Малые интерферирующие РНК Drosophila virilis и их роль в экспрессии мобильных элементов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, кандидат биологических наук Рожков, Николай Васильевич

• Рожков, Николай Васильевич
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Рожков, Николай Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Мобильные генетические элементы: открытие, классификация и значение.

1. 1. 1. ДНК-транспозоны.

1. 1.2. Ретротранспозоны.

1. 1.3. Роль МЭ в эволюция геномов.

1. 2. Системы гибридного дисгенеза.

1.2. 1. Р-Мдисгенез.

1. 2. 2. /-Я-дисгенез.

1. 2. 3. Яобо-дисгенез.

1. 2. 4. Модель гибридного дисгенеза у £). утШ.

1.3. Регуляция экспрессии мобильных генетических элементов.

1. 4. РНК-интерференция.

1.4. 1. микроРНК.

1.4.2. з1РНК.

1.4.2. 1. Эндо^РНК.*.

1. 4. 3. р1РНК - самые длинные среди коротких.

1. 4. 3. 1. Биогенез р1РНК у И. те1апо£а$1ег.

1. 4. 3. 2. р1РНК в соматических клетках вне гонад.

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

2. 1. Линии мух и условия их содержания.

2. 2. Выделение геномной ДНК.

2. 3. Саузерн-блот гибридизация.

2. 4. ПЦР с геномной ДНК.

2. 5 .In situ гибридизация с ДНК-пробами на политенных хромосомах.

2. 6. In situ гибридизация с антителами Vasa.

2. 7. Выделение тотальной РНК.

2.8. Клонирование малых интерферирующих РНК.

2. 9. Биоинформатический анализ последовательностей малых РНК.

2. 10. Полуколичественный ОТ-ПЦР.

2. 11. Иммунопреципитация малых РНК-белковых комплексов.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Анализ транспозиционной активности МЭ Penelope и Ulysses с помощью in situ гибридизации на политенных хромосомах.

3. 2. Типы малых интерферирующих РНК в терминальных и соматических тканях D. virilis.

3. 6. Функциональная активность piPHK кластеров как источников piPHK в различных линиях D. virilis.

3. 7. Морфологические и молекулярные проявления ГД в онтогенезе D. virilis.

ВЫВОДЫ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Малые интерферирующие РНК Drosophila virilis и их роль в экспрессии мобильных элементов»

Геномы всех изученных организмов содержат в своём составе' мобильные генетические элементы (МЭ). Долгое время эту «мусорную» часть генома недооценивали и отводили ей пассивную роль в процессе эволюции. Однако, в настоящее время достоверно известно, что мобильные элементы являются неотъемлемой составляющей геномов и одной из движущих сил микроэволюции. С одной стороны, встраиваясь в промоторную или кодирующую части генов, они могут изменять их экспрессию или вызывать различные мутации; с другой стороны, такие транспозоны как НеТ-А и ТАЯТ играют ключевую роль в поддержании длины теломерных участков хромосом у видов ВгозорЪИа.

Актуальность изучения МЭ не вызывает сомнения. Стоит упомянуть хотя бы открытие /'-элемента, с помощью которого стал возможен трансгенез И. melanogaster, получение разнообразных мутаций и открытие функций множества генов у этого вида. Исследование функций мобильных элементов и механизмов их контроля стало новой вехой в развитии молекулярной биологии и генетики на рубеже 20 и 21 веков. Особенно это стало актуальным в связи с открытием явления РНК-интерференции (РНКи), которое представляет собой совокупность высококонсервативных механизмов борьбы организма с экзогенными (вирусные инфекции) и эндогенными (мобильные элементы) нуклеиновыми кислотами. РНКи была впервые открыта у СаепогкаЬс1Ш.ь' е^апБ, однако уже скоро была доказана широкая распространённость данного явления среди множества эукариотических организмов, а её аналоги были найдены у прокариот и архей.

Особый интерес вызывает исследование механизмов, предотвращающих негативные последствия транспозиций МЭ в геноме терминальных клеток и, таким образом, способствующих нормальной передаче наследственной информации следующему поколению.

Следует подчеркнуть, что кроме РНК интерференции в ходе эволюции виды выработали и другие весьма эффективные механизмы, предотвращающие инвазии и перемещения МЭ в геномах. Поэтому большое значение для понимания механизмов, нейтрализующих вредное действие МЭ, имеет изучение случаев, при которых МЭ выходят из-под контроля и «распрыгиваются» по геному хозяина. К таким случаям относятся описанные у И. те1апо%а$1ег и В. утИх системы (ГД), когда при скрещивании линий, отличающихся по содержанию того или иного МЭ, данный элемент претерпевает массовые транспозиции в потомстве, что приводит к стерильности и другим нарушениям.

В целом, стоит отметить, что исследования общих генетико-молекулярных механизмов, обеспечивающих транспозиции различных МЭ, имеют большое значение для понимания роли МЭ в формировании структуры и контроле функционирования эукариотического генома.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

Заключение диссертации по теме «Молекулярная биология», Рожков, Николай Васильевич

ВЫВОДЫ:

1. Исследованы основные типы и характеристики малых интерферирующих РНК, гомологичных всему спектру мобильных генетических элементов генома D. virilis. Большинство транспозонов в геноме D. virilis являются мишенью одновременно для si-и piPHK путей в терминальных тканях.

2. Показано, что при искусственном введении МЭ Penelope в геном D. melanogasîer, данный элемент процессируется только в 21-нуклеотидные siPHK, которые связаны с белком Ago2 - ключевым белком siPHK пути. Выявлена их преимущественная локализация в пределах инвертированных концевых повторов МЭ Penelope, которые могут образовывать двуцепочечные РНК-интермедиаты («шпильки») и являться мишенью siPHK пути.

3. Хотя ретротранспозон Ulysses и находится под контролем piPHK пути, но биогенез piPHK, гомологичных этому элементу, идет по обратному пинг-понг циклу, где смысловые транскрипты МЭ Ulysses являются источником первичных piPHK.

4. Среди обнаруженных классов Реие/оре-гомологичных коротких РНК, только piPHK передаются в потомстве и таким образом являются «материнским фактором», играющим важную роль в супрессии данного МЭ.

5. В геноме D. virilis описаны и локализованы piPHK локусы, проявляющие дифференциальную активность в разных линиях, а также впервые найдены множественные piPHK, гомологичные белок-кодирующим последовательностям.

6. Транскрипция МЭ Penelope начинается одновременно с началом общей транскрипции генома, спустя 2-5 часа с момента оплодотворения яйца, и предшествует гибели клеток зародышевого пути у эмбрионов от дисгенного скрещивания, что согласуется с важной ролью этого МЭ в дисгенезе.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Рожков, Николай Васильевич, 2010 год

1. Aravin, A. A., Hannon, G. J., and Brennecke, J. (2007a). The Piwi-piRNA pathway provides an adaptive defense in the transposon arms race. Science 318, 761-764.

2. Aravin, A. A., Naumova, N. M., Tulin, A. V., Vagin, V. V., Rozovsky, Y. M., and Gvozdev, V. A. (2001). Double-stranded RNA-mediated silencing of genomic tandem repeats and transposable elements in the D. melanogaster germline. Curr Biol 11, 1017-1027.

3. Aravin, A. A., Sachidanandam, R., Bourc'his, D., Schaefer, C., Pezic, D., Toth, K. F., Bestor, T., and Hannon, G. J. (2008). A piRNA pathway primed by individual transposons is linked to de novo DNA methylation in mice. Mol Cell 31, 785-799.

4. Aravin, A. A., Sachidanandam, R., Girard, A., Fejes-Toth, K., and Hannon, G. J. (2007b). Developmentally regulated piRNA clusters implicate MILI in transposon control. Science 316, 744-747.

5. Arkhipova, I. R., Pyatkov, K. I., Meselson, M., and Evgen'ev, M. B. (2003). Retroelements containing introns in diverse invertebrate taxa. Nat Genet 33, 123-124.

6. Baek, D., Villen, J., Shin, C., Camargo, F. D., Gygi, S. P., and Bartel, D. P. (2008). The impact of microRNAs on protein output. Nature 455, 64-71.

7. Bernstein, E., Caudy, A. A., Hammond, S. M., and Hannon, G. J. (2001). Role for a bidentate ribonuclease in the initiation step of RNA interference. Nature 409, 363-366.

8. Bestor, T. H. (2003). Cytosine methylation mediates sexual conflict. Trends Genet 19, 185190.

9. Biemont, C., and Vieira, C. (2005). What transposable elements tell us about genome organization and evolution: the case of Drosophila. Cytogenet Genome Res 110, 25-34.

10. Bingham, P. M., Kidwell, M. G., and Rubin, G. M. (1982). The molecular basis of P-M hybrid dysgenesis: the role of the P element, a P-strain-specific transposon family. Cell 29, 995-1004.

11. Blackman, R. K., Grimaila, R., Koehler, M. M., and Gelbart, W. M. (1987). Mobilization of hobo elements residing within the decapentaplegic gene complex: suggestion of a new hybrid dysgenesis system in Drosophila melanogaster. Cell 49, 497-505.

12. Blumenstiel, J. P., and Hartl, D. L. (2005). Evidence for maternally transmitted small interfering RNA in the repression of transposition in Drosophila virilis. Proc Natl Acad Sci USA 102, 15965-15970.

13. Bohnsack, M. T., Czaplinski, K., and Gorlich, D. (2004). Exportin 5 is a RanGTP-dependent dsRNA-binding protein that mediates nuclear export of pre-miRNAs. RNA 10, 185-191.

14. Boussy, I. A., and Daniels, S. B. (1991). hobo transposable elements in Drosophila melanogaster and D. simulans. Genet Res 58, 27-34.

15. Boussy, I. A., and Itoh, M. (2004). Wanderings of hobo: a transposon in Drosophila melanogaster and its close relatives. Genetica 120, 125-136.

16. Bregliano, J. C., Picard, G., Bucheton, A., Pelisson, A., Lavige, J. M., and L'Heritier, P. (1980). Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. Science 207, 606-611.

17. Brennecke, J., Aravin, A. A., Stark, A., Dus, M., Kellis, M., Sachidanandam, R., and Hannon, G. J. (2007). Discrete small RNA-generating loci as master regulators of transposon activity in Drosophila. Cell 128, 1089-1103.

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

19. Brouha, B., Schustak, J., Badge, R. M., Lutz-Prigge, S., Farley, A. H., Moran, J. V., and Kazazian, H. H., Jr. (2003). Hot Lis account for the bulk of retrotransposition in the human population. Proc Natl Acad Sci U S A 100, 5280-5285.

20. Bucheton, A. (1978). Non-Mendelian female sterility in Drosophila melanogaster: influence of ageing and thermic treatments. I. Evidence for a partly inheritable effect of these two factors. Heredity 41, 357-369.

21. Bucheton, A. (1979). Non-Mendelian female sterility in Drosophila melanogaster: influence of aging and thermic treatments. III. Cumulative effects induced by these factors. Genetics 93, 131-142.

22. Bucheton, A. (1990). I transposable elements and I-R hybrid dysgenesis in Drosophila. Trends Genet 6, 16-21.

23. Bucheton, A. (1995). The relationship between the flamenco gene and gypsy in Drosophila: how to tame a retrovirus. Trends Genet 11, 349-353.

24. Bucheton, A., Paro, R., Sang, H. M., Pelisson, A., and Finnegan, D. J. (1984). The molecular basis of I-R hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: identification, cloning, and properties of the I factor. Cell 38, 153-163.

25. Bucheton, A., Yaury, C., Chaboissier, M. C., Abad, P., Pelisson, A., and Simonelig, M. (1992). I elements and the Drosophila genome. Genetica 86, 175-190.

26. Calvi, B. R., and Gelbart, W. M. (1994). The basis for germline specificity of the hobo transposable element in Drosophila melanogaster. EMBO J 13, 1636-1644.

27. Calvi, B. R, Hong, T. J., Findley, S. D., and Gelbart, W. M. (1991). Evidence for a common evolutionary origin of inverted repeat transposons in Drosophila and plants: hobo, Activator, and Tam3. Cell 66, 465-471.

28. Cappello, J., Handelsman, K., and Lodish, H. F. (1985). Sequence of Dictyostelium DIRS-1: an apparent retrotransposon with inverted terminal repeats and an internal circle junction sequence. Cell 43, 105-115.

29. Casacuberta, E., and Pardue, M. L. (2005). HeT-A and TART, two Drosophila retrotransposons with a bona fide role in chromosome structure for more than 60 million years. Cytogenet Genome Res 110, 152-159.

30. Chaboissier, M. C., Finnegan, D., and Bucheton, A. (2000). Retrotransposition of the I factor, a non-long terminal repeat retrotransposon of Drosophila, generates tandem repeats at the 3' end. Nucleic Acids Res 28, 2467-2472.

31. Chalker, D. L., and Sandmeyer, S. B. (1992). Ty3 integrates within the region of RNA polymerase III transcription initiation. Genes Dev 6, 117-128.

32. Chambeyron, S., Bucheton, A., and Busseau, I. (2002). Tandem UAA repeats at the 3'-end of the transcript are essential for the precise initiation of reverse transcription of the I factor in Drosophila melanogaster. J Biol Chem 277, 17877-17882.

33. Chan, S. W. (2008). Inputs and outputs for chromatin-targeted RNAi. Trends Plant Sci 13, 383-389.

34. Cheloufi, S., Dos Santos, C. O., Chong, M. M., and Hannon, G. J. (2010). A dicer-independent miRNA biogenesis pathway that requires Ago catalysis. Nature 465, 584-589.

35. Chung, W. J., Okamura, K., Martin, R., and Lai, E. C. (2008). Endogenous RNA interference provides a somatic defense against Drosophila transposons. Curr Biol 18, 795-802.

36. Cox, D. N., Chao, A., Baker, J., Chang, L., Qiao, D., and Lin, H. (1998). A novel class of evolutionary conserved genes defined by piwi are essential for stem cell self-renewal. Genes Dev 12, 3715-3727.

37. Craig, N. L. (2002). Mobile DNAII, (Washington, D.C.: ASM Press).

38. Czech, B., Malone, C. D., Zhou, R., Stark, A., Schlingeheyde, C., Dus, M., Perrimon, N., Kellis, M., Wohlschlegel, J. A., Sachidanandam, R., et al. (2008). An endogenous small interfering RNA pathway in Drosophila. Nature 453, 798-802.

39. Denli, A. M., Tops, B. B., Plasterk, R. H., Ketting, R. F., and Hannon, G. J. (2004). Processing of primary microRNAs by the Microprocessor complex. Nature 432, 231-235.

40. Desset, S., Buchon, N., Meignin, C., Coiffet, M., and Vaury, C. (2008). In Drosophila melanogaster the COM locus directs the somatic silencing of two retrotransposons through both Piwi-dependent and -independent pathways. PLoS ONE 3, el526.

41. Devine, S. E., and Boeke, J. D. (1996). Integration of the yeast retrotransposon Tyl is targeted to regions upstream of genes transcribed by RNA polymerase III. Genes Dev 10, 620-633.

42. Dimitri, P., Area, B., Berghella, L., and Mei, E. (1997). High genetic instability of heterochromatin after transposition of the LINE-like I factor in Drosophila melanogaster. Proc Natl Acad Sci U S A 94, 8052-8057.

43. Duval-Valentin, G., Marty-Cointin, B., and Chandler, M. (2004). Requirement of IS911 replication before integration defines a new bacterial transposition pathway. EMBO J 23, 3897-3906.

44. Fawcett, D. H., Lister, C. K., Kellett, E., and Finnegan, D. J. (1986). Transposable elements controlling I-R hybrid dysgenesis in D. melanogaster are similar to mammalian LINEs. Cell 47,1007-1015.

45. Feng, Q., Moran, J. V., Kazazian, H. H., Jr., and Boeke, J. D. (1996). Human LI retrotransposon encodes a conserved endonuclease required for retrotransposition. Cell 87, 905-916.

46. Finnegan, D. J. (1989). Eukaryotic transposable elements and genome evolution. Trends Genet 5, 103-107.

47. Galindo, M. I., Bigot, Y., Sanchez, M. D., Periquet, G., and Pascual, L. (2001). Sequences homologous to the hobo transposable element in E strains of Drosophila melanogaster. Mol Biol Evol 18, 1532-1539.

48. Gazzani, S., Lawrenson, T., Woodward, C., Headon, D., and Sablowski, R. (2004). A link between mRNA turnover and RNA interference in Arabidopsis. Science 306, 1046-1048.

49. Ghildiyal, M., Seitz, H., Horwich, M. D., Li, C., Du, T., Lee, S., Xu, J., Kittler, E. L., Zapp, M. L., Weng, Z., and Zamore, P. D. (2008). Endogenous siRNAs derived from transposons and mRNAs in Drosophila somatic cells. Science 320, 1077-1081.

50. Ghildiyal, M., and Zamore, P. D. (2009). Small silencing RNAs: an expanding universe. Nat Rev Genet 10, 94-108.

51. Girard, A., Sachidanandam, R., Hannon, G. J., and Carmell, M. A. (2006). A germline-specific class of small RNAs binds mammalian Piwi proteins. Nature 442, 199-202.

52. Goodier, J. L., Ostertag, E. M., Du, K., and Kazazian, H. H., Jr. (2001). A novel active LI retrotransposon subfamily in the mouse. Genome Res 11, 1677-1685.

53. Gregory, R. I., Yan, K. P., Amuthan, G., Chendrimada, T., Doratotaj, B., Cooch, N., and Shiekhattar, R. (2004). The Microprocessor complex mediates the genesis of microRNAs. Nature 432, 235-240.

54. Griffiths-Jones, S., Saini, H. K., van Dongen, S., and Enright, A. J. (2008). miRBase: tools for mieroRNA genomics. Nucleic Acids Res 36, D154-158.

55. Gunawardane, L. S., Saito, K., Nishida, K. M., Miyoshi, K., Kawamura, Y., Nagami, T., Siomi, H., and Siomi, M. C. (2007). A slicer-mediated mechanism for repeat-associated siRNA 5' end formation in Drosophila. Science 315, 1587-1590.

56. Haase, A. D., Fenoglio, S., Muerdter, F., Guzzardo, P. M., Czech, B., Pappin, D. J., Chen, C., Gordon, A., and Hannon, G. J. (2010). Probing the initiation and effector phases of the somatic piRNA pathway in Drosophila. Genes Dev.

57. Hamilton, A., Voinnet, O., Chappell, L., and Baulcombe, D. (2002). Two classes of short interfering RNA in RNA silencing. EMBO J 21, 4671-4679.

58. Han, J., Lee, Y., Yeom, K. H., Kim, Y. K., Jin, H., and Kim, V. N. (2004). The Drosha-DGCR8 complex in primary mieroRNA processing. Genes Dev 18, 3016-3027.

59. Han, J. S., and Boeke, J. D. (2005). LINE-1 retrotransposons: modulators of quantity and quality of mammalian gene expression? Bioessays 27, 775-784.

60. Harris, A. N., and Macdonald, P. M. (2001). Aubergine encodes a Drosophila polar granule component required for pole cell formation and related to eIF2C. Development 128, 28232832.

61. Horwich, M. D., Li, C., Matranga, C., Vagin, V., Farley, G., Wang, P., and Zamore, P. D. (2007). The Drosophila RNA methyltransferase, DmHenl, modifies germline piRNAs and single-stranded siRNAs in RISC. CurrBiol 17, 1265-1272.

62. Hutvagner, G., McLachlan, J., Pasquinelli, A. E., Balint, E., Tuschl, T., and Zamore, P. D. (2001). A cellular function for the RNA-interference enzyme Dicer in the maturation of the let-7 small temporal RNA. Science 293, 834-838.

63. Jakubczak, J. L., Xiong, Y., and Eickbush, T. H. (1990). Type I (Rl) and type II (R2) ribosomal DNA insertions of Drosophila melanogaster are retrotransposable elements closely related to those of Bombyx mori. J Mol Biol 212, 37-52.

64. Jurka, J. (1997). Sequence patterns indicate an enzymatic involvement in integration of mammalian retroposons. Proc Natl Acad Sci U S A 94, 1872-1877.

65. Kapitonov, V. Y., and Jurka, J. (2003). Molecular paleontology of transposable elements in the Drosophila melanogaster genome. Proc Natl Acad Sci U S A 100, 6569-6574.

66. Karginov, F. V., and Hannon, G. J. (2010). The CRISPR system: small RNA-guided defense in bacteria and archaea. Mol Cell 37, 7-19.

67. Kawamura, Y., Saito, K., Kin, T., Ono, Y., Asai, K., Sunohara, T., Okada, T. N., Siomi, M. C., and Siomi, H. (2008). Drosophila endogenous small RNAs bind to Argonaute 2 in somatic cells. Nature 453, 793-797.

68. Kazazian, H. H., Jr. (2004). Mobile elements: drivers of genome evolution. Science 303, 1626-1632.

69. Khvorova, A., Reynolds, A., and Jayasena, S. D. (2003). Functional siRNAs and miRNAs exhibit strand bias. Cell 115, 209-216.

70. Kidwell, M. G., and Kidwell, J. F. (1976). Selection for male recombination in Drosophila melanogaster. Genetics 333-351.

71. Kidwell, M. G., Kidwell, J. F., and Sved, J. A. (1977). Hybrid Dysgenesis in DROSOPHILA MELANOGASTER: A Syndrome of Aberrant Traits Including Mutation, Sterility and Male Recombination. Genetics 86, 813-833.

72. Kidwell, M. G., and Novy, J. B. (1979). Hybrid Dysgenesis in DROSOPHILA MELANOGASTER: Sterility Resulting from Gonadal Dysgenesis in the P-M System. Genetics 92, 1127-1140.

73. Kim, V. N., Han, J., and Siomi, M. C. (2009). Biogenesis of small RNAs in animals. Nat Rev Mol Cell Biol 10, 126-139.

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

75. Malone, C. D., and Hannon, G. J. (2009). Small RNAs as guardians of the genome. Cell 136, 656-668.

76. Matthews, B. B., and Crews, S. T. (1999). Drosophila center divider gene is expressed in CNS midline cells and encodes a developmentally regulated protein kinase orthologous to human TESK1. DNA Cell Biol 18, 435-448.

77. McClintock, B. (1951). Chromosome organization and genie expression. Cold Spring Harb Symp Quant Biol 16, 13-47.

78. McGinnis, W., Shermoen, A. W., and Beckendorf, S. K. (1983). A transposable element inserted just 5' to a Drosophila glue protein gene alters gene expression and chromatin structure. Cell 34, 75-84.

79. Mevel-Ninio, M., Pelisson, A., Kinder, J., Campos, A. R., and Bucheton, A. (2007). The flamenco locus controls the gypsy and ZAM retroviruses and is required for Drosophila oogenesis. Genetics 175, 1615-1624.

80. Mizrokhi, L. J., and Mazo, A. M. (1991). Cloning and analysis of the mobile element gypsy from D. virilis. Nucleic Acids Res 19, 913-916.

81. Morgante, M., Brunner, S., Pea, G., Fengler, K., Zuccolo, A., and Rafalski, A. (2005). Gene duplication and exon shuffling by helitron-like transposons generate intraspecies diversity in maize. Nat Genet 37, 997-1002.

82. Neumann, P., Pozarkova, D., and Macas, J. (2003). Highly abundant pea LTR retrotransposon Ogre is constitutively transcribed and partially spliced. Plant Mol Biol 53, 399-410.

83. Niki, Y., Yamaguchi, T., and Mahowald, A. P. (2006). Establishment of stable cell lines of Drosophila germ-line stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A 103, 16325-16330.

84. Obbard, D. J., Jiggins, F. M., Halligan, D. L., and Little, T. J. (2006). Natural selection drives extremely rapid evolution in antiviral RNAi genes. Curr Biol 16, 580-585.

85. Okamura, K., Hagen, J. W., Duan, H., Tyler, D. M., and Lai, E. C. (2007). The mirtron pathway generates microRNA-class regulatory RNAs in Drosophila. Cell 130, 89-100.

86. Olivieri, D., Sykora, M. M., Sachidanandam, R., Mechtler, K., and Brennecke, J. (2010). An in vivo RNAi assay identifies major genetic and cellular requirements for primary piRNA biogenesis in Drosophila. EMBO J 29, 3301-3317.

87. Ostertag, E. M., and Kazazian, H. H. (2005). Genetics: LINEs in mind. Nature 435, 890-891.

88. Ostertag, E. M., and Kazazian, H. H., Jr. (2001). Biology of mammalian LI retrotransposons. Annu Rev Genet 35, 501-538.

89. Pal-Bhadra, M., Leibovitch, B. A., Gandhi, S. G., Rao, M., Bhadra, U., Birchler, J. A., and Elgin, S. C. (2004). Heterochromatic silencing and HP1 localization in Drosophila are dependent on the RNAi machinery. Science 303, 669-672.

90. Pardue, M. L., and DeBaryshe, P. G. (2003). Retrotransposons provide an evolutionarily robust non-telomerase mechanism to maintain telomeres. Annu Rev Genet 37, 485-511.

91. Pascual, L., and Periquet, G. (1991). Distribution of hobo transposable elements in natural populations of Drosophila melanogaster. Mol Biol Evol 8, 282-296.

92. Pelisson, A. (1979). The I-R system of hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: influence on SF females sterility of their inducer and reactive paternal chromosomes. Heredity 43, 423-428.

93. Pelisson, A. (1981). The I—R system of hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: are I factor insertions responsible for the mutator effect of the I—R interaction? Mol Gen Genet 183, 123-129.

94. Peragine, A., Yoshikawa, M., Wu, G., Albrecht, H. L., and Poethig, R. S. (2004). SGS3 and SGS2/SDE1/RDR6 are required for juvenile development and the production of transacting siRNAs in Arabidopsis. Genes Dev 18, 2368-2379.

95. Periquet, G., Ronsseray, S., and Hamelin, M. H. (1989). Are Drosophila melanogaster populations under a stable geographical differentiation due to the presence of P elements? Heredity 63 (Pt 1), 47-58.

96. Petrov, D. A., Schutzman, J. L., Hartl, D. L., and Lozovskaya, E. R. (1995). Diverse transposable elements are mobilized in hybrid dysgenesis in Drosophila virilis. Proc Natl Acad Sci U S A 92, 8050-8054.

97. Picard, G. (1979). Non-Mendelian Female Sterility in DROSOPHILA MELANOGASTER: Principal Characteristics of Chromosomes from Inducer and Reactive Origin after Chromosomal Contamination. Genetics 91, 455-471.

98. Picard, G., Bregliano, J. C., Bucheton, A., Lavige, J. M., Pelisson, A., and Kidwell, M. G. (1978). Non-mendelian female sterility and hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. Genet Res 32, 275-287.

99. Plasterk, R. H. (1996). The Tcl/mariner transposon family. Curr Top Microbiol Immunol 204, 125-143.

100. Pritchard, M. A., Dura, J. M., Pelisson, A., Bucheton, A., and Finnegan, D. J. (1988). A cloned I-factor is fully functional in Drosophila melanogaster. Mol Gen Genet 214, 533540.

101. Proust, J., and Prudhommeau, C. (1982). Hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. I. Further evidence for and characterization of the mutator effect of the inducer-reactive interaction. Mutat Res 95, 225-235.

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

103. Prudhommeau, C., and Proust, J. (1990). I-R hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster: nature and site specificity of induced recessive lethals. Mutat Res 230, 135-157.

104. Pyatkov, K. I., Arkhipova, I. R., Malkova, N. V., Finnegan, D. J., and Evgen'ev, M. B. (2004). Reverse transcriptase and endonuclease activities encoded by Penelope-like retroelements. Proc Natl Acad Sei U S A 101, 14719-14724.

105. Rhoades, M. W., Reinhart, B. J., Lim, L. P., Bürge, C. B., Bartel, B., and Bartel, D. P. (2002). Prediction of plant microRNA targets. Cell 110, 513-520.

106. Robine, N., Lau, N. C., Balla, S., Jin, Z., Okamura, K., Kuramochi-Miyagawa, S., Blower, M. D., and Lai, E. C. (2009). A broadly conserved pathway generates 3'UTR-directed primary piRNAs. Curr Biol 19, 2066-2076.

107. Rubin, G. M., Kidwell, M. G., and Bingham, P. M. (1982). The molecular basis of P-M hybrid dysgenesis: the nature of induced mutations. Cell 29, 987-994.

108. Sabot, F., and Schulman, A. H. (2006). Parasitism and the retrotransposon life cycle in plants: a hitchhiker's guide to the genome. Heredity 97, 381-388.

109. Saito, K., Inagaki, S., Mituyama, T., Kawamura, Y., Ono, Y., Sakota, E., Kotani, H., Asai, K., Siomi, H., and Siomi, M. C. (2009). A regulatory circuit for piwi by the large Maf gene traffic jam in Drosophila. Nature 461,1296-1299.

110. Saito, K., Ishizu, H., Komai, M., Kotani, H., Kawamura, Y., Nishida, K. M., Siomi, H., and Siomi, M. C. (2010). Roles for the Yb body components Armitage and Yb in primary piRNA biogenesis in Drosophila. Genes Dev.

111. Saito, K., Sakaguchi, Y., Suzuki, T., Siomi, H., and Siomi, M. C. (2007). Pimet, the Drosophila homolog of HEN1, mediates 2-O-methylation of Piwi- interacting RNAs at their 3' ends. Genes Dev 21, 1603-1608.

112. Sang, H. M., Pelisson, A., Bucheton, A., and Finnegan, D. J. (1984). Molecular lesions associated with white gene mutations induced by I-R hybrid dysgenesis in Drosophila melanogaster. EMBO J 3, 3079-3085.

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

114. Scheinker, V. S., Lozovskaya, E. R., Bishop, J. G., Corces, V. G., and Evgen'ev, M. B. (1990). A long terminal repeat-containing retrotransposon is mobilized during hybrid dysgenesis in Drosophila virilis. Proc Natl Acad Sci U S A 87, 9615-9619.

115. Schoeftner, S., and Blasco, M. A. (2009). A 'higher order' of telomere regulation: telomere heterochromatin and telomeric RNAs. EMBO J 28, 2323-2336.

116. Schroder, A. R., Shinn, P., Chen, H., Berry, C., Ecker, J. R., and Bushman, F. (2002). HIV-1 integration in the human genome favors active genes and local hotspots. Cell 110, 521-529.

117. Schwarz, D. S., Hutvagner, G., Du, T., Xu, Z., Aronin, N., and Zamore, P. D. (2003). Asymmetry in the assembly of the RNAi enzyme complex. Cell 115, 199-208.

118. Senti, K. A., and Brennecke, J. (2010). The piRNA pathway: a fly's perspective on the guardian of the genome. Trends Genet.

119. Shaham, S. (2006). Worming into the cell: viral reproduction in Caenorhabditis elegans. Proc Natl Acad Sci U S A 103, 3955-3956.

120. Spradling, A. C., Stern, D. M., Kiss, I., Roote, J., Laverty, T., and Rubin, G. M. (1995). Gene disruptions using P transposable elements: an integral component of the Drosophila genome project. Proc Natl Acad Sci U S A 92, 10824-10830.

121. Stamatis, N., Yannopoulos, G., and Pelecanos, M. (1981). Comparative studies of two male recombination factors (MRF) isolated from a Southern Greek Drosophila melanogaster population. Genet Res 38, 125-135.

122. Tabara, H., Sarkissian, M., Kelly, W. G., Fleenor, J., Grishok, A., Timmons, L., Fire, A., and Mello, C. C. (1999). The rde-1 gene, RNA interference, and transposon silencing in C. elegans. Cell 99, 123-132.

123. Tsubota, S., Ashburner, M., and Schedl, P. (1985). P-element-induced control mutations at the r gene of Drosophila melanogaster. Mol Cell Biol 5, 2567-2574.

124. Vagin, V. V., Sigova, A., Li, C., Seitz, H., Gvozdev, V., and Zamore, P. D. (2006). A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline. Science 313, 320324.

125. Vaury, C., Pelisson, A., Abad, P., and Bucheton, A. (1993). Properties of transgenic strains of Drosophila melanogaster containing I transposable elements from Drosophila teissieri. Genet Res 61, 81-90.

126. Vieira, J., Vieira, C. P., Hartl, D. L., and Lozovskaya, E. R. (1998). Factors contributing to the hybrid dysgenesis syndrome in Drosophila virilis. Genet Res 71, 109-117.

127. Walsh, C. P., Chaillet, J. R., and Bestor, T. H. (1998). Transcription of IAP endogenous retroviruses is constrained by cytosine methylation. Nat Genet 20, 116-117.

128. Wei, G., Oliver, B., and Mahowald, A. P. (1991). Gonadal dysgenesis reveals sexual dimorphism in the embryonic germline of Drosophila. Genetics 129, 203-210.

129. Wightman, B., Burglin, T. R., Gatto, J., Arasu, P., and Ruvkun, G. (1991). Negative regulatory sequences in the lin-14 3'-untranslated region are necessary to generate a temporal switch during Caenorhabditis elegans development. Genes Dev 5, 1813-1824.

130. Wightman, B., Ha, I., and Ruvkun, G. (1993). Posttranscriptional regulation of the heterochronic gene lin-14 by lin-4 mediates temporal pattern formation in C. elegans. Cell 75, 855-862.

131. Wu, X., Li, Y., Crise, B., and Burgess, S. M. (2003). Transcription start regions in the human genome are favored targets for MLV integration. Science 300, 1749-1751.

132. Xie, Z., Johansen, L. K., Gustafson, A. M., Kasschau, K. D., Lellis, A. D., Zilberman, D., Jacobsen, S. E., and Carrington, J. C. (2004). Genetic and functional diversification of small RNA pathways in plants. PLoS Biol 2, El04.

133. Yang, N., and Kazazian, H. H., Jr. (2006). LI retrotransposition is suppressed by endogenously encoded small interfering RNAs in human cultured cells. Nat Struct Mol Biol 13, 763-771.

134. Yannopoulos, G., Stamatis, N., Monastirioti, M., Hatzopoulos, P., and Louis, C. (1987). hobo is responsible for the induction of hybrid dysgenesis by strains of Drosophila melanogaster bearing the male recombination factor 23.5MRF. Cell 49, 487-495.

135. Zhu, Y., Dai, J., Fuerst, P. G., and Voytas, D. F. (2003). Controlling integration specificity of a yeast retrotransposon. Proc Natl Acad Sci U S A 100, 5891-5895.1. БЛАГОДАРНОСТИ

136. Приношу глубокую признательность всем соучастникам настоящей работы, кто на различных этапах её выполнения внёс посильный вклад в то, чтобы сделать её интересной и довести до логического конца.

137. Искренне благодарен моей жене Елене Рожковой за то, что она всегда поддерживала и разделяла все мои идеи и начинания, а также помогала во многих научных экспериментах.

138. В целом, хочется выразить искреннюю признательность всем членам лаборатории проф. М. Б. Евгеньева за поистине дружескую и рабочую атмосферу, которая сохраняется в лаборатории каждый день.