Изучение некодирующих РНК гена сфингомиелинсинтазы 1 (SGMS1) человека тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат наук Филиппенков, Иван Борисович

• Филиппенков, Иван Борисович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Филиппенков, Иван Борисович

ОГЛАВЛЕНИЕ

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Актуальность темы исследования

1.2 Степень разработанности темы исследования

1.3 Цель и задачи

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 Длинные некодирующие РНК и их участие в регуляции экспрессии генов

2.1.1 Линейные 1псРНК. Особенности структуры и экспрессии

2.1.1.1 Разнообразие линейных 1псРНК

2.1.1.2 Биогенез линейных 1псРНК

2.1.1.3 Консерватизм линейных 1псРНК

2.1.1.4 Особенности экспрессии линейных 1псРНК

2.1.2 Функции линейных 1псРНК

2.1.2.1 Взаимодействие 1псРНК с белками

2.1.2.2 Взаимодействие 1псРНК с ДНК. Образование тройных спиралей

2.1.2.3 Взаимодействие 1псРНК с микроРНК. Конкурентные эндогенные РНК

2.1.2.4 Функции антисмысловых 1псРНК

2.1.3 Циклические РНК

2.1.3.1 Разнообразие циклических РНК

2.1.3.2 Образование циклических РНК

2.1.3.3 Консерватизм и особенности экспрессии циклических РНК

2.1.3.4 Циклические РНК как сорбенты микроРНК

2.1.3.5 Иные функции циклических РНК

2.2 Особенности гена сфингомиелинсинтазы 1

2.2.1 Структура и экспрессия гена SGMS1 человека

2.2.2 Паралоги и ортологи гена сфингомиелинсинтазы 1

3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1 Выделение РНК из замороженных тканей и крови

3.1.1 Подготовка образцов из замороженных тканей

3.1.2 Получение ядерной и цитоплазматической фракций РНК

3.1.3 Подготовка образцов белых клеток крови

3.1.4 Выделение РНК

3.1.5 Спектрофотометрическое определение количества РНК

3.1.6 Проверка качества препаратов суммарной РНК с помощью гель-электрофореза

3.2 Анализ транскриптов, кодируемых геном SGMS1, с помощью секвенирования RNA CaptureSeq

3.2.1 Дизайн зондов

3.2.2 Технология RNA CaptureSeq

3.3 Обработка суммарной РНК с помощью РНКазы R

3.4 Синтез одноцепочечной кДНК

3.5 ОТ-ПЦР и секвенирование продуктов ПЦР

3.5.1 ОТ-ПЦР

3.5.2 Электрофорез продуктов ПЦР

3.5.3 Секвенирование по Сенгеру

3.6 Нозерн-блот анализ

3.6.1 Электрофорез в денатурирующем агарозном геле и капиллярный перенос РНК на мембрану

3.6.2 Электрофорез в денатурирующем полиакриламидном геле (ПААГ) и электроперенос РНК на мембрану

-5 л

3.6.3 Получение (а- P)dATP-меченых зондов

3.6.4 Гибридизация зондов с РНК на мембране

3.7 ОТ-ПЦР в реальном времени

3.7.1 Анализ данных ОТ-ПЦР в реальном времени и статистика

3.8 Выделение белка из замороженных тканей

3.8.1 Экстракция белка из буфера с сапонином

3.9 Метод иммунодетекции

3.9.1 Электрофоретическое разделение белка и электроперенос белка на мембрану

3.9.2 Гибридизация антител с белками на мембране

3.10 Анализ количества белка SMS1

3.11 Биоинформатические методы анализа

3.11.1 Анализ баз данных транскриптома человека

3.11.2 Анализ результатов RNA CaptureSeq

3.11.3 Анализ результатов секвенирования по Сенгеру

3.11.4 Анализ сайтов сплайсинга

3.11.5 Поиск промоторов

3.11.6 Поиск Alu-повторов и выравнивание их последовательностей

3.11.7 Поиск сайтов связывания микроРНК

4 РЕЗУЛЬТАТЫ

4.1 Исследование экспрессии гена SGMS1 на транскрипционном и трансляционном уровнях в тканях человека

4.1.1 Анализ экспрессии мРНК гена SGMS1

4.1.2 Количественный анализ полноразмерного белка SMS1 в тканях человека

4.1.3 Анализ корреляции между уровнем мРНК гена SGMS1 и уровнем белка SMS 1 в тканях человека

4.2 Анализ баз данных транскриптомных исследований гена SGMS1

4.3 RNA CaptureSeq-анализ экспрессии гена SGMS1

4.4 Анализ несплайсированных интронных РНК

4.5 Анализ РНК, подвергающихся альтернативному сплайсингу

4.6 Выявление циклических РНК в составе транскриптов гена SGMS1 человека

4.6.1 Анализ баз данных циклических РНК

4.6.2 Анализ циклических РНК в образцах РНК лобной коры человека

4

4.7 Анализ представленности циклических РНК в тканях человека

4.8 Анализ гомологичных циклических РНК гена Sgmsl у крысы и мыши

4.9 Анализ гомологичных циклических РНК гена SGMS2 человека

4.10 Анализ количественной представленности транскриптов генов сфингомиелинсинтазы 1 в тканях человека, крысы и мыши

4.11 Анализ содержания циклических РНК гена SGMS1 в ядерной и цитоплазматической фракциях РНК лобной коры человека

4.12 Анализ промоторов, которые могут участвовать в синтезе циклических РНК

4.13 Анализ Alu-повторов в структуре гена SGMS1

4.14 Анализ последовательностей циклических РНК гена SGMS1 человека на наличие сайтов связывания с микроРНК

5 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

7 ВЫВОДЫ

8 СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

9 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

10 БЛАГОДАРНОСТИ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Изучение некодирующих РНК гена сфингомиелинсинтазы 1 (SGMS1) человека»

1 ВВЕДЕНИЕ

1.1 Актуальность темы исследования

Исследование структурно-функциональных особенностей генов, играющих важную роль в обеспечении жизнедеятельности организма человека, является фундаментальной проблемой, представляющей большой интерес для научного познания. В связи с этим большое значение имеет изучение транскрипционного разнообразия генов и поиск функционально значимых транскриптов. Современные методы исследования транскриптома человека показали, что многие РНК не кодируют белок, но способны выполнять важные регуляторные функции. Особый интерес представляют некодирующие РНК, длина которых составляет свыше 200 нуклеотидов. Они могут транскрибироваться с межгенных областей, с антисмысловой цепи ДНК, с интронов. Особый интерес представляют циклические РНК - новый и относительно мало изученный класс некодирующих РНК, обнаруженный преимущественно в клетках млекопитающих. Эти транскрипты были выделены как фракция РНК, устойчивая к обработке РНКазой R, избирательно разрушающей линейные формы молекул. Циклические РНК кодируются ортологичными генами различных организмов, им свойственна специфическая экспрессия по отношению к ткани и стадии развития организма. На сегодняшний день все больше исследований указывают на то, что циклические РНК играют важную роль в регуляции различных биологических процессов. Транскрипты этого класса являются перспективными объектами для исследований и активно изучаются.

Одним из генов, для которого исследование некодирующих РНК представляет интерес, является жизненно важный ген сфингомиелинсинтазы 1 (БОМБ1) человека, который участвует в функционировании липидного обмена в клетке. Ген 80Ы81 кодирует фермент сфингомиелинсинтазу 1 (SMS1), который участвует в регуляции внутриклеточного везикулярного транспорта, метаболизма холестерина, пролиферации клеток, апоптоза и

других значимых процессов. Обнаружена вовлеченность сфингомиелинсинтазы в патогенез атеросклероза, диабета, болезни Альцгеймера, воспалительных и опухолевых заболеваний. Мы предполагаем, что изучение некодирующих РНК в составе транскриптов гена 80Ы81 и гомологичных ему генов приблизит нас к пониманию механизмов регуляции важных физиологических процессов в клетке.

1.2 Степень разработанности темы исследования

Ген 80Ы81 человека был идентифицирован в Отделе молекулярных основ генетики человека ИМГ РАН [1] параллельно с рядом зарубежных исследователей [2, 3]. По результатам исследований, проводимых коллективом Отдела, в разных тканях человека было выявлено множество альтернативных транскриптов гена, синтез которых достигается использованием различных механизмов и их сочетаний: альтернативное начало транскрипции, альтернативный сплайсинг, альтернативная терминация транскрипции [4, 5]. Ген присутствует в геномах животных и простейших [6]. Рядом зарубежных научных коллективов была исследована структура и экспрессия ортологичного гена сфингомиелинсинтазы 1 для мыши, свиньи и курицы [7-9], однако сведений относительно регуляции его функционирования на сегодняшний день недостаточно.

Современные методы исследования транскриптома показали, что многие РНК не кодируют белок, но способны участвовать в регуляции функционирования генов [10-13]. На сегодняшний день получены данные о том, что у человека и некоторых других млекопитающих, гены, кодирующие белок, могут быть источником различных типов некодирующих РНК [14, 15]. Показано, что длинные некодирующие РНК могут участвовать в регуляции транскрипции, альтернативного сплайсинга, трансляции и ряда других процессов [16-18]. На сегодняшний день появились данные о том, что значительная часть некодирующих РНК существует в виде циклической формы [19-22]. Функциональное значение циклических РНК изучено

недостаточно. Однако известно, что некоторые из них способны выступать в качестве сорбентов микроРНК, связывать факторы транскрипции, а также взаимодействовать с РНК-полимеразой II и малыми ядерными РНК, что опосредует регуляцию экспрессии генов [21, 23-25]. Показано, что циклические РНК могут участвовать при патогенезе болезни Альцгеймера [26] и раке [27]. Эти качества циклических РНК могут быть в дальнейшем использованы в медицине для коррекции патологических процессов, обусловленных нарушением экспрессии генов.

1.3 Цель и задачи

Целью работы был поиск некодирующих РНК гена 80Ы81 человека, анализ их структуры и особенностей экспрессии. Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать экспрессию гена 80Ы81 в тканях человека на транскрипционном и трансляционном уровнях;

2. Провести биоинформатический анализ последовательностей гена БОЫ81 в базах данных транскриптома человека;

3. Исследовать структуру и содержание выявленных РНК, кодируемых геном БОМБ1, в различных тканях человека, а также гомологичных некодирующих РНК в тканях крысы и мыши;

4. С помощью биоинформатического анализа провести поиск сайтов связывания микроРНК в нуклеотидной последовательности гена БОМБ1.

1.4 Научная новизна

В данной диссертационной работе впервые исследованы

некодирующие РНК в составе транскриптов гена БОМБ1. Уточнена

структура гена, обнаружены и исследованы транскрипты, картированные в

интронах, и некодирующие РНК циклической природы. Исследованы

гомологичные РНК, кодируемые генами Sgms1 крысы и мыши и 80М82

человека. Предложены механизмы образования циклических РНК гена

SGMS1, и выдвинута гипотеза об их функции в клетке.

8

1.5 Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты, полученные в исследовании, представляют большой научно-практический интерес. Они существенно углубляют представления о структуре и особенностях экспрессии жизненно-важного гена SGMS1. В работе показано, что в составе транскриптов, кодируемых геном SGMS1 помимо РНК, направляющих синтез белка, содержится множество некодирующих РНК. В их числе обнаружены и исследованы представители малоизученного на сегодняшний день класса РНК циклической природы, что вносит вклад в изучение транскрипционного разнообразия и регуляции экспрессии генов млекопитающих.

1.6 Методология и методы исследования

Результаты были получены с использованием биоинформатических методов анализа, высокопроизводительного секвенирования с обогащением RNA CaptureSeq, методов выделения РНК и белка, Нозерн-блот анализа, иммунодетекции, ОТ-ПЦР, секвенирования по Сенгеру, ПЦР в реальном времени, а также ряда других стандартных молекулярно-биологических методов.

1.7 Положения, выносимые на защиту

1. По результатам сравнительного анализа экспрессии гена SGMS1 на транскрипционном и трансляционном уровнях в разных тканях человека выявлено отсутствие корреляции между содержанием кодирующих транскриптов гена SGMS1 и количеством кодируемого им белка. Это свидетельствует о наличии сложной системы тканеспецифической регуляции гена SGMS1.

2. Обнаружено большое количество новых транскриптов, которые включают участки интронов гена SGMS1. Они представляют собой как несплайсированные интронные транскрипты, так и РНК, подвергающиеся альтернативному сплайсингу. Выявлены новые транскрипты, содержащие

сохранившиеся участки интронов (рекурсивные экзоны) 5'-нетранслируемой области (5'-НТО) гена SGMS1.

3. В составе транскриптов гена SGMS1 человека обнаружены циклические РНК, которые содержат последовательности мультиэкзонной 5'-НТО гена, а также участок кодирующей области гена и фрагменты интронов. Обнаружены гомологичные циклические РНК, кодируемые геном Sgmsl крысы и мыши.

4. Циклические РНК человека, крысы и мыши, содержащие последовательности 5'-НТО, демонстрируют мозгоспецифическую экспрессию.

5. Циклическим РНК, содержащим последовательности 5'-НТО гена SGMS1, свойственна преимущественная цитоплазматическая локализация.

6. Внутренние промоторы и инвертированные повторы, локализованные в интронах гена SGMS1 человека, могут принимать участие в образовании циклических РНК. Компьютерный анализ последовательностей циклических РНК позволил выявить большое число сайтов связывания микроРНК.

1.8 Степень достоверности и апробация результатов

Цель, поставленная в работе, достигнута, достоверность полученных результатов не вызывает сомнений. Результаты работы были опубликованы в четырех рецензируемых научных журналах и представлены автором на российских и международных конференциях. Публикации в научных журналах:

1. Sudarkina O.Y., Filippenkov I.B., Brodsky I.B., Limborska S.A., Dergunova L.V. Comparative analysis of sphingomyelin synthase 1 gene expression in human tissues at transcriptional and translational levels // Mol Cell Biochem. 2015. Vol. 406. №1-2. P. 91-9.

2. Рожкова А.В., Филиппенков И.Б., Сударкина О.Ю., Лимборская С.А., Дергунова Л.В. Альтернативные промоторы, локализованные в интронах

гена SGMS1, участвуют в регуляции его экспрессии в тканях человека. Молекулярная биология. 2015. Т. 49. №2. С. 325-333.

3. Filippenkov I.B., Sudarkina O.Y., Limborska S.A., Dergunova L.V. Circular RNA of the human sphingomyelin synthase 1 gene: Multiple splice variants, evolutionary conservatism and expression in different tissues. RNA Biol. 2015. Vol. 12. №9. P. 1030-42.

4. Филиппенков И.Б., Дергунова Л.В., Рожкова А.В., Сударкина О.Ю., Лимборская С.А. Особенности структуры и экспрессии гена сфингомиелинсинтазы 1 (SGMS1) человека. Цитология. 2016. Т. 58 №4. С. 267-271.

Материалы конференций:

1. Филиппенков И.Б., Сударкина О.Ю., Дергунова Л.В. Изучение некодирующих РНК в составе гена сфингомиелинсинтазы 1 человека: Сборник тезисов VI Международной школы молодых ученых по молекулярной генетике «Геномика и системная биология» (16-21 ноября 2014 г., Звенигород, Россия) - М.: ИМГ РАН, 2014. - 54 с.

2. I. B. Filippenkov, O. Y. Sudarkina, S. A. Limborska, L. V. Dergunova // Tissue distribution pattern of SMS1 protein implies active posttranscriptional regulation: European Human Genetics Conference 2015 (June 6-9, 2015, Glasgow, Scotland, United Kingdom) - 2015, 23(1) - C. 270

3. И.Б. Филиппенков, Е.О. Калиниченко, О.Ю. Сударкина, Л.В. Дергунова // Использование технологии RNA-seq для анализа некодирующих РНК гена SGMS1 человека: Третья летняя школа по биоинформатике (Москва 20-25 июля 2015). Тезисы докладов. - Санкт-Петербург: Свое издательство, 2015. - 29-30 с.

4. Лимборская С.А., Филиппенков И.Б., Рожкова А.В., Сударкина О.Ю., Дергунова Л.В. // Ген сфингомиелинсинтазы 1 человека (SGMS1): особенности структуры и экспрессии: Материалы международной конференции «Хромосома 2015» (Новосибирск, 24-28 августа 2015 г.) - с. 116.

5. I. B. Filippenkov, T. A. Kolomin, E. O. Kalinichenko, V. G. Dmitrieva, L. V. Dergunova, S. A. Limborska // Tissue-specific and developmental stage-specific expression of sphingomyelin synthase genes: European Human Genetics Conference 2016 (May 21-24, 2016, Barcelona, Spain) - с. 519.

6. И.Б. Филиппенков, Л.В. Дергунова, С.А. Лимборская // Анализ структуры гена сфингомиелинсинтазы 1 человека (SGMS1) и кодируемых им транскриптов с помощью технологии RNA CaptureSeq: V Съезд биохимиков России (Сочи, 4-8 октября 2016 г.) - 2016, Acta Naturae, спецвыпуск, том 2, с. 18.

7. В.В. Ставчанский, И.Б. Филиппенков, В.Г. Дмитриева, Л.В. Дергунова, С.А. Лимборская // Особенности экспрессии циклической РНК гена Sgmsl в условиях фокальной ишемии головного мозга крыс: V Съезд биохимиков России (Сочи, 4-8 октября 2016 г.) - 2016, Acta Naturae, спецвыпуск, том 2, с. 184.

2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

2.1 Длинные некодирующие РНК и их участие в регуляции экспрессии генов

Рибонуклеиновая кислота (РНК) - один из важнейших участников биологических процессов. Долгое время считалось, что РНК является «промежуточным звеном» в передаче информации от ДНК к синтезируемому белку [28]. Однако позже выяснилось, что РНК может не только кодировать белок, но и выполнять регуляторные функции. К наиболее известным некодирующим РНК относят рибосомную (рРНК), транспортную (тРНК), а также ряд малых РНК (микроРНК, siРНК, shF^^, snoРНК, piРНК и тд). Значительное внимание исследователей уделено сегодня так называемым длинным некодирующим РНК (long non-coding RNA или 1псРНК). Их длина более 200 н., они не кодируют белок, но могут участвовать в функционировании генов [10]. ^РИК являются гетерогенным классом. К их числу помимо линейных РНК относят также циклические формы. Современные методы исследования транскриптома показывают, что 1псРНК очень распространены. Они транскрибируются у различных организмов, с разных регионов их геномов и имеют разнообразный биогенез [12, 20, 2933]. На сегодняшний день особенности образования и функционирования 1псРНК активно изучаются и во многом остаются до конца не понятыми.

2.1.1 Линейные IncPHK. Особенности структуры и экспрессии

2.1.1.1 Разнообразие линейных IncPHK

На основании анализа баз данных GENCODE [12], LNCipedia [34] и NONCODE [35] у человека число аннотированных 1псРНК достигает нескольких десятков тысяч. Их количество в неколько раз превышает число генов человека, что говорит о широкой распространенности 1псРНК в клетке. Для человека и мыши были проанализированы средние длины 1псРНК [33]. 1псРНК были классифицированы по длине на три категории: «маленькие»

(200-950 н.), «средние» (950-4800 н.) и «большие» (4800 н. и более). У человека и мыши распределение 1псРНК по длинам отличается. Распределение «маленьких», «средних» и «больших» 1псРНК для мыши составляет 21%, 78% и 1%, для человека - 58%, 40% и 2% соответственно, что говорит о специфической структуре 1псРНК, свойственной конкретному виду.

1псРНК классифицируют в соответствии с районом генома, с которого осуществляется их синтез [12, 36]. Ма и соавт. предложили классификацию, в которой выделили межгенные 1псРНК, внутригенные или 1псРНК, содержащие внутри себя последовательность гена, и перекрывающиеся с генами 1псРНК. Далее из группы внутригенных или содержащих внутри себя последовательность гена 1псРНК вычленили интронные смысловые, интронные антисмысловые, перекрывающиеся смысловые и перекрывающиеся антисмысловые 1псРНК. Из группы перекрывающихся с генами 1псРНК выделили еще 2 группы - смысловые и антисмысловые 1псРНК. В результате получилось 7 групп длинных некодирующих РНК (Рисунок 1) [36].

Наиболее распространенными у человека являются межгенные 1псРНК (59,2%). На втором месте - смысловые 1псРНК, которые перекрываются с белок-кодирующими генами (24,4%). На долю интронных без учета полярности и антисмысловых РНК приходится примерно по 10% [36].

Intergenic

nam и—« -1

_

Intronic (S) с... i 7

/ EiiiiI fi^*)' Гни7 |м Intronic (AS) ГИ1 \ JEgjmJLi

Overlapping (S)

Overlapping (AS) tW

TIIMII ^^ b»on2 ЕЛУО -

Sense ( F«»1 mml F««i h I ■ e«<xro

I.......I I I f hrniif 4 f

< Едоо 1 E*on 1 If^^^mC Едоо 2 Еюо 2

Antisense

< Едоп1 —: Ekxi2 <—

с -- • — ' ■ ж ■ ■

« Cat

i E»n2 / ПЁйпО

Рисунок 1. Классификация ^РНК [36]. Белок-кодирующие гены и их экзоны обозначены синим цветом, а 1псРНК и их экзоны - красным цветом. Intergenic - межгенные 1псРНК, Intronic (S) - интронные смысловые 1псРНК, Intronic (AS) - интронные антисмысловые 1псРНК, Overlapping (S) -перекрывающиеся смысловые 1псРНК, Overlapping (AS) - перекрывающиеся антисмысловые 1псРНК, Sense - смысловые 1псРНК, Antisense -антисмысловые 1псРНК.

Интронные lncRNA ассоциированы с 74% всех белок-кодирующих генов [37]. Кроме того показано, что 15% известных коротких интронных РНК произошли от длинных интронных предшественников, причем занимают лишь 0,2% их нуклеотидной последовательности. Это дает основания предполагать возможность локализации внутри интронных lncPHK других на данный момент неизвестных функционально значимых коротких РНК [37]. Отдельные участки интронных последовательностей могут быть очень стабильны. В частности они обнаружены в ядре яйцеклетки лягушки и отнесены к новому классу стабильных интронных РНК (sisPHK). Предположительно sisРНK играют важную регуляторную роль в эмбриогенеза [38].

2.1.1.2 Биогенез линейных lncPHK

Линейные 1псРНК имеют разнообразный биогенез. Они могут синтезироваться с собственных промоторов или в составе пре-мРНК. В синтезе участвует РНК-полимераза II и РНК-полимераза III. Последняя обычно осуществляет синтез 1псРНК, которые взаимодействуют с факторами транскрипции или РНК-полимеразой II [39]. В образовании интронных 1псРНК показано участие альтернативных промоторов, локализованных в энхансерных последовательностях гена [40]. Важным инструментом для генерации интронных 1псРНК является сплайсинг. Сплайсинг интронов у разных генов происходит различным образом. Прежде всего, это зависит от длины интронов. Так для Drosophila sp. показано, что для интронов размером более 20 т.п.н. сплайсинг может происходить рекурсивным образом, то есть в процессе поэтапного сплайсинга, опосредованного внутренними 3' и 5'-сайтами [41, 42]. У человека рекурсивный сплайсинг требует участия внутреннего RS-экзона. RS-экзон может быть полностью удален или сохранен в зрелой РНК, что определяется конкуренцией сайтов сплайсинга. Большинство РНК, которые содержат RS-экзоны, разрушаются по механизму нонсенс-опосредованного распада (NMD) [43], однако некоторые рекурсивно

сплайсируемые РНК экспрессируются в мозге человека, а также могут быть ассоциированы с болезнями [44]. ^РНК могут подвергаться сплайсингу по аналогии с мРНК [45]. Одним из примеров сплайсированной 1псРНК является Xist, которая участвует в процессе дозовой компенсации у самок, за счет инактивации хромосомы X. Эта РНК по сути является продуктом транскрипции псевдогена, утратившим способность к трансляции [46, 47].

1псРНК подвергаются специфическим механизмам процессинга своих

концов. Большое количество ^РНК не имеют полиА-хвоста, однако

остаются стабильными РНК [48]. Одним из примеров тому является 1шРНК

MALAT1 (metastasis-associated lung adenocarcinoma transcript 1).

Предшественник этой РНК в области З'-конца имеет высоко консервативный

мотив, сходный с 5'-концом тРНК, который узнается РНКазой Р. В

результате расщеления образуются 2 транскрипта - основная ^РНИК и

короткий 3'-концевой транскрипт. Для дальнейшего процессинга основная

часть MALAT1 имеет последовательно расположенные по направлению к 3'-

концу консервативные геномные тракты: полии, полии и полиA. полиА-

тракт расположен на самом З'-конце транскрипта. Эти мотивы способны

сформировать тройную спираль так, что первый полии-тракт образует с

полиA-трактом Хугстиновские пары, а второй полиИ-тракт образует с

полиA-трактом Уотсен-Криковские пары [45, 49, 50]. U-A^U-триплеты

обеспечивают стабильность некодирующих РНК. Роль полиА-тракта могут

играть не геномные последовательности, а полиА-хвосты в случае

полиаденилированных РНК. Примером служит PAN РНК -

полиаденилированная ядерная 1псРНК вируса герпеса, ассоциированная с

саркомой Капоши [51]. При анализе интронных транскриптов было показано,

что когда интрон содержит две малые ядрышковые РНК ^шРНК) и

подвергается сплайсингу, то последовательность, находящаяся между

snoРHK, оказывается защищенной от деградации [52]. Такие транскрипты

именуются snoРHK-зависимые длинные некодирующие РНК (sno-lncРHK).

Образование циклических РНК, предполагающее отсутствие концов

17

транскриптов, можно также рассматривать как одну из форм процессинга 1псРНК [21]. Эти формы РНК будут подробно рассмотрены далее.

2.1.1.3 Консерватизм линейных 1^РНК

Многие 1псРНК имеют широкую распространенность и низкий консерватизм. Эти обстоятельства послужили доводом тому, что 1псРНК являются нефункциональным «транскрипционным шумом» [53]. Эта гипотеза не увенчалась успехом, так как ряд функционально значимых 1псРНК (Air, Xist) не обладают консерватизмом. Некоторые функциональные 1псРНК, напротив, транскрибируются с ультраконсервативных участков генома. Примером может служить механизм регуляции транскрипции генов сигнального пути Hedgehog, участвующих в развитии и росте позвоночных. Сигнальный белок Sonic Hedgehog индуцирует транскрипцию межгенной 1псРНК EVF-2, которая содержит ультраконсервативный элемент, расположенный между генами DLX5 и DLX6. С помощью ультраконсервативного элемента 1псРНК ассоциируется с гомеобокс-фактором транскрипции DLX2, посредствам чего он активирует транскрипцию в соседнем к EVF-2 гене DLX5, запуская процесс развития переднего мозга и нервных клеток [54]. Также РНК Uc.173 происходит из ультраконсервативного региона T-UCR человека, крысы и мыши и является одним из ключевых ингибиторов свинец-индуцированного апоптоза в нервных клетках [55]. Интронные 1псРНК зачастую ассоциированы с консервативными участками в интронах [14, 15]. Одними из наиболее известных являются транскрипты SINE и в частности Alu-повторов (280-350 н.) Последовательности SINE (до 11% генома) обычно транскрибируются РНК полимеразой III и с помощью закодированной в LINE обратной транскриптазы способны встраиваться в геном, являясь ретротранспозонами. Однако ряд Alu-элементов может транскрибироваться и в составе пре-мРНК [56]. Известно, что Alu-элементы ассоциированы почти с третью всех генов приматов, и их транскрипты обнаружены среди некодирующих РНК

интронов. Интронные Alu-элементы являются метаболически стабильными. Известны так называемые AluAC^^^ (H/ACA scaRRR!), пре-scAlu и scAlu. Они представляют собой шпилечные структуры с консервативными мотивами, отвечающими за локализацию данных Alu и ассоциацию с белками. Так H/ACA scaРНK транскрибируются в составе пре-мРНК, в структуре имеют две шпильки по соответствующим боксам и локализованы в тельцах Кахаля. Главной их функцией является репрессия транскрипции с участием РНК-полимеразы II в условиях стрессового воздействия на клетку. Общая длина этих Alu составляет около 200 нуклеотидов. пре-scAlu являются продуктами РНК-полимеразы III и по структуре представляют собой четыре шпилечные структуры с общей длиной 300-400 нуклеотидов. Процессинг пре-scAlu приводит к образованию scAlu около 160 нуклеотидов в длину из левого плеча димера-предшественника. В целом Alu-элементы представляют собой гетерогенную группу и могут иметь различные структуры, при этом их отличает высокий консерватизм и наличие повторяющихся элементов [56].

2.1.1.4 Особенности экспрессии линейных 1^РНК

Множество 1псРНК имеют специфическую экспрессию, наследуемую в эволюции. Так из 1898 межгенных 1псРНК человека 80% имели схожую экспрессию у шимпанзе, 39% у коровы, 38% у мыши и 35% у крысы [57]. К тому же ^РИК демонстрируют экспрессию, специфичную ткани, полу, стадии развития и болезни [14, 58]. По данным Mercer и соавт. при анализе 1псРНК мыши было выявлено, что 64% РНК ассоциированы с мозговыми тканями [59]. Cabili и соавт. установили, что 1псРНК могут экспрессироваться в более выраженной тканеспецифической манере, чем белок-кодирующие гены [60].

Примером половой специфики в экспрессии 1псРНК в зависимости от стадии развития служит Xist, обеспечивающая импринтинг генов хромосомы X у самок. У мышей процесс инактивации повторяется на разных этапах

развития. Первая волна происходит во время стадии эмбрионального развития, а затем хромосома Х реактивируется в предимплантационной бластоцисте и затем снова инактивируется в постимплантационном эпибласте. В процессе дифференциации белок Яп^ повышает экспрессию и взаимодействует с одним из факторов плюрипотентности - белком Яех1 для его подавления и дифференциации. Яех1 в свою очередь является репрессором Xist, которая инициирует генетический сайленсинг хромосомы Х. Репрессия Яех1 активирует специфическую для самок экспрессию х1б1 [61].

В качестве примера 1псРНК, экспрессия которых ассоциирована с болезнями, может служить МЛЬЛТ1 - маркер немелкоклеточного рака легкого. Она обладает экспрессией, сопоставимой с генами домашнего хозяйства (глицеральдегидфосфатдегидрогеназа, Р-актин) особенно на ранних стадиях, что связано с повышенным риском метастазирования [62].

2.1.2 Функции линейных 1псРНК

2.1.2.1 Взаимодействие 1^РНК с белками

1псРНК активно участвуют в регуляции экспрессии генов. Эта регуляция может осуществляться в цис- или транс- положении от гена [33]. Часто 1псРНК участвует в регуляции с помощью белковых факторов. 1псРНК часто направляет хроматин модифицирующие белки, которые могут в случае «триторекс» активировать или в случае «поликомб» подавлять экспрессию генов на уровне эпигенетической модификации гистонов или ДНК [16, 63, 64]. Подчас говорят о соотношении триторексной и поликомбной активности как о маркере хроматинового статуса. Под триторексной и поликомбной активностью подразумевают совместное действие белковых факторов и 1псРНК. При поликомбно-триторексной конкуренции имеет место и бивалентный хроматин, преимущественно неактивный. Если репрессия снимается, то он резко начинает транскрибироваться, что важно для генов, участвующих в развитии организма [65]. В качестве примера можно

20

привести модель регуляции гомеозисных генов в эмбриональных стволовых клетках мыши. lncPHK кодируется межгенной областью Mistral между генами Hoxa6 и Hoxa7. Mira ассоциирована с белком Mll - одной из лизинметилтрансфераз комплекса «триторекс» которая, способна метилировать промоторные области генов и активировать транскрипцию в них. Mira связывается со специальным SET-доменом на С-конце Mll через шпильку на своем 3'-конце, устанавливает активационные метки H3K4me3 и создает конформационные изменения, способствующие взаимодействию Mll с обоими генами Hoxa6 и Hoxa7 [63]. Показано, что из всех lncPHK, имеющих ассоциацию к хроматину, до 52% приходится на интронные и 29% - на долю межгенных РНК [66].

2.1.2.2 Взаимодействие 1^РНК с ДНК. Образование тройных спиралей

Воздействие lncPHK на ДНК возможно не только через белок, но и при непосредственном взаимодействие с ДНК через образование тройной спирали в большой бороздке ДНК. Характерными сайтами для триплексов на ДНК являются полипуриновые и полиперимидиновые тракты [67]. Так, у человека было обнаружено более 3,5 млн. таких трактов, причем ими существенно обогащены промоторы и энхансеры [68]. На примере гена дегидрофолатредуктазы (DHFR) было показано, что цис-действующие 1псРНК способны скрывать основной промотор от полимеразного комплекса через образование тройной спирали [67-69].

Регуляция через образование тройной спирали может быть и на уровне сплайсинга мРНК. Известно, что сплайсируемая мРНК богата полипиримидиновыми трактами, которые находятся в области 3' -конца интронов и служат для ассоциации факторов, участвующих в альтернативном сплайсинге. Ассоциация 1псРНК с трактом способна регулировать сплайсинг соседних интронов. Вместе с тем, показан целый ряд белков, способных связываться с триплексом и привлекать ДНК-метилтрансферазы к промоторам, обеспечивая эпигенетическую регуляцию

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Филиппенков, Иван Борисович, 2016 год

9 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Vladychenskaya I.P., Dergunova L.V., Dmitrieva V.G., Limborska S.A. Human gene MOB: structure specification and aspects of transcriptional activity // Gene. 2004. Vol. 338. №2. P. 57-65.

2. Huitema K., van den Dikkenberg J., Brouwers J.F., Holthuis J.C. Identification of a family of animal sphingomyelin synthases // EMBO J. 2004. Vol .23. №1. P. 33-44.

3. 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. Vol. 279. №18. P. 18688-18693.

4. Dergunova L.V., Rozhkova A.V., Sudarkina O.Y., Limborska S.A. The use of alternative polyadenylation in the tissue-specific regulation of human SMS1 gene expression // Mol Biol Rep. 2013. Vol. 40. №12. P. 6685-6690.

5. 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. Vol. 481. №2. P. 65-75.

6. Tafesse F.G., Ternes P., Holthuis J.C. The multigenic sphingomyelin synthase family // J Biol Chem. 2006. Vol. 281. №40. P. 29421-29425.

7. 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. Vol. 363. P. 123-132.

8. Guillén N., Navarro M.A., Surra J.C., Arnal C., Fernández-Juan M., Cebrián-Pérez J.A., Osada J. Cloning, characterization, expression and comparative analysis of pig Golgi membrane sphingomyelin synthase 1 // Gene. 2007. Vol. 388. №1-2. P. 117-124.

9. Man C., Lee J. Molecular cloning, sequence characterization, and tissue expression analysis of chicken sphingomyelin synthase 1 (SMS1). Mol Cell Biochem. 2011. Vol. 357. №1-2. P. 353-361.

10. Mattick J.S., Makunin I.V. Non-coding RNA // Hum Mol Genet. 2006. Vol. 15. №1. P. 17-29.

11. Djebali S., Davis C.A., Merkel A., Dobin A., Lassmann T., Mortazavi A., Tanzer A., Lagarde J., Lin W., Schlesinger F., Xue C., Marinov G.K., Khatun J., Williams B.A., Zaleski C., Rozowsky J., Röder M., Kokocinski F., Abdelhamid R.F., Alioto T., Antoshechkin I., Baer M.T., Bar N.S., Batut P., Bell K., Bell I., Chakrabortty S., Chen X., Chrast J., Curado J., Derrien T., Drenkow J., Dumais E., Dumais J., Duttagupta R., Falconnet E., Fastuca M., Fejes-Toth K., Ferreira P., Foissac S., Fullwood M.J., Gao H., Gonzalez D., Gordon A., Gunawardena H., Howald C., Jha S., Johnson R., Kapranov P., King B., Kingswood C., Luo O.J., Park E., Persaud K., Preall J.B., Ribeca P., Risk B., Robyr D., Sammeth M., Schaffer L., See L.H., Shahab A., Skancke J., Suzuki A.M., Takahashi H., Tilgner H., Trout D., Walters N., Wang H., Wrobel J., Yu Y., Ruan X., Hayashizaki Y., Harrow J., Gerstein M., Hubbard T., Reymond A., Antonarakis S.E., Hannon G., Giddings M.C., Ruan Y., Wold B., Carninci P., Guigo R., Gingeras T.R. Landscape of transcription in human cells // Nature. 2012. Vol. 489. №7414. P. 101-108.

12. Derrien T., Johnson R., Bussotti G., Tanzer A., Djebali S., Tilgner H., Guernec G., Martin D., Merkel A., Knowles D.G., Lagarde J., Veeravalli L., Ruan X., Ruan Y., Lassmann T., Carninci P., Brown J.B., Lipovich L., Gonzalez J.M., Thomas M., Davis C.A., Shiekhattar R., Gingeras T.R., Hubbard T.J., Notredame C., Harrow J., Guigo R. The GENCODE v7 catalog of human long noncoding RNAs: analysis of their gene structure, evolution, and expression // Genome Res. 2012. Vol. 22. №9. P. 1775-1789.

13. St Laurent G., Shtokalo D., Tackett M.R., Yang Z., Vyatkin Y., Milos P.M., Seilheimer B., McCaffrey T.A., Kapranov P. On the importance of small

changes in RNA expression // Methods. 2013. Vol. 63. №1. P. 18-24.

116

14. Louro R., El-Jundi T., Nakaya H.I., Reis E.M., Verjovski-Almeida S. Conserved tissue expression signatures of intronic noncoding RNAs transcribed from human and mouse loci // Genomics. 2008. Vol. 92. №1. P. 18-25.

15. Rearick D., Prakash A., McSweeny A., Shepard S.S., Fedorova L., Fedorov A. Critical association of ncRNA with introns // Nucleic Acids Res. 2011. Vol. 39. №6. P. 2357-2366.

16. Faghihi M.A., Wahlestedt C. Regulatory roles of natural antisense transcripts // Nat Rev Mol Cell Biol. 2009. Vol. 10. №9. P. 637-643.

17. Mercer T.R., Dinger M.E., Mattick J.S. Long non-coding RNAs: insights into functions // Nat Rev Genet. 2009. Vol. 10. № 3. P. 155-159.

18. Kung J.T., Colognori D., Lee J.T. Long noncoding RNAs: past, present, and future // Genetics. 2013. Vol. 193. №3. P. 651-669.

19. Salzman J., Gawad C., Wang P.L., Lacayo N., Brown P.O. Circular RNAs are the predominant transcript isoform from hundreds of human genes in diverse cell types // PLoS One. 2012. Vol. 7. №2. P. e30733.

20. Jeck W.R., Sorrentino J.A., Wang K., Slevin M.K., Burd C.E., Liu J., Marzluff W.F., Sharpless N.E. Circular RNAs are abundant, conserved, and associated with ALU repeats // RNA. 2013. Vol. 19. №2. P. 141-157.

21. Zhang Y., Zhang X.O., Chen T., Xiang J.F., Yin Q.F., Xing Y.H., Zhu S., Yang L., Chen L.L. Circular intronic long noncoding RNAs // Mol Cell.

2013. Vol. 51. №6. P. 792-806.

22. Lasda E., Parker R. Circular RNAs: diversity of form and function // RNA.

2014. Vol. 20. №12. P. 1829-1842.

23. Memczak S., Jens M., Elefsinioti A., Torti F., Krueger J., Rybak A., Maier L., Mackowiak S.D., Gregersen L.H., Munschauer M., Loewer A., Ziebold U., Landthaler M., Kocks C., le Noble F., Rajewsky N. Circular RNAs are a large class of animal RNAs with regulatory potency // Nature. 2013. Vol. 495. №7441. P. 333-338.

24. Li Z., Huang C., Bao C., Chen L., Lin M., Wang X., Zhong G., Yu B., Hu W., Dai L., Zhu P., Chang Z., Wu Q., Zhao Y., Jia Y., Xu P., Liu H., Shan G. Exon-intron circular RNAs regulate transcription in the nucleus // Nat Struct Mol Biol. 2015. Vol. 22. №3. P. 256-264.

25. Huang C., Shan G. What happens at or after transcription: Insights into circRNA biogenesis and function // Transcription. 2015. Vol. 6. №4. P. 6164.

26. Lukiw W.J. Circular RNA (circRNA) in Alzheimer's disease (AD) // Front Genet. 2013. Vol. 4. P. 307.

27. Hansen T.B., Kjems J., Damgaard C.K. Circular RNA and miR-7 in cancer // Cancer Res. 2013. Vol. 73. №18. P. 5609-5612.

28. Crick F.H. On protein synthesis // Symp Soc Exp Biol. 1958. Vol. 12. P. 138163.

29. Kapranov P., Willingham A.T., Gingeras T.R. Genome-wide transcription and the implications for genomic organization // Nat Rev Genet. 2007. Vol. 8. №6. P. 413-423.

30. Khalil A.M., Guttman M., Huarte M., Garber M., Raj A., Rivea Morales D., Thomas K., Presser A., Bernstein B.E., van Oudenaarden A., Regev A., Lander E.S., Rinn J.L. Many human large intergenic noncoding RNAs associate with chromatin-modifying complexes and affect gene expression // Proc Natl Acad Sci U S A. 2009. Vol. 106. №28. P. 11667-11672.

31. Jung C.H., Hansen M.A., Makunin I.V., Korbie D.J., Mattick J.S. Identification of novel non-coding RNAs using profiles of short sequence reads from next generation sequencing data // BMC Genomics. 2010. Vol. 11. P. 77.

32. Mondal T., Kanduri C. Maintenance of epigenetic information: a noncoding RNA perspective // Chromosome Res. 2013. Vol. 21. №6-7. P. 615-625.

33. Ma L., Bajic V.B., Zhang Z. On the classification of long non-coding RNAs. RNA Biol. 2013. Vol. 10. №6. P. 925-933.

34. Volders P.J., Helsens K., Wang X., Menten B., Martens L., Gevaert K., Vandesompele J., Mestdagh P. LNCipedia: a database for annotated human lncRNA transcript sequences and structures. Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41. P. D246-51.

35. Xie C., Yuan J., Li H., Li M., Zhao G., Bu D., Zhu W., Wu W., Chen R., Zhao Y. NONCODEv4: exploring the world of long non-coding RNA genes. Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42. P. D98-103.

36. Ma L., Li A., Zou D., Xu X., Xia L., Yu J., Bajic V.B., Zhang Z. LncRNAWiki: harnessing community knowledge in collaborative curation of human long non-coding RNAs // Nucleic Acids Res. 2015. Vol. 43. P. D187-92.

37. Nakaya H.I., Amaral P.P., Louro R., Lopes A., Fachel A.A., Moreira Y.B., El-Jundi T.A., da Silva A.M., Reis E.M., Verjovski-Almeida S. Genome mapping and expression analyses of human intronic noncoding RNAs reveal tissue-specific patterns and enrichment in genes related to regulation of transcription // Genome Biol. 2007. Vol. 8. №3. P. R43.

38. Gardner E.J., Nizami Z.F., Talbot C.C. Jr., Gall J.G. Stable intronic sequence RNA (sisRNA), a new class of noncoding RNA from the oocyte nucleus of Xenopus tropicalis // Genes Dev. 2012. Vol. 26. №22. P. 2550-2559.

39. Dieci G., Fiorino G., Castelnuovo M., Teichmann M., Pagano A. The expanding RNA polymerase III transcriptome // Trends Genet. 2007. Vol. 23. №12. P. 614-622.

40. Kowalczyk M.S., Hughes J.R., Garrick D., Lynch M.D., Sharpe J.A., Sloane-Stanley J.A., McGowan S.J., De Gobbi M., Hosseini M., Vernimmen D., Brown J.M., Gray N.E., Collavin L., Gibbons R.J., Flint J., Taylor S., Buckle V.J., Milne T.A., Wood W.G., Higgs D.R. Intragenic enhancers act as alternative promoters. Mol Cell. 2012. Vol. 45. №4. P. 447-458.

41. Duff M.O., Olson S., Wei X., Garrett S.C., Osman A., Bolisetty M., Plocik A., Celniker S.E., Graveley B.R. Genome-wide identification of zero

nucleotide recursive splicing in Drosophila // Nature. 2015. Vol. 521. №7552. P. 376-379.

42. Burnette J.M., Miyamoto-Sato E., Schaub M.A., Conklin J., Lopez A.J. Subdivision of large introns in Drosophila by recursive splicing at nonexonic elements // Genetics. 2005. Vol. 170. №2. P. 661-674.

43. Sibley C.R., Emmett W., Blazquez L., Faro A., Haberman N., Briese M., Trabzuni D., Ryten M., Weale M.E., Hardy J., Modic M., Curk T., Wilson SW., Plagnol V., Ule J. Recursive splicing in long vertebrate genes // Nature. 2015. Vol. 521. №7552. P. 371-375.

44. Cook-Andersen H., Wilkinson M.F. Molecular biology: Splicing does the two-step // Nature. 2015. Vol. 521. №7552. P. 300-301.

45. Wilusz J.E. Long noncoding RNAs: Re-writing dogmas of RNA processing and stability // Biochim Biophys Acta. 2016. Vol. 1859. №1. P. 128-138.

46. Royce-Tolland M.E., Andersen A.A., Koyfman H.R., Talbot D.J., Wutz A., Tonks I.D., Kay G.F., Panning B. The A-repeat links ASF/SF2-dependent Xist RNA processing with random choice during X inactivation // Nat Struct Mol Biol. 2010. Vol. 17. №8. P. 948-954.

47. Cerase A., Pintacuda G., Tattermusch A., Avner P. Xist localization and function: new insights from multiple levels // Genome Biol. 2015. Vol. 16. P. 166.

48. Yang L., Duff M.O., Graveley B.R., Carmichael G.G., Chen L.L. Genomewide characterization of non-polyadenylated RNAs // Genome Biol. 2011.Vol. 12. №2. P. R16.

49. Wilusz J.E., JnBaptiste C.K., Lu L.Y., Kuhn C.D., Joshua-Tor L., Sharp P.A. A triple helix stabilizes the 3' ends of long noncoding RNAs that lack poly(A) tails // Genes Dev. 2012. Vol. 26. №21. P. 2392-2407.

50. Brown J.B., Boley N., Eisman R., May G.E., Stoiber M.H., Duff M.O., Booth

B.W., Wen J., Park S., Suzuki A.M., Wan K.H., Yu C., Zhang D., Carlson

J.W., Cherbas L., Eads B.D., Miller D., Mockaitis K., Roberts J., Davis C.A.,

Frise E., Hammonds A.S., Olson S., Shenker S., Sturgill D., Samsonova A.A.,

120

Weiszmann R., Robinson G., Hernandez J., Andrews J., Bickel P.J., Carninci P., Cherbas P., Gingeras T.R., Hoskins R.A., Kaufman T.C., Lai E.C., Oliver B., Perrimon N., Graveley B.R., Celniker S.E. Diversity and dynamics of the Drosophila transcriptome // Nature. 2014. Vol. 512. №7515. P. 393-399.

51. Mitton-Fry R.M., DeGregorio S.J., Wang J., Steitz T.A., Steitz J.A. Poly(A) tail recognition by a viral RNA element through assembly of a triple helix // Science. 2010. Vol. 330. №6008. P. 1244-1247.

52. Yin Q.F., Yang L., Zhang Y., Xiang J.F., Wu Y.W., Carmichael G.G., Chen L.L. Long noncoding RNAs with snoRNA ends // Mol Cell. 2012. Vol. 48. №2. P. 219-230.

53. Dennis C. The brave new world of RNA // Nature. 2002. Vol. 418. №6894. P. 122-124.

54. Feng J., Bi C., Clark B.S., Mady R., Shah P., Kohtz J.D. The Evf-2 noncoding RNA is transcribed from the Dlx-5/6 ultraconserved region and functions as a Dlx-2 transcriptional coactivator // Genes Dev. 2006. Vol. 20. №11. P. 14701484.

55. Nan A., Zhou X., Chen L., Liu M., Zhang N., Zhang L., Luo Y., Liu Z., Dai L., Jiang Y. A transcribed ultraconserved noncoding RNA, Uc.173, is a key molecule for the inhibition of lead-induced neuronal apoptosis // Oncotarget. 2016. Vol. 7. №1. P. 112-124.

56. Jády B.E., Ketele A., Kiss T. Human intron-encoded Alu RNAs are processed and packaged into Wdr79-associated nucleoplasmic box H/ACA RNPs // Genes Dev. 2012. Vol. 26. №17. P. 1897-1910.

57. Washietl S., Kellis M., Garber M. Evolutionary dynamics and tissue specificity of human long noncoding RNAs in six mammals // Genome Res. 2014. Vol. 24. № 4. P. 616-628.

58. Gloss B.S., Dinger M.E. The specificity of long noncoding RNA expression // Biochim Biophys Acta. 2016. Vol. 1859. №1. P. 16-22.

59. Mercer T.R., Dinger M.E., Sunkin S.M., Mehler M.F., Mattick J.S. Specific expression of long noncoding RNAs in the mouse brain // Proc Natl Acad Sci U S A. 2008. Vol. 105. №2. P. 716-721.

60. Cabili M.N., Trapnell C., Goff L., Koziol M., Tazon-Vega B., Regev A., Rinn J.L. Integrative annotation of human large intergenic noncoding RNAs reveals global properties and specific subclasses // Genes Dev. 2011. Vol. 25. №18. P. 1915-1927.

61. Barakat T.S., Loos F., van Staveren S., Myronova E., Ghazvini M., Grootegoed J.A., Gribnau J. The trans-activator RNF12 and cis-acting elements effectuate X chromosome inactivation independent of X-pairing // Mol Cell. 2014. Vol. 53. №6. P. 965-978.

62. Zhang B., Arun G., Mao Y.S., Lazar Z., Hung G., Bhattacharjee G., Xiao X., Booth C.J., Wu J., Zhang C., Spector D.L. The lncRNA Malat1 is dispensable for mouse development but its transcription plays a cis-regulatory role in the adult // Cell Rep. 2012. Vol. 2. №1. P. 111-123.

63. Guil S., Esteller M. Cis-acting noncoding RNAs: friends and foes // Nat Struct Mol Biol. 2012. Vol. 19 №11. P. 1068-1075.

64. Beckedorff F.C., Ayupe A.C., Crocci-Souza R., Amaral M.S., Nakaya H.I., Soltys D.T., Menck C.F., Reis E.M., Verjovski-Almeida S. The intronic long noncoding RNA ANRASSF1 recruits PRC2 to the RASSF1A promoter, reducing the expression of RASSF1A and increasing cell proliferation // PLoS Genet. 2013. Vol. 9. №8. P. e1003705.

65. Hekimoglu B., Ringrose L. Non-coding RNAs in polycomb/trithorax regulation // RNA Biol. 2009. Vol. 6. №2. P. 129-137.

66. Mondal T., Rasmussen M., Pandey G.K., Isaksson A., Kanduri C. Characterization of the RNA content of chromatin // Genome Res. 2010. Vol. 20. №7. P. 899-907.

67. Buske F.A., Mattick J.S., Bailey T.L. Potential in vivo roles of nucleic acid triple-helices // RNA Biol. 2011. Vol. 8. №3. P. 427-439.

68. Buske F.A., Bauer D.C., Mattick J.S., Bailey T.L. Triplexator: detecting nucleic acid triple helices in genomic and transcriptomic data // Genome Res. 2012. Vol. 22. №7. P. 1372-1381.

69. Martianov I., Ramadass A., Serra Barros A., Chow N., Akoulitchev A. Repression of the human dihydrofolate reductase gene by a non-coding interfering transcript // Nature. 2007. Vol. 445. №7128. P. 666-670.

70. Bacolla A., Wang G., Vasquez K.M. New Perspectives on DNA and RNA Triplexes As Effectors of Biological Activity // PLoS Genet. 2015. Vol. 11. №12. P. e1005696.

71. Tay Y., Kats L., Salmena L., Weiss D., Tan S.M., Ala U., Karreth F., Poliseno L., Provero P., Di Cunto F., Lieberman J., Rigoutsos I., Pandolfi P.P. Coding-independent regulation of the tumor suppressor PTEN by competing endogenous mRNAs // Cell. 2011. Vol. 147. №2. P. 344-357.

72. Broderick J.A., Zamore P.D. Competitive endogenous RNAs cannot alter microRNA function in vivo // Mol Cell. 2014. Vol. 54. №5. P. 711-713.

73. Cheng E.C., Lin H. Repressing the repressor: a lincRNA as a MicroRNA sponge in embryonic stem cell self-renewal // Dev Cell. 2013. Vol. 25. №1. P. 1-2.

74. Poliseno L., Salmena L., Zhang J., Carver B., Haveman W.J., Pandolfi P.P. A coding-independent function of gene and pseudogene mRNAs regulates tumour biology // Nature. 2010. Vol. 465. №7301. P. 1033-1038.

75. Wang Y., Xu Z., Jiang J., Xu C., Kang J., Xiao L., Wu M., Xiong J., Guo X., Liu H. Endogenous miRNA sponge lincRNA-RoR regulates Oct4, Nanog, and Sox2 in human embryonic stem cell self-renewal // Dev Cell. 2013. Vol. 25. №1. P. 69-80.

76. Denzler R., Agarwal V., Stefano J., Bartel D.P., Stoffel M. Assessing the ceRNA hypothesis with quantitative measurements of miRNA and target abundance // Mol Cell. 2014. Vol. 54. №5. P. 766-776.

77. Magistri M., Faghihi M.A., St Laurent G. 3rd, Wahlestedt C. Regulation of chromatin structure by long noncoding RNAs: focus on natural antisense transcripts // Trends Genet. 2012. Vol. 28. №8. P. 389-396.

78. Katayama S., Tomaru Y., Kasukawa T., Waki K., Nakanishi M., Nakamura M., Nishida H., Yap C.C., Suzuki M., Kawai J., Suzuki H., Carninci P., Hayashizaki Y., Wells C., Frith M., Ravasi T., Pang K.C., Hallinan J., Mattick J., Hume D.A., Lipovich L., Batalov S., Engström P.G., Mizuno Y., Faghihi M.A., Sandelin A., Chalk A.M., Mottagui-Tabar S., Liang Z., Lenhard B., Wahlestedt C.; RIKEN Genome Exploration Research Group; Genome Science Group (Genome Network Project Core Group); FANTOM Consortium. Antisense transcription in the mammalian transcriptome // Science. 2005. Vol. 309. №5740. P. 1564-1566

79. Sanger H.L., Klotz G., Riesner D., Gross H.J., Kleinschmidt A.K. Viroids are single-stranded covalently closed circular RNA molecules existing as highly base-paired rod-like structures // Proc Natl Acad Sci U S A. 1976. Vol. 73. №11. P. 3852-3856.

80. Diener T.O. Potato spindle tuber "virus". IV. A replicating, low molecular weight RNA // Virology. 1971. Vol. 45. №2. P. 411-428.

81. Flores R., Hernández C., Martínez de Alba A.E., Daros J.A., Di Serio F. Viroids and viroid-host interactions // Annu Rev Phytopathol. 2005. Vol. 43. P. 117-139.

82. Kos A., Dijkema R., Arnberg A.C., van der Meide P.H., Schellekens H. The hepatitis delta (delta) virus possesses a circular RNA // Nature. 1986. Vol. 323. №6088. P. 558-560.

83. Wu H.N., Lin Y.J., Lin F.P., Makino S., Chang M.F., Lai M.M. Human hepatitis delta virus RNA subfragments contain an autocleavage activity // Proc Natl Acad Sci U S A. 1989. Vol. 86. №6. P. 1831-1835.

84. Weiner A.J., Choo Q.L., Wang K.S., Govindarajan S., Redeker A.G., Gerin J.L., Houghton M. A single antigenomic open reading frame of the hepatitis

delta virus encodes the epitope(s) of both hepatitis delta antigen polypeptides p24 delta and p27 delta // J Virol. 1988. Vol. 62. №2. P. 594-599.

85. Tang T.H., Rozhdestvensky T.S., d'Orval B.C., Bortolin M.L., Huber H., Charpentier B., Branlant C., Bachellerie J.P., Brosius J., Hüttenhofer A. RNomics in Archaea reveals a further link between splicing of archaeal introns and rRNA processing // Nucleic Acids Res. 2002. Vol. 30. №4. P. 921-930.

86. Danan M., Schwartz S., Edelheit S., Sorek R. Transcriptome-wide discovery of circular RNAs in Archaea // Nucleic Acids Res. 2012. Vol. 40. №7. P. 3131-3142.

87. Zaug A.J., Grabowski P.J., Cech T.R. Autocatalytic cyclization of an excised intervening sequence RNA is a cleavage-ligation reaction // Nature. 1983. Vol. 301. №5901. P. 578-583.

88. Hsu M.T., Coca-Prados M. Electron microscopic evidence for the circular form of RNA in the cytoplasm of eukaryotic cells // Nature. 1979. Vol. 280. №5720. P. 339-340.

89. Kruger K., Grabowski P.J., Zaug A.J., Sands J., Gottschling D.E., Cech T.R. Self-splicing RNA: autoexcision and autocyclization of the ribosomal RNA intervening sequence of Tetrahymena // Cell. 1982. Vol. 31. №1. P. 147-157.

90. Grabowski P.J., Zaug A.J., Cech T.R. The intervening sequence of the ribosomal RNA precursor is converted to a circular RNA in isolated nuclei of Tetrahymena // Cell. 1981. Vol. 23. №2. P. 467-476.

91. Nigro J.M., Cho K.R., Fearon E.R., Kern S.E., Ruppert J.M., Oliner J.D., Kinzler K.W., Vogelstein B. Scrambled exons // Cell. 1991. Vol. 64. №3. P. 607-613.

92. Cocquerelle C., Daubersies P., Majérus M.A., Kerckaert J.P., Bailleul B. Splicing with inverted order of exons occurs proximal to large introns // EMBO J. 1992. Vol. 11. №3. P. 1095-1098.

93. Cocquerelle C., Mascrez B., Hétuin D., Bailleul B. Mis-splicing yields

circular RNA molecules // FASEB J. 1993. Vol. 7. №1. P. 155-160.

125

94. Capel B., Swain A., Nicolis S., Hacker A., Walter M., Koopman P., Goodfellow P., Lovell-Badge R. Circular transcripts of the testis-determining gene Sry in adult mouse testis // Cell. 1993. Vol. 73. №5. P. 1019-1030.

95. Zaphiropoulos P.G. Circular RNAs from transcripts of the rat cytochrome P450 2C24 gene: correlation with exon skipping. Proc Natl Acad Sci U S A. 1996. Vol. 93. №13. P. 6536-6541.

96. Zaphiropoulos P.G. Exon skipping and circular RNA formation in transcripts of the human cytochrome P-450 2C18 gene in epidermis and of the rat androgen binding protein gene in testis // Mol Cell Biol. 1997. Vol. 17. №6. P. 2985-2993.

97. Salzman J., Chen R.E., Olsen M.N., Wang P.L., Brown P.O. Cell-type specific features of circular RNA expression // PLoS Genet. 2013. Vol. 9. №9. P. e1003777.

98. Ashwal-Fluss R., Meyer M., Pamudurti N.R., Ivanov A., Bartok O., Hanan M., Evantal N., Memczak S., Rajewsky N., Kadener S. circRNA biogenesis competes with pre-mRNA splicing // Mol Cell. 2014. Vol. 56. №1. P. 55-66.

99. Guo J.U., Agarwal V., Guo H., Bartel D.P. Expanded identification and characterization of mammalian circular RNAs // Genome Biol. 2014. Vol. 15. №7. P. 409.

100. Rybak-Wolf A., Stottmeister C., Glazar P., Jens M., Pino N., Giusti S., Hanan M., Behm M., Bartok O., Ashwal-Fluss R., Herzog M., Schreyer L., Papavasileiou P., Ivanov A., Öhman M., Refojo D., Kadener S., Rajewsky N. Circular RNAs in the Mammalian Brain Are Highly Abundant, Conserved, and Dynamically Expressed // Mol Cell. 2015. Vol. 58. №5. P. 870-885.

101. Zhang X.O., Wang H.B., Zhang Y., Lu X., Chen L.L., Yang L. Complementary sequence-mediated exon circularization // Cell. 2014. Vol. 159. №1. P. 134-147.

102. Suzuki H., Tsukahara T. A view of pre-mRNA splicing from RNase R resistant RNAs // Int J Mol Sci. 2014. Vol. 15. №6. P. 9331-9342.

103. Suzuki H., Zuo Y., Wang J., Zhang M.Q., Malhotra A., Mayeda A. Characterization of RNase R-digested cellular RNA source that consists of lariat and circular RNAs from pre-mRNA splicing // Nucleic Acids Res. 2006. Vol. 34. №8. P. e63.

104. Starke S., Jost I., Rossbach O., Schneider T., Schreiner S., Hung L.H., Bindereif A. Exon circularization requires canonical splice signals // Cell Rep. 2015. Vol. 10. №1. P. 103-111.

105. Wang Y., Wang Z. Efficient backsplicing produces translatable circular mRNAs // RNA. 2015. Vol. 21. №2. 172-179.

106. Shepard S., McCreary M., Fedorov A. The peculiarities of large intron splicing in animals // PLoS One. 2009. Vol. 4. №11. P. e7853.

107. Cao Q.P., Gaudette M.F., Robinson D.H., Crain W.R. Expression of the mouse testis-determining gene Sry in male preimplantation embryos. Mol Reprod Dev. 1995. Vol. 40. №2. P. 196-204.

108. Wilusz J.E., Sharp P.A. Molecular biology. A circuitous route to noncoding RNA // Science. 2013. Vol. 340. №6131. P. 440-441.

109. Jeck W.R., Sharpless N.E. Detecting and characterizing circular RNAs // Nat Biotechnol. 2014. Vol. 32. №5. P. 453-461.

110. Liang D., Wilusz J.E. Short intronic repeat sequences facilitate circular RNA production // Genes Dev. 2014. Vol. 28. №20. P. 2233-2247.

111. Wilusz J.E. Repetitive elements regulate circular RNA biogenesis // Mob Genet Elements. 2015. Vol. 5. №3. P. 1-7.

112. Pasman Z., Been M.D., Garcia-Blanco M.A. Exon circularization in mammalian nuclear extracts // RNA. 1996. Vol. 2. №6. P. 603-610.

113. Conn S.J., Pillman K.A., Toubia J., Conn V.M., Salmanidis M., Phillips C.A., Roslan S., Schreiber A.W., Gregory P.A., Goodall G.J. The RNA binding protein quaking regulates formation of circRNAs // Cell. 2015. Vol. 160. №6. P. 1125-1134.

114. Chen L.L. The biogenesis and emerging roles of circular RNAs // Nat Rev

Mol Cell Biol. 2016. Vol. 17. №4. P. 205-211.

127

115. Kameyama T., Suzuki H., Mayeda A. Re-splicing of mature mRNA in cancer cells promotes activation of distant weak alternative splice sites // Nucleic Acids Res. 2012. Vol. 40. №16. P. 7896-7906.

116. Zhang C., Wu H., Wang Y., Zhao Y., Fang X., Chen C., Chen H. Expression Patterns of Circular RNAs from Primary Kinase Transcripts in the Mammary Glands of Lactating Rats // J Breast Cancer. 2015. Vol. 18. №3. P. 235-241.

117. Alhasan A.A., Izuogu O.G., Al-Balool H.H., Steyn J.S., Evans A., Colzani M., Ghevaert C., Mountford J.C., Marenah L., Elliott D.J., Santibanez-Koref M., Jackson M.S. Circular RNA enrichment in platelets is a signature of transcriptome degradation // Blood. 2016. Vol. 127. №9. P. e1-e11.

118. Hansen T.B., Jensen T.I., Clausen B.H., Bramsen J.B., Finsen B., Damgaard C.K., Kjems J. Natural RNA circles function as efficient microRNA sponges // Nature. 2013. Vol. 495. №7441. P. 384-388.

119. You X., Vlatkovic I., Babic A., Will T., Epstein I., Tushev G., Akbalik G., Wang M., Glock C., Quedenau C., Wang X., Hou J., Liu H., Sun W., Sambandan S., Chen T., Schuman E.M., Chen W. Neural circular RNAs are derived from synaptic genes and regulated by development and plasticity // Nat Neurosci. 2015. Vol. 18. №4. P. 603-610.

120. Herculano-Houzel S. The human brain in numbers: a linearly scaled-up primate brain // Front Hum Neurosci. 2009. Vol. 3. P. 31.

121. Daniel C., Silberberg G., Behm M., Öhman M. Alu elements shape the primate transcriptome by cis-regulation of RNA editing // Genome Biol. 2014. Vol. 15. №2. P. R28.

122. Hansen T.B., Wiklund E.D., Bramsen J.B., Villadsen S.B., Statham A.L., Clark S.J., Kjems J. miRNA-dependent gene silencing involving Ago2-mediated cleavage of a circular antisense RNA // EMBO J. 2011. Vol. 30. №21. P. 4414-4422.

123. Wilczynska A., Bushell M. The complexity of miRNA-mediated repression // Cell Death Differ. 2015. Vol. 22. №1. P. 22-33.

124. Bartel D.P. MicroRNAs: target recognition and regulatory functions // Cell. 2009. Vol. 136. №2. P. 215-233.

125. Thomas L.F., S^trom P. Circular RNAs are depleted of polymorphisms at microRNA binding sites // Bioinformatics. 2014. Vol. 30. №16. P. 2243-2246.

126. Liu J., Valencia-Sanchez M.A., Hannon G.J., Parker R. MicroRNA-dependent localization of targeted mRNAs to mammalian P-bodies // Nat Cell Biol. 2005. Vol. 7. №7. P. 719-723.

127. Jiang L., Liu X., Chen Z., Jin Y., Heidbreder C.E., Kolokythas A., Wang A., Dai Y., Zhou X. MicroRNA-7 targets IGF1R (insulin-like growth factor 1 receptor) in tongue squamous cell carcinoma cells // Biochem J. 2010. Vol. 432. №1. P. 199-205.

128. Kefas B., Godlewski J., Comeau L., Li Y., Abounader R., Hawkinson M., Lee J., Fine H., Chiocca E.A., Lawler S., Purow B. microRNA-7 inhibits the epidermal growth factor receptor and the Akt pathway and is down-regulated in glioblastoma // Cancer Res. 2008. Vol. 68. №10. P. 3566-3572.

129. Junn E., Lee K.W., Jeong B.S., Chan T.W., Im J.Y., Mouradian M.M. Repression of alpha-synuclein expression and toxicity by microRNA-7 // Proc Natl Acad Sci U S A. 2009. Vol. 106. №31. P. 13052-13057.

130. Li F., Zhang L., Li W., Deng J., Zheng J., An M., Lu J., Zhou Y. Circular RNA ITCH has inhibitory effect on ESCC by suppressing the Wnt/ß-catenin pathway // Oncotarget. 2015. Vol. 6. №8. P. 6001-6013.

131. Chen Y., Li C., Tan C., Liu X. Circular RNAs: a new frontier in the study of human diseases // J Med Genet. 2016. Vol. 53. №6. P. 359-365.

132. Ven0 M.T., Hansen T.B., Ven0 S.T., Clausen B.H., Grebing M., Finsen B., Holm I.E., Kjems J. Spatio-temporal regulation of circular RNA expression during porcine embryonic brain development // Genome Biol. 2015. Vol. 16. P. 245.

133. Kelly S., Greenman C., Cook P.R., Papantonis A. Exon Skipping Is Correlated with Exon Circularization. J Mol Biol. 2015. Vol. 427. №15. P. 2414-2417.

134. Surono A., Takeshima Y., Wibawa T., Ikezawa M., Nonaka I., Matsuo M. Circular dystrophin RNAs consisting of exons that were skipped by alternative splicing // Hum Mol Genet. 1999. Vol. 8. №3. P. 493-500.

135. Chen C.Y., Sarnow P. Initiation of protein synthesis by the eukaryotic translational apparatus on circular RNAs // Science. 1995. Vol. 268. №5209. P. 415-417.

136. Perriman R., Ares M. Jr. Circular mRNA can direct translation of extremely long repeating-sequence proteins in vivo // RNA. 1998. Vol. 4. №9. P. 10471054.

137. Буякова О.И., Баринова Е.И., Дергунова Л.В., Хаспеков Г.Л., Чивилев И.В., Лимборская С.А. Выделение и анализ мозгоспецифических последовательностей из библиотеки кДНК разных отделов мозга человека // Генетика. 1992. Т. 28. №5. С. 40-46.

138. 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. Т. 37. №2. С. 315-324.

139. Дергунова Л.В., Владыченская И.П., Полукарова Л.Г., Раевская Н.М., Леликова Г.П., Лимборская С.А. Особенности структуры, экспрессии и хромосомная локализация нуклеотидных последовательностей Hmob3 и Hmob33, полученных из клонотеки кДНК продолговатого мозга человека // Молекулярная Биология. 1998. Т. 32. №2. С. 249-254.

140. 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. Vol. 18. №6. P. 263268.

141. Barcelo-Coblijn G., Martin M.L., de Almeida R.F., 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 U S A. 2011. Vol. 108. №49. P. 19569-19574.

142. 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. Vol. 401. №2. P. 541-549.

143. Subathra M., Qureshi A., Luberto C. Sphingomyelin synthases regulate protein trafficking and secretion // PLoS One. 2011. Vol. 6. №9. P. e23644.

144. 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. Vol. 10. P. 46.

145. Shakor A.B., 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. Vol. 286. №41. P. 36053-36062.

146. Hsiao J.H., Fu Y., Hill A.F., Halliday G.M., Kim W.S. Elevation in sphingomyelin synthase activity is associated with increases in amyloid-beta peptide generation // PLoS One. 2013. Vol. 8. №8. P. e74016.

147. Taniguchi M., Okazaki T. The role of sphingomyelin and sphingomyelin synthases in cell death, proliferation and migration-from cell and animal models to human disorders // Biochim Biophys Acta. 2014. Vol. 1841. №5. P. 692-703.

148. Vacaru A.M., Tafesse F.G., Ternes P., Kondylis V., Hermansson M., Brouwers J.F., Somerharju P., Rabouille C., Holthuis J.C. Sphingomyelin

synthase-related protein SMSr controls ceramide homeostasis in the ER // J Cell Biol. 2009. Vol. 185. №6. P. 1013-1027.

149. Ternes P., Brouwers J.F., van den Dikkenberg J., Holthuis J.C. Sphingomyelin synthase SMS2 displays dual activity as ceramide phosphoethanolamine synthase // J Lipid Res. 2009. Vol. 50. №11. P. 22702277.

150. Ding T., Kabir I., Li Y., Lou C., Yazdanyar A., Xu J., Dong J., Zhou H., Park T., Boutjdir M., Li Z., Jiang X.C. All members in the sphingomyelin synthase gene family have ceramide phosphoethanolamine synthase activity // J Lipid Res. 2015. Vol. 56. №3. P. 537-545.

151. Tafesse F.G., Vacaru A.M., Bosma E.F., Hermansson M., Jain A., Hilderink A., Somerharju P., Holthuis J.C. Sphingomyelin synthase-related protein SMSr is a suppressor of ceramide-induced mitochondrial apoptosis // J Cell Sci. 2014. Vol. 127. №(Pt 2). P. 445-454.

152. Knight M.J., Leettola C., Gingery M., Li H., Bowie J.U. A human sterile alpha motif domain polymerizome // Protein Sci. 2011. Vol. 20. №10. P. 1697-1706.

153. 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. Vol. 1781. №10. P. 610-617.

154. 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. Vol. 1771. №9. P. 1186-1194.

155. 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. Vol. 282. №24. P. 1753717547.

156. Blobel G., Potter V.R. Nuclei from rat liver: isolation method that combines purity with high yield // Science. 1966. Vol. 154. №3757. P. 1662-1665.

157. Ho Y.F., Guenthner T.M. Isolation of liver nuclei that retain functional transmembrane transport // J Pharmacol Toxicol Methods. 1997. Vol. 38. №3. P. 163-168.

158. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal Biochem. 1987. Vol. 162. №1. P. 156-159.

159. Masek T., Vopalensky V., Suchomelova P., Pospisek M. Denaturing RNA electrophoresis in TAE agarose gels // Anal Biochem. 2005. Vol. 336. №1. P. 46-50.

160. Mercer T.R., Gerhardt D.J., Dinger M.E., Crawford J., Trapnell C., Jeddeloh J.A., Mattick J.S., Rinn J.L. Targeted RNA sequencing reveals the deep complexity of the human transcriptome // Nat Biotechnol. 2011. Vol. 30. №1. P. 99-104.

161. Mercer T.R., Clark M.B., Crawford J., Brunck M.E., Gerhardt D.J., Taft R.J., Nielsen L.K., Dinger M.E., Mattick J.S. Targeted sequencing for gene discovery and quantification using RNA CaptureSeq // Nat Protoc. 2014. Vol. 9. №5. P. 989-1009.

162. Sambrook J., Russell D.W. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 3rd Ed // Cold Spring Harbor, NY:Cold Spring Harbor Laboratory Press. 2001. P. 7.42-7.45.

163. Chomczynski P. One-hour downward alkaline capillary transfer for blotting of DNA and RNA // Anal Biochem. 1992. Vol. 201. №1. P. 134-139.

164. Bustin S.A., Benes V., Garson J.A., Hellemans J., Huggett J., Kubista M., Mueller R., Nolan T., Pfaffl M.W., Shipley G.L., Vandesompele J., Wittwer C.T. The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments // Clin Chem. 2009. Vol. 55. №4. P. 611-622.

165. 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. Vol. 30. №9. P. e36.

166. Pfaffl M.W., Tichopad A., Prgomet C., Neuvians T.P. Determination of stable housekeeping genes, differentially regulated target genes and sample integrity: BestKeeper--Excel-based tool using pair-wise correlations // Biotechnol Lett. 2004. Vol. 26. №6. P. 509-515.

167. Сударкина О.Ю., Дергунова Л.В. Получение белкового экстракта тканей человека, обогащенного сфингомиелинсинтазой 1 // Молекул. генетика микробиология и вирусология. 2015. Т. 33. №2. С. 38-41.

168. Wessel D., Flügge U.I. A method for the quantitative recovery of protein in dilute solution in the presence of detergents and lipids // Anal Biochem. 1984. Vol. 138. №1. P. 141-143.

169. Gallagher S.R. One-dimensional SDS gel electrophoresis of proteins // Curr Protoc Mol Biol. 2012. Chapter 10. Unit 10.2A.

170. Glazar P., Papavasileiou P., Rajewsky N. circBase: a database for circular RNAs // RNA. 2014. Vol. 20. №11. P. 1666-1670.

171. Liu C., Mallick B., Long D., Rennie W.A., Wolenc A., Carmack C.S., Ding Y. CLIP-based prediction of mammalian microRNA binding sites // Nucleic Acids Res. 2013. Vol. 41. №14. P. e138.

172. Rennie W., Liu C., Carmack C.S., Wolenc A., Kanoria S., Lu J., Long D., Ding Y. STarMir: a web server for prediction of microRNA binding sites // Nucleic Acids Res. 2014. Vol. 42. P. W114-8.

173. Kishore S., Jaskiewicz L., Burger L., Hausser J., Khorshid M., Zavolan M. A quantitative analysis of CLIP methods for identifying binding sites of RNA-binding proteins // Nat Methods. 2011. Vol. 8. №7. P. 559-564.

174. Vogel C., Marcotte E.M. Insights into the regulation of protein abundance from proteomic and transcriptomic analyses // Nat Rev Genet. 2012. Vol. 13. №4. P. 227-232.

175. Schwanhausser B., Busse D., Li N., Dittmar G., Schuchhardt J., Wolf J., Chen W., Selbach M. Global quantification of mammalian gene expression control // Nature. 2011. Vol. 473. №7347. P. 337-342.

176. Calvo S.E., Pagliarini D.J., Mootha V.K. Upstream open reading frames cause widespread reduction of protein expression and are polymorphic among humans // Proc Natl Acad Sci U S A. 2009. Vol. 106. №18. P. 7507-7512.

177. Barbosa C., Peixeiro I., Romao L. Gene expression regulation by upstream open reading frames and human disease // PLoS Genet. 2013. Vol. 9. №8. P. e1003529.

178. Rogers G.W. Jr, Edelman G.M., Mauro V.P. Differential utilization of upstream AUGs in the beta-secretase mRNA suggests that a shunting mechanism regulates translation // Proc Natl Acad Sci U S A. 2004. Vol. 101. №9. P. 2794-2799.

179. Muller E.A., Danner D.J. Tissue-specific translation of murine branched-chain alpha-ketoacid dehydrogenase kinase mRNA is dependent upon an upstream open reading frame in the 5'-untranslated region // J Biol Chem. 2004. Vol. 279. №43. P. 44645-44655.

180. Oyama M., Kozuka-Hata H., Suzuki Y., Semba K., Yamamoto T., Sugano S. Diversity of translation start sites may define increased complexity of the human short ORFeome // Mol Cell Proteomics. 2007. Vol. 6. №6. P. 1000-1006.

181. Diem M.D., Chan C.C., Younis I., Dreyfuss G. PYM binds the cytoplasmic exon-junction complex and ribosomes to enhance translation of spliced mRNAs // Nat Struct Mol Biol. 2007. Vol. 14. №12. P. 1173-1179.

182. Hendrickson D.G., Hogan D.J., McCullough H.L., Myers J.W., Herschlag D., Ferrell J.E., Brown P.O. Concordant regulation of translation and mRNA abundance for hundreds of targets of a human microRNA // PLoS Biol. 2009. Vol. 7. №11. P. e1000238.

183. St Laurent G., Shtokalo D., Tackett M.R., Yang Z., Eremina T., Wahlestedt

C., Urcuqui-Inchima S., Seilheimer B., McCaffrey T.A., Kapranov P. Intronic

135

RNAs constitute the major fraction of the non-coding RNA in mammalian cells // BMC Genomics. 2012. Vol. 13. P. 504.

184. St Laurent G., Wahlestedt C., Kapranov P. The Landscape of long noncoding RNA classification // Trends Genet. 2015. Vol. 31. №5. P. 239-251.

185. Carninci P., Yasuda J., Hayashizaki Y. Multifaceted mammalian transcriptome // Curr Opin Cell Biol. 2008. Vol. 20. №3. P. 274-280.

186. Suzuki H., Kameyama T., Ohe K., Tsukahara T., Mayeda A. Nested introns in an intron: evidence of multi-step splicing in a large intron of the human dystrophin pre-mRNA // FEBS Lett. 2013. Vol. 587. №6. P. 555-561.

187. Singh J., Padgett R.A. Rates of in situ transcription and splicing in large human genes // Nat Struct Mol Biol. 2009. Vol. 16. №11. P. 1128-1133.

188. Parra M.K., Gallagher T.L., Amacher S.L., Mohandas N., Conboy J.G. Deep intron elements mediate nested splicing events at consecutive AG dinucleotides to regulate alternative 3' splice site choice in vertebrate 4.1 genes // Mol Cell Biol. 2012. Vol. 32. №11. P. 2044-2053.

189. Gazzoli I., Pulyakhina I., Verwey N.E., Ariyurek Y., Laros J.F., 't Hoen P.A., Aartsma-Rus A. Non-sequential and multi-step splicing of the dystrophin transcript // RNA Biol. 2016. Vol. 13. №3. P. 290-305.

190. Zhang Y., Xue W., Li X., Zhang J., Chen S., Zhang J.L., Yang L., Chen L.L. The Biogenesis of Nascent Circular RNAs. Cell Rep. 2016. Vol. 15. №3. P. 611-624.

191. Karreth F.A., Tay Y., Perna D., Ala U., Tan S.M., Rust A.G., DeNicola G., Webster K.A., Weiss D., Perez-Mancera P.A., Krauthammer M., Halaban R., Provero P., Adams D.J., Tuveson D.A., Pandolfi P.P. In vivo identification of tumor- suppressive PTEN ceRNAs in an oncogenic BRAF-induced mouse model of melanoma // Cell. 2011. Vol. 147. №2. P. 382-395.

192. Kartha R.V., Subramanian S. Competing endogenous RNAs (ceRNAs): new entrants to the intricacies of gene regulation // Front Genet. 2014. Vol. 5. P. 8.

193. Somers J., Poyry T., Willis A.E. A perspective on mammalian upstream open reading frame function // Int J Biochem Cell Biol. 2013. Vol. 45. №8. P. 1690-1700.

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 молекулярной генетики человека Отдела молекулярных основ генетики человека и лично Сударкиной Ольге Юрьевне за помощь при выполнении работы.

Большое спасибо всем сотрудникам Отдела за теплую атмосферу в коллективе.