.2406-2420.

7. Bell A, Felsenfeld G. Methylation of a CTCF-dependent boundary controls imprinted expression of the Igf2 gene // Nature. 2000. V.405. P.482-485.

8. Bell A, West A, Felsenfeld G. The protein CTCF is required for the enhancer blocking activity of vertebrate insulators // Cell. 1999. V.98. P.387-396.

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

10. Bender M, Byron R, Ragoczy T, Telling A, Bulger M, Groudine M. Flanking HS-62. 5 and 30 HS1, and regions upstream of the LCR, are not required for beta-globin transcription //Blood. 2006. V.108. P. 1395-1401.

11. Bi X, Broach J. UASrpg can function as a heterochromatin boundary element in yeast//Genes Dev. 1999. V.9. P. 1089-1101.

12. Bi X., Broach J. Chromosomal boundaries in S. cerevisiae // Curr. Opin. Gen. Dev. 2001. V. 11. P. 199-204.

13. Blackwood E, Kadonaga J. Going the distance: a current view of enhancer action // Science. 1998. V. 281 P. 60-63.

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

15. Bondarenko V, Liu Y, Jiang Y, Studitsky V. Communication over a large distance: enhancers and insulators // Biochem Cell Biol. 2003. V.3. P.241-251.

16. Breiling A, Turner B, Bianchi M, Orlando V. General transcription factors bind promoters repressed by Polycomb group proteins //Nature. 2001. V. 412. P.651-655.

17. Buchenau P, Hodgson J, Strutt H, Arndt-Jovin D. The distribution of polycombgroup proteins during cell division and development in Drosophila embryos: Impact on models for silencing //J. Cell Biol. 1998. V.141. P.469-481.

18. Buchner К, Roth P, Schotta G, Krauss V, Saumweber H, Reuter G, Dorn R. Genetic and molecular complexity of the position effect variegation modifier mod(mdg4) in Drosophila // Genetics. 2000. V.155. P.141-157.

19. Bulger M, Groudine M. Looping versus linking: toward a model for long-distance gene activation// Genes Dev. 1999. V. 13 P. 2465-2477.

20. Burgess-Beusse B, Farrell C, Gaszner M, Litt M, Mutskov V, Recillas-Targa F, Simpson M, West A, Felsenfeld G. The insulation of genes from external enhancers and silencing chromatin // Proc Natl Acad Sci USA. 2002. V.99. P. 16433-16437.

21. Burley S, Roeder R. Biochemistry and structural biology of transcription factor IID (TFIID) // Annu Rev Biochem. 1996. V. 65. P. 769-799.

22. Busturia A, Lloyd A, Bejarano F, Zavortink M, Xin H, Sakonju S. The MCP silencer of the Drosophila Abd-B gene requires both Pleoihomeotic and GAGA factor for the maintenance of repression // Development. 2001. V.128. P.2163-2173.

23. Cai H, Levine M. Modulation of enhancer-promoter interactions by insulators in the Drosophila embryo // Nature. 1995. V.376. P.533-536.

24. Cai H, Shen P. Effects of cis arrangement of chromatin insulators on enhancer-blocking activity // Science. 2001. V.291. P.493-495.

25. Capelson M, Corces V. Boundary elements and nuclear organization // Biol Cell. 2004. V.96. P.617-629.

26. Capelson M, Corces V. SUMO conjugation attenuates the activity of the gypsy chromatin insulator // EMBO J. 2006. V.25. P. 1906-1914.

27. Capelson M, Corces V. The ubiquitin ligase dTopors directs the nuclear organization of a chromatin insulator // Mol Cell. 2005. V.20. P. 105-116.

28. Chakalova L, Debrand E, Mitchell J, Osborne C, Fraser P. Replication and transcription: Shaping the landscape of the genome //Nat. Rev. Genet. 2005. V.6. P.669-677.

29. Chan C, Rastelli L, Pirrotta V. Polycomb response element in the Ubx gene that determines an epigenetically inherited state of repression // EMBO J. 1994. V.13. N.ll. P.2553-2564.

30. Chen J, Pirrotta V. Multimerization of the Drosophila zeste protein is required for efficient DNAbinding//EMBO J. 1993. V.12. P.2075-2083.

31. Chung J, Whitely M, Felsenfeld G. A 5' element of the chicken b-globin domain serves as an insulator in human erythroid cells and protects against position effect in Drosophila //Cell. 1993. V. 74. P. 505-514.

32. Cleard F, Moshkin Y, Karch F, Maeda RK. Probing long-distance regulatory interactions in the Drosophila melanogaster bithorax complex using Dam identification // Nat Genet. 2006. V.38. P.931-935.

33. Comet I, Savitskaya E, Schuettengruber B, Negre N, Lavrov S, Parshikov A, Juge F, Gracheva E, Georgiev P, Cavalli G. PRE-mediated bypass of two Su(Hw) insulators targets PcG proteins to a downstream promoter // Dev.Cell. 2006. V.l 1. P.l 17-124.

34. Courey AJ, Jia S. Transcriptional repression: the long and the short of it // Genes Dev. 2001. V.15. P.2786-2796.

35. Cuvier O, Hart CM, Laemmli UK. Identification of a class of chromatin boundary elements // Mol. Cell. Biol. 1998. V.18. P.7478-7486.

36. Dellino GI, Tatout C, Pirrotta V. Extensive conservation of sequences and chromatin structures in the bxd polycomb response element among Drosophilid species // Int J Dev Biol. 2002. V.46. P.133-141.

37. Donze D, Adams C, Rine J, Kamakaka R. The boundaries of the silenced HMR domain in Saccharomyces cerevisiae // Genes Dev. 1999. V.13. P.698-708.

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

39. Drissen R, Palstra R, Gillemans N, Splinter E, Grosveld F, Philipsen S, de Laat W. The active spatial organization of the P-globin locus requires the transcription factor EKLF // Genes & Dev. 2004. V. 18. 2485-2490.

40. Duncan I. The bithorax complex // Annu. Rev. Genet. 1987. V.21. P.285-319.

41. Duncan IW. Transvection effects in Drosophila // Annu. Rev. Genet. 2002. V.36. P.521-556.

42. Dvir A, Conaway JW, Conaway RC. Mechanism of transcription initiation and promoter escape by RNA polymerase II // Curr Opin Genet Dev. 2001. V.l 1. P.209-214.

43. Emerson B. Specificity of gene regulation // Cell. 2002. V. 109 P.267-270.

44. Engel N, Bartolomei S. Mechanisms of insulator function in gene regulation and genomic imprinting // Int.Rev.Cytol. 2003. V.232. P.89-127.

45. Engel N, Thorvaldsen J, Bartolomei M. CTCF binding sites promote transcription initiation and prevent DNA methylation on the maternal allele at the imprinted H19/Igf2 locus // Hum Mol Genet. 2006. V.l5. P.2945-2954.

46. Engel N, West A, Felsenfeld G, Bartolomei S. Antagonism between DNA hypermethylation and enhancer-blocking activity at the H19DMDis uncovered by CpG mutations // Nat.Genet. 2004. V.36. P.883-888.

47. Erlich H. PCR technology // Stockton Press. New York. NY. 1989.

48. Espinas M, Jimenez-Garcia E, Vaquero A, Canudas S, Bernues J, Azorin F. The N-terminal POZ domain of GAGA mediates the formation of oligomers that bind DNA with high affinity and specificity // J. Biol. Chem. 1999. V.274. P. 16461-16469.

49. Fang X, Xiang P, Yin W, Stamatoyannopoulos G, Li Q. Cooperativeness of the higher chromatin structure of the beta-globin locus revealed by the deletion mutations of DNase I hypersensitive site 3 of the LCR // J. Mol. Biol. 2007. V.365. P.31-37.

50. Farkas G, Leibovitch B, Elgin S. Chromatin organization and transcriptional control of gene expression in Drosophila // Gene. 2000. V.253.P.117-136.

51. Fedoriw A, Stein P, Svoboda P, Schultz R, Bartolomei M. Transgenic RNAi reveals essential function for CTCF in H19 gene imprinting // Science. 2004. V.303. P.238-240.

52. Ficz G, Heintzmann R, Arndt-Jovin DJ. Polycomb group protein complexes exchange rapidly in living Drosophila // Development. 2005. V.132. P.3963-3976.

53. Filippova GN, Thienes CP, Penn BH, Clio DH, Hu YJ, Moore JM, Klesert TR, Lobanenkov VV, Tapscott SJ. CTCF-binding sites flank CTG/CAG repeats and form a methylation-sensitive insulator at the DM1 locus //Nat Genet. 2001. V.28. P.335-343.

54. Flavell A, Alphey L, Ross S. et al. Complet reversions of gypsy retrotransposon-unduced cut locus mutation in Drosophila melanogaster involving jockey transposon insertions and flanking gypsy sequence deletions // Mol.Gen.Genet. 1990. V.220. P.181-185.

55. Gaszner M, Felsenfeld G. Insulators: exploiting transcriptional and epigenetic mechanisms //Nature Reviews Genetics. 2006. V.7. P.703-713.

56. Gaszner M, Vazquez J, Schedl P. The Zw5 protein, a component of the scs chromatin domain boundary, is able to block enhancer-promoter interaction // Genes Dev. 1999. V.16. P.2098-2107.

57. Gerasimova T, Corces V. Polycomb and Trithorax group proteins mediate the function of a chromatin insulator // Cell. 1998. V. 92. P.511-521.

58. Gerasimova TI, Byrd K, Corces VG. A chromatin insulator determines the nuclear localization of DNA // Mol Cell. 2000. V.6. P.1025-1035.

59. Gerasimova TI, Lei EP, Bushey AM, Corces VG. Coordinated control of dCTCF and gypsy chromatin insulators in Drosophila // Mol Cell. 2007. V.28. P.761-772.

60. Geyer P, Corces V. DNA position-specific repression of transcription by a Drosophila zinc finger protein // Genes Dev. 1992. V.6. P. 1865-1873.

61. Geyer P, Corces V. Separate regulatory elements are responsible for the complex pattern of tissue-specific and developmental transcription of the yellow locus in Drosophila melanogaster//Genes Dev. 1987. V.l. P.996-1004.

62. Geyer P. The role of insulator elements in defining domains of gene expression // Curr. Opin. Genet. Dev. 1997. V. 7. P. 242-248.

63. Geyer PK, Clark I. Protecting against promiscuity: the regulatory role of insulators // Cell. Mol. Life Sci. 2002. V.59. P.2112-2127.

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

65. Glass CK, Rosenfeld MG. The coregulator exchange in transcriptional functions of nuclear receptors // Genes Dev. 2000. V.14 P.121-141.

66. Glover D, Leibowitz M, McLean D, Parry H. Mutations in aurora preventcentrosome separation leading to the formation of monopolar spindles // Cell. 1995 V.81. P.95-105.

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

68. Golic KG. Local transposition of P elements in Drosophila melanogaster and recombination between duplicated elements using a site-specific recombinase // Genetics. 1994. V.137. P.551-563.

69. Golovnin A, Biryukova I, Romanova O, Silicheva M, Parshikov A, Savitskaya E, Pirrotta V, Georgiev P. An endogenous Su(Hw) insulator separates the yellow gene from the Achaete-scute gene complex in Drosophila // Development. 2003. V.130. P.3249-3258.

70. Golovnin A, Melnikova L, Volkov I, Kostuchenko M, Galkin AV, Georgiev P. 'Insulator bodies' are aggregates of proteins but not of insulators // EMBO Rep. 2008. V.5. P.440-445.

71. Green MM. Genetic instability in Drosophila melanogaster: transpositions of the white gene and the role in the phenotypic expression of the zeste gene // Molec.Gen.Genet. 1984. V.194. P.275-278.

72. Grimaud C, Bantignies F, Pal-Bhadra M, Ghana P, Bhadra U, Cavalli G. RNAi components are required for nuclear clustering of Polycomb group response elements // Cell. 2006. V.124. P.957-971.

73. Guasconi V, Souidi M, Ait-Si-Ali S. Nuclear Positioning, Gene Activity and Cancer // Cancer Biology & Therapy. 2005. V.4. P.l34-138.

74. Hampsey M. Molecular genetics of the RNA polymerase II general transcription machinery // Microbiology and Molecular Biology Reviews. 1998 V. 62 P. 465-503.

75. Harigae H. GATA transcription factors and hematological diseases // Tohoku J Exp Med. 2006. V.210. P. 1-9.

76. Harju S, McQueen KJ, Peterson K. Chromatin structure and control of beta-like globin gene switching// Exp. Biol. Med. 2002. V.227. P.683-700.

77. Hark AT, Schoenherr CJ, Katz DJ, Ingram RS, Levorse JM, Tilghman SM. CTCF mediates methylation-sensitive enhancer-blocking activity at the H19/Igf2 locus // Nature. 2000. V.405. P.486-489.

78. Harrison D, Gdula D, Coyne R, Corces V. A leucine zipper domain of the suppressor of Hairy-wing protein mediates its repressive effect on enhancer function // GenesDev. 1993. V.7. P.1966-1978.

79. Hart CM, Cuvier O, Laemmli UK. Evidence for an antagonistic relationship between the boundary element-associated factor BEAF and the transcription factor DREF // Chromosoma. 1999. V.108. P.375-383.

80. Hart CM, Zhao K, Laemmli UK. The scs' boundary element: characterization of boundary element-associated factors // Mol.Cell Biol. 1997. V.17 P.999-1009.

81. Holmgren C, Kanduri C, Dell G,Ward A, Mukhopadhya R, Kanduri M, Lobanenkov V, Ohlsson R. CpGmethylation regulates the Igf2/H19 insulator // Curr. Biol. 2001. V.l l.P.l 128-1130.

82. Holohan EE, Kwong C, Adryan B, Bartkuhn M, Herold M, Renkawitz R, Russell S, White R. CTCF genomic binding sites in Drosophila and the organisation of the bithorax complex // PLoS Genet. 2007. V.3. P.el 12.

83. Huang S, Li X, Yusufzai TM, Qiu Y, Felsenfeld G. USF1 recruits histone modification complexes and is critical for maintenance of a chromatin barrier // Mol Cell Biol. 2007. V.22. P.7991-8002.

84. Jack J, Dorsett D, Delotto Y, Liu S. Expression of the cut locus in the Drosophila wing margin is required for cell type specification and is regulated by a distant enhancer // Development. 1991. V. 113. N3. P.735-747.

85. Johnson KD, Christensen HM, Zhao B, Bresnick EH. Distinct mechanisms control RNA polymerase II recruitment to a tissue-specific locus control region and a downstream promoter//Mol. Cell. 2001. V.8. P.465-471.

86. Karch F, Galloni M, Sipos L, Gausz J, Gyurkovics H, Schedl P. Мер and Fab-7: molecular analysis of putative boundaries of cis-regulatory domains in the bithorax complex of Drosophila melanogaster//Nucleic Acids Res. 1994. V.22. P.3138-3146.

87. Karess R, Rubin G. Analysis of P transposable element functions in Drosophila // Cell. 1984. V.38. P.135-146.

88. Kassis JA. Pairing-sensitive silencing, polycomb group response elements, and transposon homing in Drosophila // Adv. Genet. 2002. V.46. P.421-438.

89. Kato Y, Sasaki H. Imprinting and looping: epigenetic marks control interactions between regulatory elements // 2005. BioEssays. V.27. P. 1—4.

90. Katsani K, Hajibagheri M, Verrijzer C. Co-operative DNA binding by GAGA transcription factor requires the conserved BTB/POZ domain and reorganizes promoter topology // EMBO J. 1999. V.18. P.698-708.

91. Kellum R, Schedl P. A position-effect assay for boundaries of higher order chromosomal domains // Cell. 1991. V.5. P.941-950.

92. Kim J, Shen B, Rosen C, Dorsett D. The DNA-binding and enhancer-blocking domains of the Drosophila suppressor of hairy-wing protein // MCB. 1996. V.16. N7. P.3381-3392.

93. Kleinjan DA, Lettice LA. Long-Range Gene Control and Genetic Disease // Advances in Genetics // 2008. V.61 P.339-388.

94. Kooren J, Palstra RJ, Klous P, Splinter E, von Lindern M, Grosveld F, de Laat W. Beta-globin active chromatin Hub formation in differentiating erythroid Cells and in p45 NF-E2 knock-out mice // J. Biol. Chem. 2007. V.282. P. 16544-16552.

95. Kyrchanova O, Toshchakov S, Podstreshnaya Y, Parshikov A, Georgiev P. Functional interaction between the Fab-7 and Fab-8 boundaries and the upstream promoter region in the Drosophila Abd-B gene // Mol Cell Biol. 2008. V.28. P.4188-4195.

96. Labrador M, Corces VG. Setting the boundaries of chromatin domains and nuclear organization//Cell. 2002. V.lll. P.151-154.

97. Lee JT. Molecular links between X-inactivation and autosomal imprinting: X-inactivation as a driving force for the evolution of imprinting? // Curr Biol. 2003. V.13. P.R242-254.

98. Lee TI, Young RA. Transcription of eukaryotic protein-coding genes // Annu Rev Genet. 2000. V.34. P.77-137.

99. Lefstin J A, Yamamoto ICR. Allosteric effects of DNA on transcriptional regulators //Nature. 1998. V. 392 P. 885-888.

100. Lei EP, Corces VG. RNA interference machinery influences the nuclear organization of a chromatin insulator // Nat Genet. 2006. V.38. P.936-41.

101. Lemon B, Tjian R. Orchestrated response: a symphony of transcription factors for gene control // Genes Dev. 2000. V. 14 P 2551-2569.

102. Lewis A, Mitsuya K, Constancia M, Reik W. Tandem repeat hypothesis in imprinting: deletion of a conserved direct repeat element upstream of hi9 has no effect on imprinting in the igf2-hl9 region // Mol.Cell.Biol. 2004. V.24. P.5650-5656.

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

104. Ling J, Li T, Hu J, Vu T, Chen H, Qiu X, Cherry A, Hoffman A. CTCF Mediates Interchromosomal Colocalization Between Igf2/H19 and Wsbl/Nfl // Science. 2006. V.312. P.269-272

105. Loots GG, Kneissel M, Keller H, Baptist M, Chang J, Collette NM, Ovcharenko D, Plajzer-Frick I, Rubin EM. Genomic deletion of a long-range bone enhancer misregulates sclerostin in Van Buchem disease // Genome Res. 2005. V.15. P.928-935.

106. Lutz M, Burke LJ, LeFevre P, Myers FA,- Thorne AW, Crane-Robinson C, Bonifer C, Filippova GN, Lobanenkov V, Renkawitz R. Thyroid hormone-regulated enhancer blocking: cooperation of CTCF and thyroid hormone receptor // EMBO J. 2003. V.22. P. 15791587.

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

108. McKenna NJ, O'Malley BW. Combinatorial control of gene expression by nuclear receptors and coregulators // Cell. 2002. V.108 P.465-474.

109. Melnick A, Carlile G, Ahmad K, Kiang C, Corcoran C, Bardwell V, Prive G, Licht J. Critical residues within the BTB domain of PLZF and Bcl-6 modulate interaction with corepressors //MCB. 2002. V.22 P.1804-1818.

110. Mihaly J, Hogga I, Barges S, Galloni M, Mishra R, Hagstrom K, Muller M, Sehedl P, Sipos L, Gausz J, Gyurkovics H, Karch F. Chromatin domain boundaries in the bithorax complex // Cell Mol. Life Sci. 1998. V.54. P.60-70.

111. Mohrmann L, Kal AJ, Verrijzer CP. Characterization of the extended Myb-like DNA-binding domain of trithorax group protein Zeste // J Biol Chem. 2002. V.277. P.47385-47392.

112. Muller M, Hagstrom K, Gyurkovics H, Pirrotta V, Sehedl P. The Мер element from the Drosophila melanogaster bithorax complex mediates long-distance regulatory interactions // Genetics. 1999. V.153. P.1333-1356.

113. Muravyova E, Golovnin A, Gracheva E, Parshikov A, Belenkaya T, Pirrotta V, Georgiev P. Loss of insulator activity by paired Su(Hw) chromatin insulators // Science. 2001. V.291. P.495-498.

114. Murrell A, Heeson S, Reik W. Interaction between differentially methylated regions partitions the imprinted genes Igf2 and H19 into parent-specific chromatin loops // 2004. Nat.Genet. V.36. P.889-893.

115. Mutskov VJ, Farrell CM, Wade PA, Wolffe AP, Felsenfeld G. The barrier function of an insulator couples high histone acetylation levels with specific protection of promoter DNA from methylation // Genes Dev. 2002. V.16. P.1540-1554.

116. Myer VE, Young RA. RNA polymerase II holoenzymes and subcomplexes // J Biol Chem. 1998. V. 273 P. 27757-27760.

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

118. Narlikar GJ, Fan HY, Kingston RE. Cooperation between complexes that regulate chromatin structure and transcription // Cell. 2002. V.108 P.475-487.

119. Negre N, Hennetin J, Sun LV, Lavrov S, Bellis M, White KP, Cavalli G. Chromosomal distribution of PcG proteins during Drosophila development // PLoS Biol. 2006. V.4. P.el70.

120. Oki M, Kamakaka RT. Barrier function at FIMR // Mol Cell. 2005. V.19. P.70716.

121. Orphanides G, Lagrange T, Reinberg D. The general transcription factors of RNA polymerase II // Genes Dev. 1996. V.10. P.2657-2683.

122. Orphanides G, Reinberg D. A unified theory of gene expression // Cell. 2002. V.108 P.43 9-451.

123. Pagans S, Ortiz-Lombardia M, Espinas M, Bernues J, Azorin F. The Drosophila transcription factor tramtrack (TTK) interacts with Trithorax-like (GAGA) and represses GAGA-mediated activation // NAR. 2002. V.30. P.4406-4413.

124. Pai CY, Lei EP, Ghosh D, Corces VG. The centrosomal protein CP 190 is a component of the gypsy chromatin insulator // Mol. Cell. 2004. V.16. P.737-748.

125. Pal-Bhadra M, Bhadra U, Birchler JA. Cosuppression in Drosophila: gene silencing of Alcohol dehydrogenase by white-Adh transgenes is Polycomb dependent // Cell. 1997. V.90. P.479-490.

126. Pal-Bhadra M, Bhadra U, Birchler JA. Cosuppression of nonhomologous transgenes in Drosophila involves mutually related endogenous sequences // Cell. 1999. V.99. P.35-46.

127. Pal-Bhadra M, Bhadra U, Birchler JA. RNAi related mechanisms affect both transcriptional and posttranscriptional transgene silencing in Drosophila // Mol Cell. 2002. V.9. P.315-327.

128. Palstra R, de Laat W, Grosveld F. b-Globin Regulation and Long-Range Interactions //Advances in Genetics. 2008. V.61. P.107-142. '

129. Palstra RJ, Tolhuis B, Splinter E, Nijmeijer R, Grosveld F, de Laat W. The betaglobin nuclear compartment in development and erythroid differentiation // Nat. Genet. 2003. V.35. P. 190—194.

130. Parnell TJ, Geyer PK. Differences in insulator properties revealed by enhancer blocking assays on episomes // EMBO J. 2000. V.l9. P.5864-5874.

131. Parnell TJ, Kuhn EJ, Gilmore BL, Helou C, Wold MS, Geyer PK. Identification of genomic sites that bind the Drosophila suppressor of Hairy-wing insulator protein // Mol Cell Biol. 2006. V.26. P.5983-5993.

132. Patrinos GP, de Krom M, de Boer E, Langeveld A, Imam AM, Strouboulis J, de Laat W, Grosveld FG. Multiple interactions between regulatory regions are required to stabilize an active chromatin hub // Genes Dev. 2004. V.l8. P. 1495-1509.

133. Pirrotta V, Manet E, Hardon E, Bickel SE, Benson M. Structure and sequence of the Drosophila zeste gene // EMBO J. 1987. V.6. P.791-799.

134. Pirrotta V, Steller H, Bozzetti MP. Multiple upstream regulatory elements control the expression of the Drosophila white gene // EMBO J. 1985. V.4. P.3501-3508.

135. Ptashne, M. Gene regulation by proteins acting nearby and at a distance // Nature. 1986. V.322. P.697-701.

136. Qian S, Varjavand B, Pirrotta V. Molecular analysis of the zeste-white interaction reveals a promoter-proximal element essential for distant enhancer-promoter communication // Genetics. 1992. V.131. P.79-90.

137. Ramos E, Ghosh D, Baxter E, Corces VG. Genomic organization of gypsy chromatin insulators in Drosophila melanogaster // Genetics. 2006. V.172. P.2337-2349.

138. Reed M, Riggs A, Mann J. Deletion of a direct repeat element has no effect on Igf2 and H19 imprinting // Mamm.Genome. 2001. V.12. P.873-876.

139. Ripoche M, Chantal K, Poirier F, Dandolo L. Deletion of the HI9 transcription unit reveals the existence of a putative imprinting control element // Genes Dev. 1997. V.ll. P.1596-1604.

140. Roeder RG. Role of general and gene-specific cofactors in the regulation of eukaryotic transcription // Cold Spring Harbor Symp Quant Biol. 1998. V.58. P.201-218.

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

142. Rubin GM, Spradling AC. Genetic transformation of Drosophila with transposable element vectors // Science. 1982. V.218. P.348-353.

143. Sambrook J, Fritsch E, Maniatis T. Molecular Cloning. A laboratory manual. // CSHL Press. 2001.

144. Saurin AJ, Shao Z, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Kingston RE. A Drosophila Polycomb group complex includes Zeste and dTAFII proteins //Nature. 2001. V.412. P.655-660.

145. Schoenherr CJ, Levorse JM, Tilghman SM. CTCF maintains differential methylation at the Igf2/H19 locus //Nat.Genet. 2003. V.33 P.66-69.

146. Schwartz YB, Kahn TG, Nix DA, Li XY, Bourgon R, Biggin M, Pirrotta V. Genome-wide analysis of Polycomb targets in Drosophila melanogaster // Nat. Genet. 2006. V.38. P.700-705.

147. Schwartz YB, Pirrotta V. Polycomb silencing mechanisms and the management of genomic programmes // NatRev.Genet. 2007. V.8. P.9-22.

148. Schweinsberg S, Hagstrom K, Gohl D, Sehedl P, Kumar RP, Mishra R, Karch F. The enhancer-blocking activity of the Fab-7 boundary from the Drosophila bithorax complex requires GAGA-factor-binding sites // Genetics. 2004. V.168. P.1371-1384.

149. Schweinsberg SE, Sehedl P. Developmental modulation of Fab-7 boundary function // Development. 2004. V.l31. P.4743-4749.

150. Scott K, Geyer P. Effects of the Su(Hw) insulator protein on the expression of the divergently transcribed Drosophila yolk protein genes // EMBO J. 1995. V.14. P.6258-6279.

151. Scott K, Taubman A, Geyer P. Enhancer blocking by the Drosophila gypsy insulator depends upon insulator anatomy and enhancer strength // Genetics. 1999. V.153. P.787-798.

152. Siegal M, Hartl D. Application of Cre/loxP in Drosophila. Site-specific recombination and transgene coplacement // Methods Mol.Biol. 2000. V.l36. P.487-495.

153. Sigrist CJ, 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 // Genetics. 1997. V.l47. P.209-221.

154. Sipos L, Gyurkovics H. Long-distance interactions between enhancers and promoters // FEBS J. 2005. V.272. P.3253-3259.

155. Smale ST. Core promoters: active contributors to combinatorial gene regulation // Genes Dev. 2001. V.15. P.2503-2508.

156. Smale ST. Transcription initiation from TATA-less promoters within eukaryotic protein-coding genes//Biochim Biophys Acta. 1997. V. 1351 P.73-88.

157. Smith P, Corces V. The suppressor of Hairy-wing binding region is required for gypsy mutagenesis // Mol.Gen.Genet. 1992. V.233. P.65-70.

158. Song SH, Hou C, Dean A. A positive role for NLI/Ldbl in long-range beta-globin locus control region function // Mol Cell. 2007. V.28. P.810-822.

159. Soutoglou E, Misteli T. Mobility and immobility of chromatin in transcription and genome stability // Curr Opin Genet Dev. 2007 V.17. P.435-442.

160. Spana C, Corces V. DNA bending is a determinant of binding specificity for a Drosophila zink finger protein // Genes Dev. 1990. V.4. P.1505-1515.

161. Spana C, Harrison D, Corces V. The Drosophila melanogaster supressor of Hairy wing protein binds to specific sequences of the gypsy retrotransposon // Genes Dev. 1988. V.2. P.1414-1423.

162. Sparago A, Cerrato F, Vernucci M, Ferrero G, Silengo M, Riccio A. Microdeletions in the human HI9 DMR result in loss of IGF2 imprinting and Beckwith-Wiedemann syndrome // Nat.Genet. 2004. V.36. P.958-960.

163. Splinter E, Heath H, Kooren J, Palstra R, Klous P, Grosveld F, Galjart N, de Laat W. CTCF mediates long-range chromatin looping and local histone modification in the p-globin locus // Gen.Dev. 2006. V.20 P.2349-2354.

164. Stadnick M, Pieracci F, Cranston M, Taksel E, Thorvaldsen J, Bartolomei M. Role of a 461 bp G-rich repetitive element in HI 9 transgene imprinting // Dev.Genes Evo. 1999. V.209. P.239-248.

165. Strahl BD, Allis CD. The language of covalent histone modifications // Nature. 2000. V.403. P. 41-45.

166. Struhl К. Fundamentally different logic of gene regulation in eukaryotes and prokaryotes // Cell. 1999. V.98 P.l-4.

167. Struhl K. Promoters, activator proteins, and the mechanism of transcriptional initiation in yeast // Cell. 1987. V. 49. P. 295-297.

168. Sun F, Elgin S. Putting boundaries on silence // Cell. 1999. V.99. P.459-462.

169. Szabo P, Tang SH, Rentsendorj A, Pfeifer GP, Mann JR. Maternal-specific footprints at putative CTCF sites in the HI9 imprinting control region give evidence for insulator function// Curr Biol. 2000. V.10. P.607-610.

170. Szabo PE, Tang SFI, Silva FJ, Tsark WM, Mann JR. Role of CTCF binding sites in the Igf2/H19 imprinting control region // Mol Cell Biol. 2004. V.24. P.4791-4800.

171. Tanimoto K, Sugiura A, Omori A, Felsenfeld G, Engel JD, Fukamizu A. Human beta-globin locus control region HS5 contains CTCF- and developmental stage-dependent enhancer-blocking activity in erythroid cells // Mol Cell Biol. 2003. V.23. P.8946-8952.

172. Thorvaldsen J, Duran K, Bartolomei M. Deletion of the HI9 differentially methylated domain results in loss of imprinted expression of H19 and Igf2 // Genes Dev. 1998. V.12. P.3693-3702.

173. Thorvaldsen J, Mann M, Nwoko O, Duran K, Bartolomei M. Analysis of sequence upstream of the endogenous HI 9 gene reveals elements both essential and dispensable for imprinting // Mol. Cell. Biol. 2002. V.22. P.2450-2462.

174. Tolhuis B, Palstra RJ, Splinter E, Grosveld F, de Laat W. Looping and interaction between hypersensitive sites in the active beta-globin locus // Mol. Cell. 2002. V.10. P.1453-1465.

175. Tremblay К, Duran К, Bartolomei M. A 5' 2-kilobase-pair region of the imprinted mouse HI9 gene exhibits exclusive paternal methylation throughout development // Mol.Cell.Biol. 1997. V.17. P.4322-4329.

176. Udvardy A. Dividing the empire: boundary chromatin elements delimit the territory of enhancers//EMBO J. 1999. V.18. P.l-8.

177. Vakoc C, Letting D, Gheldof N, Sawado T, Bender M, Groudine M, Weiss M, Dekker J, Blobel G. Proximity among distant regulatory elements at the P-globin locus requires GATA-1 and FOG-1 //Mol.Cell. 2005. V.17. P.453-462.

178. Valenzuela L, Kamakaka RT. Chromatin insulators // Annu Rev Genet. 2006. V.40 P.107-138.

179. Van Hul W, Balemans W, Van Hul E, Dikkers FG, Obee H, Stokroos RJ, Hildering P, Vanhoenacker F, Van Camp G, Willems PJ. Van Buchem disease (hyperostosis corticalis generalisata) maps to chromosome 17ql2-q21 // Am. J. Hum. Genet. 1998. V.62. P.391-399.

180. Vazquez J, Muller M, Pirrotta V, Sedat JW. The Мер element mediates stable longrange chromosome-chromosome interactions in Drosophila // Mol. Biol. Cell. 2006. V.17. P.2158-2165.

181. Verona R, Mann M, Bartolomei M. Genomic imprinting: intricacies of epigenetic regulation in clusters // Annu.Rev.Cell Dev.Biol. 2003. V.19. P.237-259.

182. Vieira KF, Levings PP, Hill MA, Crusselle VJ, Kang, SH, Engel JD, Bungert J. Recruitment of transcription complexes to the beta-globin gene locus in vivo and in vitro // J. Biol. Chem. 2004. V.279. P.50350-50357.

183. Vostrov AA, Quitschke WW. The zinc finger protein CTCF binds to the APBbeta domain of the amyloid beta-protein precursor promoter. Evidence for a role in transcriptional activation // J Biol Chem. 1997. V.272. P.33353-33359.

184. Weis L, Reinberg D.Transcription by RNA polymerase II: initiator-directed formation of transcription-competent complexes // FASEB J. 1992. V.14. P.3300-3309.

185. West AG, Fraser P. Remote control of gene transcription // Hum. Mol. Genet. 2005. V.14. P.R101-R111.

186. West AG, Gaszner M, Felsenfeld G. Insulators: many functions, many mechanisms // Genes Dev. 2002. V.l6. P.271-288.

187. West AG, Huang S, Gaszner M, Litt MD, Felsenfeld G. Recruitment of histone modifications by USF proteins at a vertebrate barrier element // Mol Cell. 2004. V.3. P.453-463.

188. Yoon Y, Jeong S, Rong Q, Chung J, Pfeifer K. Analysis of the HI 9ICR Insulator // Mol Cell Biol. 2007 V.27. P.3499-3510.

189. Zhang Y, Reinberg D. Transcription regulation by histone methylation: interplay between different covalent modifications of the core histone tails // Genes Dev. 2001. V.l5. P.2343-2360.

190. Zhao H, Dean A. An insulator blocks spreading of histone acetylation and interferes with RNA polymerase II transfer between an enhancer and gene // Nucleic Acids Res. 2004. V.32. P.4903-4919.

191. Zhao H, Kim A, Song SH, Dean A. Enhancer blocking by chicken beta-globin 5'-HS4: role of enhancer strength and insulator nucleosome depletion // J Biol Chem. 2006. V.281. P.30573-30580.