Механизмы регуляции дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами в комплексе Bithorax Drosophila melanogaster. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.03, доктор наук Кырчанова Ольга Викторовна

• Кырчанова Ольга Викторовна
• доктор наук
• 2021

Оглавление диссертации доктор наук Кырчанова Ольга Викторовна

Список условных сокращений и терминов

Введение

Актуальность проблемы и степень её разработанности

Цели и задачи

Научная новизна работы

Теоретическая и практическая значимость исследования

Методология и методы исследования

Положения, выносимые на защиту

Степень достоверности результатов

Личный вклад автора

Структура и объем работы

1 Обзор литературы

1.1 Свойства и функции энхансеров

1.2 Механизмы организации дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами у млекопитающих

1.3 Сверхдальние взаимодействия между регуляторными элементами у млекопитающих на примере активации генов обонятельных рецепторов

1.4 Bithorax-комплекс дрозофилы, как перспективная модель для исследования механизмов дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами

1.5 Сверхдальние взаимодействия в геноме дрозофилы, роль архитектурных белков в этом процессе

2 Материалы и Методы

2.1 Основные методы молекулярного клонирования

2.1.1 Создание рекомбинантных генетических конструкций на основе плазмидных векторов

2.1.2 Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

2.1.3 Расщепление ДНК эндонуклеазами рестрикции

2.1.4 Электрофорез фрагментов ДНК в агарозном геле

2.1.5 Тупление выступающих концов ДНК

2.1.6 Лигирование ДНК

2.1.7 Получение компетентных клеток E. coli

2.1.8 Трансформация компетентных клеток плазмидами

2.1.9 Отбор колоний E. coli, трансформированных заданными рекомбинантными плазмидами

2.1.10 Выделение плазмидной ДНК методом щелочного лизиса

2.1.11 Контроль сборки конструкций

2.2 Создание трансгенных линий дрозофилы

2.2.1 Трансформация эмбрионов Drosophila melanogaster

2.2.2 Фенотипический анализ экспрессии генов yellow и white в трансгенных линиях

2.2.3 Оценка влияния тестируемых элементов на экспрессию модельных генов

2.2.4 Получение трансформантов с помощью сайт-специфической рекомбинации

2.2.5 Делеция iab-4 при помощи CRISPR/Cas9-индуцированной гомологичной рекомбинации

2.3 Приготовление кутикулярных препаратов

2.4 Иммуноокрашивание эмбрионов

2.5 Иммунпреципитация хроматина (ChIP - chromatin immunoprecipitation)

2.6 Анализ сдвига электрофоретической подвижности (EMSA)

3 Результаты и обсуждение

3.1 Тестирование границ Bithorax-комплекса в трансгенных модельных системах

3.1.1 Изучение энхансер-блокирующей активности инсулятора Fab-7

3.1.2 Изучение барьерной активности инсулятора границы Fab-7

3.1.3 PREiab-7 границы Fab-7 репрессирует транскрипцию генов yellow и white

3.1.4 Взаимодействие между двумя Fab-7 инсуляторами приводит к нейтрализации их блокирующей активности

3.1.5 Ориентация инсуляторов Fab-7 относительно друг друга не влияет на результат их функционального взаимодействия

3.1.6 Взаимодействие двух инсуляторов Fab-7 способно создавать изолированный домен, ограничивающий распространение Рс-зависимой репрессии

3.1.7 Исследование границы Fab-8 на способность поддерживать дистанционные взаимодействия

3.1.8 Сайты связывания dCTCF необходимы для взаимодействия между инсуляторами Fab-8

3.1.9 Поиск границ Fab-3, Fab-4 и Fab-6, как CTCF-содержащих ДНК фрагментов, которые способны проявлять инсуляторную активность

3.1.10 Исследование способности границ Fab-3, Fab-4 и Fab-6 поддерживать дистанционные взаимодействия

3.2 Исследование в трансгенных линиях модели ключевой роли границ регуляторных доменов в поддержании специфичных дистанционных взаимодействий

3.2.1 В трансгенных линиях границы Fab-7 и Fab-8 регуляторной области гена Abd-B создают независимые регуляторные домены

3.2.2 Идентификация минимального фрагмента границы Fab-8, взаимодействующего с Fab-7

3.2.3 dCTCF обеспечивает неспецифичное взаимодействие между регуляторными границами ВХ-С

3.2.4 Инсуляторы границ определяют специфичное взаимодействие между Abd-B и регуляторными доменами

3.2.5 dCTCF не участвует в поддержании специфичных взаимодействий между границами и коммуникатором промоторной области

3.3 Исследование работы границ в контексте генома

3.3.1 Ориентация инсулятора Fab-7 в BX-C не влияет на его функции в контексте генома

3.3.2 Fab-8 способен полностью функционально замещать границу Fab-7

3.3.3 Сайты связывания dCTCF необходимы для функционирования Fab-8

3.3.4 Мультимеризованные сайты связывания dCTCF или Su(Hw) функционально не могут заменить границу Fab-7

3.3.5 PTS в контексте генома не обладает функциональной активностью, связанной с нейтрализацией инсуляторов

3.3.6 Картирование функционально значимых последовательностей в границе Fab-8

3.3.7 Ориентация Fab-8 влияет на функциональную активность границы

3.3.8 Функциональная активность Fab-8 не зависит от ориентации сайтов dCTCF

3.3.9 ГраницаМср не может функционально заменить границу Fab-7

3.3.10 Границы регуляторной области гена Abd-B играют активную роль в направлении регуляторных доменов к соответствующему промотору гена

3.3.11 ЗаменаMcp на Fab-7 усиливает экспрессию Abd-B в ПС9 - ПС11

3.3.12 Граница Fab-8 индуцирует эктопическую активацию Abd-B в сегменте А4

2.3.13 F8337встроенный в обратной ориентации не поддерживает эктопическую активацию Abd-B в сегменте А4

3.3.14 Доказательство роли iab-4 в эктопической экспрессии Abd-B в сегменте А4 при замене Мср на Fab-8

3.3.15 Картирование функционально значимых районов границы Fab-7

3.3.15.1 HS1 функционально самостоятельно не может заменить Fab-7

3.4 Сверхдальние взаимодействия в ядре поддерживаются за счёт инсуляторов

3.4.1 Сравнение PRE bxd и Mcp

3.4.2Мср опосредует сверхдальние взаимодействия в ядре

3.4.3 Транс-взаимодействия между Mcp зависят от 210 пн инсулятора

Заключение

Выводы

Список литературы

Благодарности

Список условных сокращений и терминов

BAF (BRG1- или BRM-ассоциированные факторы) - человеческий аналог комплекса SWI / SNF; подсемейство АТФ-зависимых комплексов ремоделирования хроматина

BAP (Brahma Associated Protein) / PBAP (Polybromo-associated BAP) - аналоги комплекса SWI / SNF дрозофилы

BX-C - Bithorax complex, генный комплекс из трёх гомеотических/гомеозисных генов: Ultrabithorax (Ubx), abdominal-A (abd-A) и Abdominal-B (Abd-B) C2H2 - Cys2His2 - цинковый палец CBP - CREB-связывающий белок

CES - chromatin entry site, последовательность, привлекающая модифицирующий хроматин комплекс, распространяющийсяся на близлежащие гены и увеличивающий их экспрессию.

ChIP - иммунопреципитация хроматина

COMPASS (complex of proteins associated with Set1) - комплекс белков, ассоциированных с Set1

CTCF (CCCTC-binding factor) - инсуляторный высоко консервативный белок Elba - early boundary complex

EMSA (electro mobility shift assay) - исследование электрофоретической подвижности ДНК-белкового комплекса в геле

GOF (gain of function) - фенотип, связанный с гиперфункцией гена HOX (homeobox) гены - группа генов, определяющих план специфичного развития сегментов тела эмбриона от головы к хвосту сегментированных животных, но при этом не образующих сами сегменты

iab (infraabdominal) - парасегмент специфичный цис-регуляторный домен регуляторных областей генов abd-A и Abd-B

in cis - взаимодействие между регуляторными элементами, расположенными на одной хромосоме.

in trans - взаимодействие между регуляторными элементами, расположенными на разных хромосомах.

in vitro - эксперименты «в пробирке», то есть, вне организма in vivo - эксперименты в живом организме

LIM - структурные домены белка, состоящие из двух смежных доменов с цинковыми пальцами, разделенных гидрофобным линкером из двух аминокислот

LBC (late boundary complex) - мультибелковый комплекс, обнаруженный в эмбриональном экстракте

LOF (loss of function) - фенотип, связанный с потерей функции гена MLL (mixed lineage leukemia) - гистонметилтрансфераза, считается позитивным глобальным регулятором транскрипции генов mQ - деионизированная вода (H2O) P300 - гистонацетилтрансфераза p300

PRC1 и PRC2 (Polycomb repressive complex 1 и 2) - репрессионные комплексы бедков группы Polycomb, которые играют главную роль в регуляции транскрипции во время развития, участвуют в подавлении экспрессии Нох-генов, а также неактивной X-хромосомы.

PRE (Polycomb Response Elements) - участки ДНК, на которых собираются репрессионные комплексы, образованные белками группы Polycomb

PTE (promoter tethering element) - последовательность, расположенная в положении -40 пн от 5 'старта транскрипции Abd-B, способная избирательно привлекать энхансеры из областей iab на промотор.

PTS (promoter targeting sequence) - элементы, функцией которых является нейтрализация инсуляторной активности и помощь в организации дистанционных взаимодействий энхансеров с промотором.

SET-домен - консервативный домен белка, который обычно обладает активностью метилтрансферазы. Аббревиатура SET по белкам Drosophila: Su(var)3-9, Enhancer-of-zeste and Trithorax, в которых он был идентифицирован.

SWI / SNF (SWItch / Sucrose Non-Fermentable) - подсемейство АТФ-зависимых комплексов ремоделирования хроматина, найденный в дрожжах ZAD - zinc associated domain А (abdominal) - брюшной сегмент дрозофилы ак - аминокислота

Консенсусная последовательность (мотив) - обобщённая нуклеотидная (или аминокислотная) последовательность, регулярно встречающаяся, с небольшими вариациями по отдельным нуклеотидам (или аминокислотам) в определённых генетических элементах, или в любых других выбранных для сравнения участках генома. ОР - одорантные рецепторы ОСН - обонятельная нейрональная клетка

Пенетрантность - частота встречаемости признака (определённого фенотипа) в процентах.

пн - пар нуклеотидов

позиционный сигнал - уникальная комбинация транскрипционных факторов материнских генов и генов раннего развития в каждом парасегменте эмбриона, определяющая активность гомеозисных генов

ПС - парасегмент (эмбриональный сегмент) дрозофилы Т (thoracic) - грудной сегмент дрозофилы

ТФ (транскрипционный фактор) - белок, непосредственно связывающийся с ДНК и влияющий на транскрипцию

ТАД - топологически ассоциированные домены тпн - тысяч пар нуклеотидов

Введение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы регуляции дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами в комплексе Bithorax Drosophila melanogaster.»

Актуальность проблемы и степень её разработанности

У высших эукариот произошло значительное усложнение регуляции экспрессии, что является следствием различных программ дифференцировки клеток в сложно устроенных организмах. Специализация клеток определяется разным репертуаром транскрипционных факторов. Гены, отвечающие за дифференцировку организмов, обычно регулируются энхансерами, каждый из которых активирует промотор на определенном временном промежутке и в определенной группе клеток (Spitz and Furlong 2012; Levine et al. 2014; Zabidi and Stark 2016). Кроме того, энхансер и регулируемый им промотор могут находиться на расстояниях, достигающих сотен тысяч пар нуклеотидов друга от друга, и при этом часто между ними находятся другие активно транскрибирующися гены. Исследования архитектуры хроматина последних лет подтвердили, что между транскрипционными факторами (ТФ), собранными на энхансере, и преинициаторным комплексом на промоторе происходят прямые взаимодействия с выпетливанием участка ДНК, расположенного между ними (Schoenfelder and Fraser 2019). Однако механизмы, которые обеспечивают специфические взаимодействия между энхансерами и промоторами на больших дистанциях, до сих пор остаются неизвестными.

Ранние исследования на трансгенных линиях дрозофилы послужили основой возникновения модели независимых транскрипционных доменов, границы которых формируются специальным классом цис-регуляторных элементов, названных инсуляторами (Ghirlando et al. 2012). Свойства первых инсуляторов были исследованы в трансгенных линиях дрозофилы. Было показано, чточто инсуляторы, встроенные между энхансером и промотором репортерного гена, приводят к значительному снижению /ограничению активности энхансера. При этом не происходило подавление активности энхансера и промотора (Scott et al. 1999; Cai and Levine 1995; Geyer and Corces 1992; Kellum and Schedl 1992).

Концепция функциональной роли инсуляторов в регуляции взаимодействий между энхансерами и промоторами нашла подтверждение при исследовании генома млекопитающих (Wang et al. 2019; Özdemir and Gambetta 2019). Полногеномные исследования последних лет показали, что хромосомы разделены на топологически ассоциированные домены, ТАД, границы которых взаимодействуют между собой, формируя изолированные хроматиновые домены (Sexton et al. 2012a; Hansen et al. 2018). Предполагается, что границы являются инсуляторами, способствующими взаимодействию регуляторных элементов преимущественно внутри ТАДов. Согласно современным представлениям границы ТАДов млекопитающих

организованы преимущественно белком CTCF, который совместно с когезиновым комплексом формирует хроматиновые петли (Wutz et al. 2017). В настоящий момент CTCF остаётся единственным хорошо охарактеризованным архитектурным/инсуляторным высоко консервативным белком млекопитающих (Ghirlando and Felsenfeld 2016; Phillips and Corces 2009). Дальнейшие исследования были сконцентрированы на CTCF, как основном белке, формирующем архитектуру и дистанционные взаимодействия хроматина позвоночных (Özdemir and Gambetta 2019). У дрозофилы с помощью трансгенных модельных систем был найден целый ряд инсуляторов, активность которых зависит от разных архитектурных белков, имеющих кластер из доменов цинковых пальцев С2Н2-типа, например, Su(Hw), Zw5, BEAF, Pita, CP 190 и др. В том числе в геноме дрозофилы был найден гомолог белка CTCF млекопитающих, dCTCF (Moon et al. 2005). У дрозофилы dCTCF слабо представлен на границах крупных ТАДов, которые часто совпадают с активно транскрибирующимися генами домашнего хозяйства (Ulianov et al. 2016).

Несмотря на значительный прогресс в исследованиях инсуляторов в трансгенных линиях дрозофилы, их функциональная роль in vivo остается слабо изученной. В настоящее время единственным доказанным примером функции инсуляторов в контексте генома является Bithorax-комплекс (BX-C) дрозофилы. BX-C включает три гена: Ultrabithorax (Ubx), abdominal A (abd-A) и Abdominal B (Abd-B), которые относятся к высоко консервативной группе гомеозисных (Hox) генов, определяющих развитие организма (Maeda and Karch 2006). Ubx, abd-A и Abd-B определяют специфичность развития девяти задних сегментов дрозофилы. Координированная экспрессия этих генов в каждом сегменте обеспечивается набором из девяти регуляторных доменов, расположенных в том же порядке, что и сегменты, которые они контролируют. Это свойство называется коллинеарностью (Lewis 1978) и является консервативным от членистоногих до позвоночных, что позволяет предположить важность и универсальность регуляторного механизма управления экспрессией Hox-генов. Домены abx/bx и bxd/pbx, определяют уровень экспрессии Ubx в ПС5 (T3) и ПС6 (A1). Домены iab-2, iab-3 и iab-4 регулируют ген abd-A соответственно в ПС7-9 (A2-4)^ iab-5, iab-6, iab-7 и iab-8,9 - ген Abd-B в ПС 10-13 (A5-9). Мутации в регуляторной области BX-C проявляются выраженными фенотипическими изменениями, связанными с превращением одних сегментов тела в копию других - так называемые гомеотические мутации. Так делеция или инактивация энхансеров домена приводит к превращению регулируемого этим доменом сегмента в копию предыдущего, так называемая LOF-мутация, связанная с потерей функции (loss of function). Например, инактивация энхансеров домена iab-7 приводит к возникновению у самцов дрозофилы дополнительного сегмента А7, который в норме отсутствует.

Автономность iab-доменов обеспечивается границами, которые изолируют домены с разным статусом активности и блокируют неправильные энхансер-промоторные взаимодействия, то есть, имеют свойства классических инсуляторов. Исследование в разных трансгенных модельных системах дрозофилы последовательностей границ регуляторной области Abd-B (Fab-6, Fab-7, Fab-8), границ между регуляторными областями генов abd-A-Abd-B (Мср) и Ubx - abd-A (Fub) показало, что они блокируют энхансер - промоторные взаимодействия репортерных генов и могут защищать промотор репортера от действия сайленсеров, то есть, являются инсуляторами (Savitsky et al. 2016; Perez-Lluch et al. 2008; Rodin et al. 2007; Hagstrom et al. 1996; Zhou et al. 1996; Schweinsberg et al. 2004; Barges et al. 2000; Gruzdeva et al. 2005; Kyrchanova et al. 2007; Zhou and Levine 1999; Maksimenko et al. 2015). Делеция границы между соседними iab-доменами приводит к слиянию доменов и активации дистального iab-энхансера в предыдущем (проксимальном) сегменте и к превращению одного сегмента тела в копию последующего - мутация GOF (gain of function), связанная с усилением функции (Maeda and Karch 2015; Bender and Lucas 2013; Karch et al. 1994). Например, делеция границы Fab-7 приводит к слиянию доменов iab-6 и iab-7, что в свою очередь приводит к превращению сегмента А6 в А7. Фенотипически это проявляется исчезновением сегмента А6.

В результате функциональной кооперации таких разных регуляторных элементов, как энхансеры, сайленсеры и инсуляторы происходит тонкая и эффективная регуляция генов BX-C. Так как регуляция экспрессии генов осуществляется сходным образом у всех высших эукариот, BX-C Drosophila melanogaster является удобной моделью для исследования механизмов, обеспечивающих формирование и регуляцию специфичных дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами в сложных локусах.

Диссертация посвящена изучению роли инсуляторов в регуляции специфичных дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами. В качестве модельной системы в работе использована регуляторная область гена Abd-B комплекса Bithorax Drosophila melanogaster.

Цели и задачи

Целью работы является выяснение механизмов специфичных дистанционных взаимодействий между энхансерами регуляторных доменов и промотором гена Abd-B Drosophila melanogaster.

Основные задачи:

1 Картировать инсуляторы границМср, Fab-7 и Fab-8. Определить инсуляторную активность фрагментов границ Fab-3, Fab-4 и Fab-6.

2 Исследовать возможность дистанционных взаимодействий между границами комплекса Bithorax в трансгенных модельных системах. Исследовать способность двух одинаковых границ взаимодействовать на сверхдальних расстояниях.

3 Определить роль белка CTCF дрозофилы (dCTCF) в функциональной активности границ комплекса Bithorax.

4 Изучить способность границ Mcp и Fab-8, а также искусственных инсуляторов, состоящих из 4 - 5 сайтов связывания белка dCTCF, Su(Hw) или Pita функционально замещать границу Fab-7 в геномном контексте.

5 Картировать участки границы Fab-7, отвечающие за специфичные взаимодействия между iab-6 доменом и промотором Abd-B, и за блокирование взаимодействий между соседними iab-6 и iab-7 доменами.

6 Исследовать способность границ Fab-7 и Fab-8 регуляторной области гена Abd-B переключать активность домена iab-4, который отвечает за на транскрипцию abd-A, на активацию промотора Abd-B.

Научная новизна работы

В работе проведено комплексное исследование структуры и свойств границ, имеющих характерные свойства инсуляторов, которые разделяют регуляторную область гена Abd-B комплекса Bithorax на отдельные независимые домены. C этой целью были использованы модельные системы в трансгенных линиях дрозофилы и современные методы редактирования генома in vivo. В результате впервые в трансгенных модельных системах дрозофилы показано, что границы регуляторной области Abd-B взаимодействуют между собой и областью перед промотором Abd-B. Впервые показано, что взаимная ориентация взаимодействующих границ/инсуляторов влияет на архитектуру хроматиновой петли и, как следствие, на взаимодействие между энхансером и промотором, расположенными вблизи инсуляторов. Показано, что две копии одного инсулятора (Мср, Fab-7) могут поддерживать сверхдальние взаимодействия в геноме. На основе этих результатов разработана модель формирования дистанционных взаимодействий в ядре, согласно которой, каждая граница состоит из сайтов связывания для нескольких архитектурных/инсуляторных белков, которые гомодимеризуются, что поддерживает формирование хроматиновой петли определённой конфигурации. Также сформулирована новая модель регуляции транскрипции гена Abd-B, согласно которой границы

доменов регуляторной области не только изолируют соседние домены, но и обеспечивают правильный контакт энхансеров домена с промотором в нужном сегменте. Впервые данная модель подтверждена прямыми экспериментами по замене границ непосредственно в BX-C. В составе границ Fab-7 и Fab-8 картированы участки, которые необходимы для организации специфичных дистанционных взаимодействий между iab-энхансерами и промотором Abd-B. Также найдены участки границ, которые обеспечивают функциональную автономность iab-доменов. Впервые обнаружено, что в барьерной функции границы Fab-7 участвует PRE, который привлекает белки группы Polycomb и является сайленсером. В составе границы Fab-7 идентифицированы два сайта белка Pita, которые являются избыточными для функциональной активности границы. Показано, что Mcp содержит по одному сайту связывания белков dCTCF и Pita, кооперация которых необходима для функциональной активности границы.

Теоретическая и практическая значимость исследования

Результаты работы вносят существенный вклад в понимание общих принципов регуляции транскрипции и механизмов формирования дистанционных взаимодействий между регуляторными элементами генома высших эукариот. Основные выводы данной работы можно экстраполировать для объяснения взаимодействий между энхансерами и промоторами других сложных локусов высших эукариот. Созданные в ходе выполнения работы модельные системы и разработанные подходы могут быть использованы для изучения функциональной роли различных регуляторных элементов и транскрипционных факторов, что в дальнейшем позволит расшифровать механизм дистанционных взаимодействий между элементами эукариотического генома на белковом уровне.

Входящие в Bithorax-комплекс гены относятся к консервативной группе гомеозисных генов, определяющих правильное развитие (спецификацию) различных частей тела во время эмбрионального развития всех метамерных животных, от насекомых до млекопитающих. Работа раскрывает ряд важных особенностей регуляции экспрессии НОХ-генов, нарушения в работе которых вызывают тяжелые заболевания человека и хозяйственно-важных домашних животных. Поэтому данная диссертационная работа представляет интерес и с практической точки зрения: новые знания о механизмах, контролирующих экспрессию генов, могут быть уже в ближайшем будущем полезными для персонализированной медицины и биотехнологии.

Методология и методы исследования

Объектом исследования в работе стала плодовая мушка Drosophila melanogaster. В ходе работы применялись методы сайт-специфического редактирования генома с помощью системы

CRISPR/Cas9, attP-опосредованной сайт-специфической интеграции в геном, а также широко использовался подход получения трансгенных линий с помощью векторов на основе Р-транспозона, позволяюющих интегрировать конструкции в случайные места генома. Работа выполнена с использованием современного оборудования и широкого спектра методов молекулярной генетики и молекулярной биологии, в том числе, микроскопические исследования и методы анализа экспрессии целевых генов. При создании рекомбинантных генетических конструкций были использованы стандартные методы генной инженерии.

Положения, выносимые на защиту

1 С помощью трансгенных модельных систем с репортерными генами yellow и mini-white картирован коровый участок инсулятора границы Fab-7 (390 пн), соответствующий сайту гиперчувствительности к ДНКазе I (HS1), и участок HS2, имеющий сайты связывания Pita, усиливающий инсуляторную активность HS1. Фрагменты границ Fab-3 (626 пн), Fab-4 (784 пн) и Fab-6 (425 пн), содержащие сайты связывания dCTCF, в аналогичных модельных системах инсуляторных свойств не проявляют.

2 В трансгенных модельных системах две копии фрагментов границ Fab-7 (858 пн), Fab-8 (284 пн), Мер (210 пн), Fab-3 (626 пн), Fab-4 (784 пн) или Fab-6 (425 пн), могут взаимодействовать между собой. Взаимная ориентация взаимодействующих фрагментов границы Fab-8 (343 пн) влияет на архитектуру образуемой хроматиновой петли, и, как следствие, приводит к сближению, либо к изоляции, расположенных поблизости энхансера и промотора. Две копии инсулятора границы Мер (210 пн) могут поддерживать сверхдальние функциональные взаимодействия между PRE в трансгенных линиях. Разработана модель, согласно которой, каждая граница состоит из сайтов связывания для нескольких архитектурных белков, которые гомодимеризуются, что определяет формирование хроматиновой петли в определённой конфигурации.

3 Границы Fab-6, Fab-7 и Fab-8 регуляторной области Abd-B специфично взаимодействуют между собой и с предпромоторной областью гена Abd-B (360 пн) в трансгенных линиях. В составе границ Fab-7 и Fab-8 выявлены коммуникаторы, которые определяют специфичность дистанционных взаимодействий iab-доменов с промотором Abd-B.

4 Сайты связывания белка dCTCF являются необходимыми для поддержания функциональных взаимодействий между разными границами Fab-3, Fab-4, Fab-6, Fab-8 и Mcp в трансгенных линиях, но не участвуют в организации специфичных взаимодействий Fab-6, Fab-7 и Fab-8 границ с предпромоторной областью гена Abd-B.

5 Архитектурные белки dCTCF и Pita являются функциональными компонентами границ Bithorax комплекса: сайты связывания dCTCF в составе границ Ыср и Fab-8 необходимы для их инсуляторной функции в контексте генома; сайты связывания Pita участвуют в поддержании инсуляторной активности границ Мср и Fab-7.

6 Синтезированные фрагменты ДНК, состоящие из 4-5 сайтов связывания архитектурных белков dCTCF, Pita или Su(Hw), способны создавать границы, которые блокируют взаимодействия между соседними iab-доменами, но не могут функционально заменить границу Fab-7, так как не поддерживают взаимодействия между доменом iab-6 и промотором гена Abd-B.

7 Картирован участок границы Fab-8 (337 пн), который может функционально заменить границу Fab-7 (1950 пн) в контексте регуляторной области гена Abd-B.

8 Картированы функционально значимые районы границы Fab-7. Ключевым элементом границы является dHS1 (168 пн), находящийся в дистальной части HS1, который обеспечивает специфичное взаимодействие iab-6 домена с промотором Abd-B. HS3 (сайленсер PRE iab-7) в контексте генома в кооперации с dHS1 создают функциональную границу, активность которой зависит от наличия мотивов GAGAG в их составе и рекрутируемого на них белкового комплекса LBC. Области HS*, pHS (проксимальная часть HS1) и HS2 имеют избыточные функции и только совместно могут заменить HS3 в организации эффективной границы. На примере границы Fab-7 показано, что полноценная граница регуляторной области Abd-B состоит из двух функциональных модулей: первый выполняет функцию инсулятора и открывает хроматин, второй обеспечивает специфичное взаимодействие iab-6 домена с промотором Abd-B.

9 Разработана новая модель регуляции транскрипции гена Abd-B Drosophila melanogaster, согласно которой границы iab-доменов регуляторной области не только изолируют соседние домены, но и обеспечивают специфичность взаимодействия между энхансерами доменов и промотором гена Abd-B в нужном сегменте. Модель подтверждена прямыми экспериментами по замене границ в геноме. Граница Ыср, которая отделяет энхансеры iab-4, активирующие ген abd-A в сегменте А4, не может функционально заменить границу Fab-7 регуляторной области Abd-B. С другой стороны, замена границы Мср на границы Fab-7 и Fab-8 регуляторной области гена Abd-B приводит к активации гена Abd-B энхансерами iab-4 в сегменте А4.

Степень достоверности результатов

Результаты работы были опубликованы в 16 статьях в рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК, и представлены в виде устных докладов или стендовых сообщений на российских и международных конференциях. Публикации

1. Rodin S, Kyrchanova O., Pomerantseva E, Parshikov A, Georgiev P. New properties of Drosophila Fab-7 insulator. Genetics. 2007. 177:113-121. doi: 10.1534/genetics.107.075887.

2. Kyrchanova O., Toshchakov S, Podstreshnaya Y, Parshikov A, Georgiev P. Functional interaction between the Fab-7 and Fab-8 boundaries and the upstream promoter region in the Drosophila Abd-B gene. Mol Cell Biol. 2008. 28:4188-4195. doi: 10.1128/MCB.00229-08.

3. Кырчанова О.В., Георгиев П.Г. Исследование функционального взаимодействия между инсулятором и Рс- зависимым сайленсером на примере Мср-границы Abd-B гена Drosophila melanogaster. Генетика. 2010. 46:593-603.

4. Li HB, Müller M, Bahechar IA, Kyrchanova O., Ohno K, Georgiev P, Pirrotta V. Insulators, not Polycomb response elements, are required for long-range interactions between Polycomb targets in Drosophila melanogaster. Mol Cell Biol. 2011. 31:616-625. doi: 10.1128/MCB.00849-10.

5. Kyrchanova O., Ivlieva T, Toshchakov S, Parshikov A, Maksimenko O, Georgiev P. Selective interactions of boundaries with upstream region of Abd-B promoter in Drosophila bithorax complex and role of dCTCF in this process. Nucleic Acids Res. 2011. 39:3042-3052. doi: 10.1093/nar/gkq1248.

6. Ивлиева, Т.А., Георгиев, П.Г., Кырчанова, О.В. Исследование способности новых границ в bithorax-комплексе Drosophila melanogaster блокировать взаимодействие между энхансерами и промоторами. Генетика, 2011 47:1184-1189.

7. Кырчанова, О.В., Ивлиева, Т.А., Георгиев, П.Г. Инсуляторы из регуляторной области bithorax-комплекса Drosophila melanogaster при взаимодействии способны формировать независимые домены экспрессии. Генетика, 2011, 47:1586-1595.

8. Кырчанова, О.В., Георгиев, П.Г. Инсулятор Fab-7 из регуляторной области bithorax-комплекса эффективно блокирует Polycomb- зависимую репрессию у Drosophila melanogaster. Генетика, 2011, 47:1-8.

9. Kyrchanova O., Georgiev P. Chromatin insulators and long-distance interactions in Drosophila. FEBS Lett. 2014. 588:8-14. doi: 10.1016/j.febslet.2013.10.039.

10. Кырчанова О.В., Георгиев П.Г. Комплекс bithorax Drosophila melanogaster как модель для изучения механизмов специфичных дистанционных взаимодействий между энхансерами и промоторами. Генетика. 2015. 51:529-538. DOI: 10.7868/S0016675815050033

11. Kyrchanova O., Mogila V., Wolle D., Magbanua JP, White R, Georgiev P, Schedl P. The

boundary paradox in the Bithorax complex. Mech Dev. 2015. 138 Pt 2:122-132. doi: 10.1016/j.mod.2015.07.002.

12. Kyrchanova O., Mogila V, Wolle D, Deshpande G, Parshikov A, Cléard F, Karch F, Schedl P, Georgiev P. Functional Dissection of the Blocking and Bypass Activities of the Fab-8 Boundary in the Drosophila Bithorax Complex. Plos Genet. 12:e1006188. doi:10.1371/journal.pgen.1006188.

13. Kyrchanova O, Zolotarev N, Mogila V, Maksimenko O, Schedl P, Georgiev P. Architectural protein Pita cooperates with dCTCF in organization of functional boundaries in Bithorax complex. Development. 2017. 144:2663-2672. doi: 10.1242/dev.149815.

14. Kyrchanova O, Kurbidaeva A, Sabirov M, Postika N, Wolle D, Aoki T, Maksimenko O, Mogila V, Schedl P, Georgiev P. The bithorax complex iab-7 Polycomb response element has a novel role in the functioning of the Fab-7 chromatin boundary. PLoS Genet. 2018. 14:e1007442.

15. Postika N, Metzler M, Affolter M, Müller M, Schedl P, Georgiev P, Kyrchanova O. Boundaries mediate long-distance interactions between enhancers and promoters in the Drosophila Bithorax complex. PLoS Genet. 2018. 14(12):e1007702. doi: 10.1371/journal.pgen.1007702.

16. Kyrchanova O, Sabirov M, Mogila V, Kurbidaeva A, Postika N, Maksimenko O, Schedl P, Georgiev P. Complete reconstitution of bypass and blocking functions in a minimal artificial Fab-7 insulator from Drosophila bithorax complex. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019. 116(27):13462-13467. doi: 10.1073/pnas.1907190116.).

Конференции

1. Кырчанова О.В., Тощаков С.В., Ивлиева Т.А. Выяснение роли dCTCF в установлении дистанционных взаимодействий между регуляторными элементами гена Abd-B Drosophila melanogaster. Съезд генетиков и селекционеров, посвященного 200-летию со дня рождения Ч. Дарвина и V Съезда Вавиловского общества генетиков и селекционеров. 21.06 - 27.06.2009 Москва. Т.2.С.345.

2. Kyrchanova O., Parshikov A., Toshchacov S., Ivlieva T., Georgiev P. Role of dCTCF in Functional Interaction between the regulatory elements in the bithorax complex. The EMBO conference "Nuclear Structure & Dynamics. 30.09. - 05.10.2009 Isle sur la Sorgue, France.P. 127.

3. Kyrchanova O., Ivlieva T., Pak Y., Parshikov A., Maksimenko O., and Georgiev P. Selective interactions of boundaries with upstream region of Abd-B promoter in Drosophila bithorax complex and role of dCTCF in this process. International symposium "Control of gene expression and cancer" is organized by the Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences June 21.06 - 2.06. 2010 Moscow. P. 56.

4. Kyrchanova O., Maksimenko O., Stahov V., Georgiev P. Mechanisms of blocking of the enhancer-promoter communication of white gene by gypsy insulator in Drosophila melanogaster. Gordon Research conference on Chromatin Structure and Function. 06.05 -11.05.2012 Lucca (Barga),

Italy. Р.246.

5. Kyrchanova O., Karch F., Schedl P., Georgiev P. Role of boundaries in the regulation of the Abd-B gene. EMBO Workshop on "Upstream and Downstream of Hox Genes". Hyderabad, India.13.12. - 17.12.2014. Р.17.

6. Postika N., Kyrchanova O. Cooperation between architectural proteins is required for boundary function in Drosophila bithorax complex. 44th FEBS Congress, Krakow, Poland, 2019, FEBS Open Bio 9 (Suppl. 1) (2019) 65-431, с 147-148.

7. Sabirov M., Postika N., Maksimenko O., Georgiev P., Kyrchanova O. Mapping of functional elements in Fab7 boundary involved in regulation of Drosophila hox gene Abd-B. 43th FEBS Congress, Prague, Czech Republic, FEBS Open Bio 8 (Suppl. S1) (2018) 107-496. P. 133.

8. Sabirov M., Postika N., Maksimenko O., Georgiev P., Kyrchanova O. Functional redundancy of the Fab-7 boundary in the Bithorax-complex is defined by dual activity of the iab-7 Polycomb Response Element. 13th EMBL Conference: Transcription and Chromatin. Heidelberg, Germany. 2018. P. 384

Личный вклад автора

Основная часть экспериментальных данных была получена автором, либо под его непосредственным руководством. Автор осуществлял планирование экспериментов, проведение экспериментов, выбор методов исследования, анализ результатов, обобщение и подготовку результатов к публикации. Работа по EMSA была проведена совместно с сотрудниками лаборатории П.Шедла (Университет Принстона, США). Работы с использованием метода ChIP были сделаны совместно с О. Максименко (ИБГ РАН).

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из трех глав («Обзор литературы», «Материалы и Методы», «Результаты и обсуждение»), введения и заключения. Работа изложена на 174 страницах и содержит 75 рисунков. Все рисунки являются оригинальными и опубликованы в статьях автора по теме диссертации. Список использованной литературы составляет 294 источника.

1 Обзор литературы 1.1 Свойства и функции энхансеров

Энхансеры были впервые описаны почти 40 лет назад, когда было показано, что тандемный 72 пн повтор в вирусе SV40 многократно усиливает экспрессию гена при интеграции его на больших расстояниях от промотора и в любой ориентации относительно регулируемого гена (Banerji et al. 1981; Moreau et al. 1981). Через два года был описан первый клеточный энхансер (Banerji et al. 1983). В настоящее время предсказывается около 300 000 энхансеров в геноме человека (ENCODE Project Consortium, 2012). Энхансеры представляют собой участки ДНК, варьирующие в пределах от 100 пн до 1000 пн, которые являются платформами для связывания с ними транскрипционных факторов (ТФ), стимулирующих процессы инициации и элонгации транскрипции с промоторов (Furlong and Levine 2018; Reiter et al. 2017; Spitz and Furlong 2012; Rickels and Shilatifard 2018). У большей части генов домашнего хозяйства энхансеры находятся в непосредственной близости от промоторов, и поэтому часто сложно различить границу между этими регуляторными элементами. Наоборот, гены, регулирующие развитие, имеют сложно устроенные регуляторные области, которые могут состоять из десятков энхансеров, каждый из которых стимулирует промотор только в определенной группе клеток в заданном временном промежутке. При активации транскрипции энхансеры непосредственно взаимодействуют с промоторами генов (Furlong and Levine 2018; Schoenfelder and Fraser 2019). В настоящее время остается открытым вопрос, каким образом формируются хроматиновые петли между энхансерами и промоторами и какие архитектурные белки принимают участие в этом процессе.

Энхансеры состоят из комбинаций сравнительно коротких вырожденных сайтов длиной 6-12 пн, которые узнаются ДНК-связывающими ТФ, определяющими активность энхансера (Reiter et al. 2017; Spitz and Furlong 2012). При этом, один и тот же ТФ может выступать как позитивный или негативный регулятор энхансера в зависимости от присутствия других ТФ. Совокупность ДНК связывающих ТФ на энхансере создаёт платформу для привлечения «коактиваторов» и «корепрессоров», которые определяют активность энхансера в каждой конкретной группе клеток. Таким образом, способность энхансера стимулировать транскрипцию непосредственно определяется комбинацией сайтов для ТФ, позитивно или негативно влияющих на активность энхансера, и относительной концентрацией этих ТФ в ядрах данной группы клеток. Однако сами механизмы регуляции активности энхансеров остаются слабо изученными.

Сравнительно недавно были выделены супер-энхансеры, как особый класс регуляторных элементов, для которых характерны достаточно большие размеры, достигающие десятков тысяч пн и высокая степень обогащения ТФ и коактиваторами (Whyte et al. 2013; Hnisz et al. 2013). Супер-энхансеры часто находятся рядом с генами, которые являются критичными для дифференцировки и функционирования клеток (Pott and Lieb 2015). Более детальное исследование супер-энхансеров позволяет сделать общий вывод, что они часто состоят из отдельных элементов, которые либо функционируют вместе, усиливая друг друга, либо играют независимую роль в активации транскрипции генов (Huang et al. 2018; Hay et al. 2016; Shin et al. 2016).

PRC2

Рисунок 1 Схематическое изображение транскрипционных комплексов, участвующих в активности энхансера. Различные факторы транскрипции (ТФ) связываются с сайтами энхансеров и рекрутируют комплексы, участвующие в стимуляции транскрипции. p300 / CBP обладает ацетилтрансферазной активностью и отвечает за ацетилирование H3K27. Комплексы MLL3/4 индуцируют монометилирование H3K4 и привлекают UTX-деметилазу, которая может удалять H3K27me3, связанный с репрессированным хроматином. Считается, что p300 / CBP, MLL3/4 и UTX регулируют транскрипционную и энхансерную активность посредством модификации неизвестных в настоящее время компонентов транскрипционных комплексов на промоторах. Субъединицы медиаторного комплекса образуют три основных модуля: головной, средний и хвостовой. Медиаторный комплекс рекрутируется на энхансер посредством множественных взаимодействий между субъединицами хвостового модуля и внутренне неупорядоченными участками ТФ.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Кырчанова Ольга Викторовна, 2021 год

Список литературы

1. Akbari OS, Bae E, Johnsen H, Villaluz A, Wong D, Drewell RA. 2007. A novel promotertethering element regulates enhancer-driven gene expression at the bithorax complex in the Drosophila embryo. Development 135: 123-131.

2. Aoki T, Schweinsberg S, Manasson J, Schedl P. 2008. A stage-specific factor confers Fab-7 boundary activity during early embryogenesis in Drosophila. Mol Cell Biol 28: 1047-1060.

3. Bailey SD, Zhang X, Desai K, Aid M, Corradin O, Cowper-Sallari R, Akhtar-Zaidi B, Scacheri PC, Haibe-Kains B, Lupien M. 2015. ZNF143 provides sequence specificity to secure chromatin interactions at gene promoters. Nat Commun 6: 6186.

http://www.nature .com/articles/ncomms7186.

4. Banerji J, Olson L, Schaffner W. 1983. A lymphocyte-specific cellular enhancer is located downstream of the joining region in immunoglobulin heavy chain genes. Cell 33: 729-740.

5. Banerji J, Rusconi S, Schaffner W. 1981. Expression of a ß-globin gene is enhanced by remote SV40 DNA sequences. Cell 27: 299-308.

6. Bantignies F, Grimaud C, Lavrov S, Gabut M, Cavalli G. 2003. Inheritance of Polycomb-dependent chromosomal interactions in Drosophila. Genes Dev 17: 2406-2420.

7. Bantignies F, Roure V, Comet I, Leblanc B, Schuettengruber B, Bonnet J, Tixier V, Mas A, Cavalli G. 2011. Polycomb-Dependent Regulatory Contacts between Distant Hox Loci in Drosophila. Cell 144: 214-26.

8. Barges S, Mihaly J, Galloni M, Hagstrom K, Muller M, Shanower G, Schedl P, Gyurkovics H, Karch F. 2000. The Fab-8 boundary defines the distal limit of the bithorax complex iab-7 domain and insulates iab-7 from initiation elements and a PRE in the adjacent iab-8 domain. Development 127: 779-790.

9. Bartman CR, Hsu SC, Hsiung CCS, Raj A, Blobel GA. 2016. Enhancer Regulation of Transcriptional Bursting Parameters Revealed by Forced Chromatin Looping. Mol Cell 62: 237-247.

10. Bashkirova E, Lomvardas S. 2019. Olfactory receptor genes make the case for inter-chromosomal interactions. Curr Opin Genet Dev 55: 106-113.

11. Baxley RM, Bullard JD, Klein MW, Fell AG, Morales-Rosado JA, Duan T, Geyer PK. 2017. Deciphering the DNA code for the function of the Drosophila polydactyl zinc finger protein Suppressor of Hairy-wing. Nucleic Acids Res 45: 4463-4478.

12. Beagan JA, Duong MT, Titus KR, Zhou L, Cao Z, Ma J, Lachanski C V., Gillis DR, Phillips-Cremins JE. 2017. YY1 and CTCF orchestrate a 3D chromatin looping switch during early neural lineage commitment. Genome Res 27: 1139-1152.

13. Bender W, Hudson A, Barges S, Mihaly J, Galloni M, Hagstrom K, Muller M, Shanower G,

Schedl P, Gyurkovics H, et al. 2000. P element homing to the Drosophila bithorax complex. Development 127: 3981-3992.

14. Bender W, Lucas M. 2013. The border between the ultrabithorax and abdominal-A regulatory domains in the Drosophila bithorax complex. Genetics 193: 1135-1147.

15. Bischof J, Maeda RK, Hediger M, Karch F, Basler K. 2007. An optimized transgenesis system for Drosophila using germ-line-specific phiC31 integrases. Proc Natl Acad Sci U S A 104: 33123317.

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

17. Boija A, Mahat DB, Zare A, Holmqvist P-H, Philip P, Meyers DJ, Cole PA, Lis JT, Stenberg P, Mannervik M. 2017. CBP Regulates Recruitment and Release of Promoter-Proximal RNA Polymerase II. Mol Cell 68: 491-503.e5.

18. Bonchuk A, Denisov S, Georgiev P, Maksimenko O. 2011. Drosophila BTB/POZ domains of "ttk group" can form multimers and selectively interact with each other. J Mol Biol 412: 423-436.

19. Bonchuk A, Kamalyan S, Mariasina S, Boyko K, Popov V, Maksimenko O, Georgiev P. 2020. N-terminal domain of the architectural protein CTCF has similar structural organization and ability to self-association in bilaterian organisms. Sci Rep 10: 2677.

20. Bonchuk A, Maksimenko O, Kyrchanova O, Ivlieva T, Mogila V, Deshpande G, Wolle D, Schedl P, Georgiev P. 2015. Functional role of dimerization and CP190 interacting domains of CTCF protein in Drosophila melanogaster. BMC Biol 13: 63.

21. Bonn S, Zinzen RP, Girardot C, Gustafson EH, Perez-Gonzalez A, Delhomme N, Ghavi-Helm Y, Wilczyäski B, Riddell A, Furlong EEM. 2012. Tissue-specific analysis of chromatin state identifies temporal signatures of enhancer activity during embryonic development. Nat Genet 44: 148-156.

22. Bowman SK, Deaton AM, Domingues H, Wang PI, Sadreyev RI, Kingston RE, Bender W. 2014. H3K27 modifications define segmental regulatory domains in the Drosophila bithorax complex. Elife 3: e02833.

23. Bozza T, Vassalli A, Fuss S, Zhang J-J, Weiland B, Pacifico R, Feinstein P, Mombaerts P. 2009. Mapping of Class I and Class II Odorant Receptors to Glomerular Domains by Two Distinct Types of Olfactory Sensory Neurons in the Mouse. Neuron 61: 220-233.

24. Braccioli L, de Wit E. 2019. CTCF: a Swiss-army knife for genome organization and transcription regulation eds. N. Gilbert and J. Allan. EssaysBiochem 63: 157-165.

25. Brown JL, Mucci D, Whiteley M, Dirksen M-L, Kassis JA. 1998. The Drosophila Polycomb Group Gene pleiohomeotic Encodes a DNA Binding Protein with Homology to the Transcription Factor YY1. Mol Cell 1: 1057-1064.

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

27. Buck L, Axel R. 1991. A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition. Cell 65: 175-187.

28. Buecker C, Wysocka J. 2012. Enhancers as information integration hubs in development: lessons from genomics. Trends Genet 28: 276-284.

29. Bushey AM, Dorman ER, Corces VG. 2008. Chromatin Insulators: Regulatory Mechanisms and Epigenetic Inheritance. Mol Cell 32: 1-9.

30. Busturia A, Bienz M. 1993. Silencers in abdominal-B, a homeotic Drosophila gene. EMBO J 12: 1415-1425. http://doi.wiley.com/10.1002/j.1460-2075.1993.tb05785.x.

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

32. Busturia A, Wightman CD, Sakonju S. 1997. A silencer is required for maintenance of transcriptional repression throughout Drosophila development. Development 124: 4343-4350.

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

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

35. Camino EM, Butts JC, Ordway A, Vellky JE, Rebeiz M, Williams TM. 2015. The Evolutionary Origination and Diversification of a Dimorphic Gene Regulatory Network through Parallel Innovations in cis and trans ed. M.B. Eisen. PLOS Genet 11: e1005136.

36. Cao R, Wang L, Wang H, Xia L, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Jones RS, Zhang Y. 2002. Role of Histone H3 Lysine 27 Methylation in Polycomb-Group Silencing. Science 298: 1039-1043.

37. Celniker SE, Keelan DJ, Lewis EB. 1989. The molecular genetics of the bithorax complex of Drosophila: characterization of the products of the Abdominal-B domain. Genes Dev 3: 1424-36.

38. Cenik BK, Shilatifard A. 2020. COMPASS and SWI/SNF complexes in development and disease. Nat Rev Genet. 22:38-58.

39. Cevher MA, Shi Y, Li D, Chait BT, Malik S, Roeder RG. 2014. Reconstitution of active human core Mediator complex reveals a critical role of the MED14 subunit. Nat Struct Mol Biol 21: 10281034.

40. Chan CS, Rastelli L, Pirrotta V. 1994. A Polycomb response element in the Ubx gene that determines an epigenetically inherited state of repression. EMBO J 13: 2553-2564.

41. Chang L-H, Ghosh S, Noordermeer D. 2020. TADs and Their Borders: Free Movement or

Building a Wall? J Mol Biol 432: 643-652.

42. Chathoth KT, Zabet NR. 2019. Chromatin architecture reorganization during neuronal cell differentiation in Drosophila genome. Genome Res. 29:613-625.

43. Chen H, Levo M, Barinov L, Fujioka M, Jaynes JB, Gregor T. 2018. Dynamic interplay between enhancer-promoter topology and gene activity. Nat Genet 50: 1296-1303.

44. Chen J, Zhang Z, Li L, Chen BC, Revyakin A, Hajj B, Legant W, Dahan M, Lionnet T, Betzig E, et al. 2014. Single-molecule dynamics of enhanceosome assembly in embryonic stem cells. Cell.

45. Chen Q, Lin L, Smith S, Lin Q, Zhou J. 2005. Multiple Promoter Targeting Sequences exist in Abdominal-B to regulate long-range gene activation. Dev Biol 286: 629-636.

46. Chong S, Dugast-Darzacq C, Liu Z, Dong P, Dailey GM, Cattoglio C, Heckert A, Banala S, Lavis L, Darzacq X, et al. 2018. Imaging dynamic and selective low-complexity domain interactions that control gene transcription. Science 361(6400):eaar2555.

47. Chung H, Schäfer U, Jäckle H, Böhm S. 2002. Genomic expansion and clustering of ZAD-containing C2H2 zinc-finger genes in Drosophila. EMBO Rep 3: 1158-1162.

48. Ciavatta D, Rogers S, Magnuson T. 2007. Drosophila CTCF is required for Fab-8 enhancer blocking activity in S2 cells. J Mol Biol 373: 233-239.

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

50. Cleard F, Wolle D, Taverner AM, Aoki T, Deshpande G, Andolfatto P, Karch F, Schedl P. 2017. Different evolutionary strategies to conserve chromatin boundary function in the bithorax complex. Genetics 205: 589-603.

51. Czermin B, Melfi R, McCabe D, Seitz V, Imhof A, Pirrotta V. 2002. Drosophila Enhancer of Zeste/ESC Complexes Have a Histone H3 Methyltransferase Activity that Marks Chromosomal Polycomb Sites. Cell 111: 185-196.

52. de Wit E, Vos ESM, Holwerda SJB, Valdes-Quezada C, Verstegen MJAM, Teunissen H, Splinter E, Wijchers PJ, Krijger PHL, de Laat W. 2015. CTCF Binding Polarity Determines Chromatin Looping. Mol Cell 60: 676-684.

53. Degl'Innocenti A, D'Errico A. 2017. Regulatory Features for Odorant Receptor Genes in the Mouse Genome. Front Genet 8:19..

54. Deng W, Lee J, Wang H, Miller J, Reik A, Gregory PD, Dean A, Blobel GA. 2012. Controlling Long-Range Genomic Interactions at a Native Locus by Targeted Tethering of a Looping Factor. Cell 149:1233-1244.

55. Deng Z, Cao P, Wan MM, Sui G. 2010. Yin Yang 1. Transcription 1: 81-84.

56. Dorighi KM, Swigut T, Henriques T, Bhanu N V., Scruggs BS, Nady N, Still CD, Garcia BA, Adelman K, Wysocka J. 2017. Mll3 and Mll4 Facilitate Enhancer RNA Synthesis and Transcription

from Promoters Independently of H3K4 Monomethylation. Mol Cell 66: 568-576.e4.

57. Dorsett D. 2019. The Many Roles of Cohesin in Drosophila Gene Transcription. Trends Genet 35: 542-551.

58. El Khattabi L, Zhao H, Kalchschmidt J, Young N, Jung S, Van Blerkom P, Kieffer-Kwon P, Kieffer-Kwon K-R, Park S, Wang X, et al. 2019. A Pliable Mediator Acts as a Functional Rather Than an Architectural Bridge between Promoters and Enhancers. Cell 178: 1145-1158.e20.

59. Estrada B, Casares F, Sánchez-Herrero E. 2003. Development of the genitalia in Drosophila melanogaster. Differentiation 71: 299-310.

60. Farkas G, Gausz J, Galloni M, Reuter G, Gyurkovics H, Karch F. 1994. The Trithorax-like gene encodes the Drosophila GAGA factor. Nature 371: 806-808.

61. Fedotova AA, Bonchuk AN, Mogila VA, Georgiev PG. 2017. C2H2 Zinc Finger Proteins: The Largest but Poorly Explored Family of Higher Eukaryotic Transcription Factors. Acta Naturae 9: 4758.

62. Ferreira T, Wilson SR, Choi YG, Risso D, Dudoit S, Speed TP, Ngai J. 2014. Silencing of odorant receptor genes by G Protein ßy signaling ensures the expression of one odorant receptor per olfactory sensory neuron. Neuron. 81:847-59.

63. Filippova GN, Fagerlie S, Klenova EM, Myers C, Dehner Y, Goodwin G, Neiman PE, Collins SJ, Lobanenkov V V. 1996. An exceptionally conserved transcriptional repressor, CTCF, employs different combinations of zinc fingers to bind diverged promoter sequences of avian and mammalian c-myc oncogenes. Mol Cell Biol. 16:2802-2813.

64. Fudenberg G, Imakaev M, Lu C, Goloborodko A, Abdennur N, Mirny LA. 2016. Formation of Chromosomal Domains by Loop Extrusion. Cell Rep 15: 2038-2049.

65. Fujioka M, Mistry H, Schedl P, Jaynes JB. 2016. Determinants of Chromosome Architecture: Insulator Pairing in cis and in trans. PLoS Genet 2: e1005889.

66. Fujioka M, Wu X, Jaynes JB. 2009. A chromatin insulator mediates transgene homing and very long-range enhancer-promoter communication. Development 136: 3077-3087.

67. Fukaya T, Lim B, Levine M. 2016. Enhancer Control of Transcriptional Bursting. Cell 166: 358-368.

68. Furlong EEM, Levine M. 2018. Developmental enhancers and chromosome topology. Science 361:1341-1345.

69. Galloni M, Gyurkovics H, Schedl P, Karch F. 1993. The bluetail transposon: evidence for independent cis-regulatory domains and domain boundaries in the bithorax complex. EMBO J 12: 1087-1097.

70. Gaszner M, Felsenfeld G. 2006. Insulators: exploiting transcriptional and epigenetic mechanisms. Nat Rev Genet 7: 703-713.

71. Gaszner M, Vazquez J, Schedl P. 1999. The Zw5 protein, a component of the scs chromatin domain boundary, is able to block enhancer-promoter interaction. Genes Dev 13: 2098-2107.

72. Gaunt SJ. 2015. The significance of Hox gene collinearity. Int J Dev Biol 59: 159-170.

73. Gause M, Morcillo P, Dorsett D. 2001. Insulation of Enhancer-Promoter Communication by a Gypsy Transposon Insert in the Drosophila cut Gene: Cooperation between Suppressor of Hairy-wing and Modifier of mdg4 Proteins. Mol Cell Biol 21: 4807-4817.

74. Georgiev P, Maksimenko O. 2014. Mechanisms and proteins involved in long-distance interactions. Name Front Genet 5:28.

75. Geyer PK, Corces VG. 1992. DNA position-specific repression of transcription by a Drosophila zinc finger protein. Genes Dev 6: 1865-1873.

76. Geyer PK, Corces VG. 1987. Separate regulatory elements are responsible for the complex pattern of tissue-specific and developmental transcription of the yellow locus in Drosophila melanogaster. Genes Dev 1: 996-1004.

77. Ghavi-Helm Y, Klein FA, Pakozdi T, Ciglar L, Noordermeer D, Huber W, Furlong EE. 2014. Enhancer loops appear stable during development and are associated with paused polymerase. Nature 512: 96-100.

78. Ghirlando R, Felsenfeld G. 2016. CTCF: making the right connections. Genes Dev 30: 881891.

79. Ghirlando R, Giles K, Gowher H, Xiao T, Xu Z, Yao H, Felsenfeld G. 2012. Chromatin domains, insulators, and the regulation of gene expression. Biochim Biophys Acta 1819: 644-651.

80. Ghosh D. 2001. Interactions between the Su(Hw) and Mod(mdg4) proteins required for gypsy insulator function. EMBO J20: 2518-2527.

81. Gibert JM, Peronnet F, Schlötterer C. 2007. Phenotypic plasticity in Drosophila pigmentation caused by temperature sensitivity of a chromatin regulator network. PLoS Genet 3: e30.

82. Gohl D, Müller M, Pirrotta V, Affolter M, Schedl P. 2008. Enhancer Blocking and Transvection at the Drosophila apterous Locus. Genetics 178: 127-143.

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

84. Golovnin A, Mazur A, Kopantseva M, Kurshakova M, Gulak P V., Gilmore B, Whitfield WGF, Geyer P, Pirrotta V, Georgiev P. 2007. Integrity of the Mod(mdg4)-67.2 BTB Domain Is Critical to Insulator Function in Drosophila melanogaster. Mol Cell Biol 27: 963-974.

85. Gomez-Marin C, Tena JJ, Acemel RD, Lopez-Mayorga M, Naranjo S, de la Calle-Mustienes E, Maeso I, Beccari L, Aneas I, Vielmas E, et al. 2015. Evolutionary comparison reveals that diverging CTCF sites are signatures of ancestral topological associating domains borders. Proc Natl Acad Sci U SA 112: 7542-7547.

86. Grimaud C, Bantignies F, Pal-Bhadra M, Ghana P, Bhadra U, Cavalli G. 2006. RNAi Components Are Required for Nuclear Clustering of Polycomb Group Response Elements. Cell 124: 957-971.

87. Groth AC, Olivares EC, Thyagarajan B, Calos MP. 2000. A phage integrase directs efficient site-specific integration in human cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 97:5995-6000.

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

89. Gummalla M, Maeda RK, Castro Alvarez JJ, Gyurkovics H, Singari S, Edwards KA, Karch F, Bender W. 2012. abd-A regulation by the iab-8 noncoding RNA. PLoS Genet 8: e1002720.

90. Guo Y, Xu Q, Canzio D, Shou J, Li J, Gorkin DU, Jung I, Wu H, Zhai Y, Tang Y, et al. 2015. CRISPR Inversion of CTCF Sites Alters Genome Topology and Enhancer/Promoter Function. Cell 162:900-910.

91. Gyurkovics H, Gausz J, Kummer J, Karch F. 1990. A new homeotic mutation in the Drosophila bithorax complex removes a boundary separating two domains of regulation. EMBO J 9: 2579-2585.

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

93. Hama C, Ali Z, Kornberg TB. 1990. Region-specific recombination and expression are directed by portions of the Drosophila engrailed promoter. Genes Dev 4: 1079-1093.

94. Hanchate NK, Kondoh K, Lu Z, Kuang D, Ye X, Qiu X, Pachter L, Trapnell C, Buck LB. 2015. Single-cell transcriptomics reveals receptor transformations during olfactory neurogenesis. Science 350: 1251-1255.

95. Hansen AS, Cattoglio C, Darzacq X, Tjian R. 2018. Recent evidence that TADs and chromatin loops are dynamic structures. Nucleus 9: 20-32.

96. Hay D, Hughes JR, Babbs C, Davies JOJ, Graham BJ, Hanssen LLP, Kassouf MT, Oudelaar AM, Sharpe JA, Suciu MC, et al. 2016. Genetic dissection of the a-globin super-enhancer in vivo. Nat Genet 48: 895-903.

97. Heidari N, Phanstiel DH, He C, Grubert F, Jahanbani F, Kasowski M, Zhang MQ, Snyder MP. 2014. Genome-wide map of regulatory interactions in the human genome. Genome Res 24: 19051917.

98. Heintzman ND, Hon GC, Hawkins RD, Kheradpour P, Stark A, Harp LF, Ye Z, Lee LK, Stuart RK, Ching CW, et al. 2009. Histone modifications at human enhancers reflect global cell-type-specific gene expression. Nature 459: 108-112.

99. Heitzler P, Vanolst L, Biryukova I, Ramain P. 2003. Enhancer-promoter communication mediated by Chip during Pannier-driven proneural patterning is regulated by Osa. Genes Dev 17:

591-596.

100. Hnisz D, Abraham BJ, Lee TI, Lau A, Saint-André V, Sigova AA, Hoke HA, Young RA. 2013. Super-Enhancers in the Control of Cell Identity and Disease. Cell 155: 934-947.

101. Hogga I, Mihaly J, Barges S, Karch F. 2001. Replacement of Fab-7 by the gypsy or scs insulator disrupts long-distance regulatory interactions in the Abd-B gene of the bithorax complex. Mol Cell 8: 1145-1151.

102. Holdridge C, Dorsett D. 1991. Repression of hsp70 heat shock gene transcription by the suppressor of hairy-wing protein of Drosophila melanogaster. Mol Cell Biol 11: 1894-1900.

103. Holohan EE, Kwong C, Adryan B, Bartkuhn M, Herold M, Renkawitz R, Russell S, White R. 2007. CTCF genomic binding sites in Drosophila and the organisation of the bithorax complex. PLoS Genet 3:e112.

104. Huang J, Li K, Cai W, Liu X, Zhang Y, Orkin SH, Xu J, Yuan G-C. 2018. Dissecting super-enhancer hierarchy based on chromatin interactions. Nat Commun 9: 943.

105. Iampietro C, Cleard F, Gyurkovics H, Maeda RK, Karch F. 2008. Boundary swapping in the Drosophila Bithorax complex. Development 135: 3983-3987.

106. Iampietro C, Gummalla M, Mutero A, Karch F, Maeda RK. 2010. Initiator elements function to determine the activity state of BX-C enhancers. PLoS Genet 6: e1001260.

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

108. Jauch R, Bourenkov GP, Chung H-RR, Urlaub H, Reidt U, Jackle H, Wahl MC, Jäckle H, Wahl MC. 2003. The Zinc Finger-Associated Domain of the Drosophila Transcription Factor Grauzone Is a Novel Zinc-Coordinating Protein-Protein Interaction Module. Structure 11: 13931402.

109. Jeong S, Rokas A, Carroll SB. 2006. Regulation of Body Pigmentation by the Abdominal-B Hox Protein and Its Gain and Loss in Drosophila Evolution. Cell 125: 1387-1399.

110. Jeronimo C, Langelier M-F, Bataille AR, Pascal JM, Pugh BF, Robert F. 2016. Tail and Kinase Modules Differently Regulate Core Mediator Recruitment and Function In Vivo. Mol Cell 64: 455466.

111. Jin F, Li Y, Dixon JR, Selvaraj S, Ye Z, Lee AY, Yen C-A, Schmitt AD, Espinoza CA, Ren B. 2013. A high-resolution map of the three-dimensional chromatin interactome in human cells. Nature 503: 290-294.

112. Karch F, Weiffenbach B, Peifer M, Bender W, Duncan I, Celniker S, Crosby M, Lewis EB. 1985. The abdominal region of the bithorax complex. Cell 43: 81-96.

113. Karch F, Galloni M, Sipos L, Gausz J, Gyurkovics H, Sched P, Schedl P. 1994. Mcp and Fab-7: molecular analysis of putative boundaries of cis-regulatory domains in the bithorax complex of

Drosophila melanogaster. Nucleic Acids Res 22: 3138-3146.

114. Karess RE, Rubin GM. 1984. Analysis of P transposable element functions in Drosophila. Cell 38: 135-146.

115. Kassis JA. 2002. 14 Pairing-sensitive silencing, polycomb group response elements, and transposon homing in Drosophila. Adv Genet 46:421-38.

116. Kassis JA, Brown JL. 2013. Polycomb group response elements in Drosophila and vertebrates. Adv Genet 81: 83-118.

117. Kassis JA, Kennison JA, Tamkun JW. 2017. Polycomb and trithorax group genes in drosophila. Genetics 206: 1699-1725.

118. Kaye EG, Kurbidaeva A, Wolle D, Aoki T, Schedl P, Larschan E. 2017. Drosophila dosage compensation loci associate with a boundary-forming insulator complex. Mol Cell Biol 37: 1-18.

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

120. Khan M, Vaes E, Mombaerts P. 2011. Regulation of the Probability of Mouse Odorant Receptor Gene Choice. Cell 147: 907-921.

121. Klymenko T. 2006. A Polycomb group protein complex with sequence-specific DNA-binding and selective methyl-lysine-binding activities. Genes Dev 20: 1110-1122.

122. Kravchenko E, Savitskaya E, Kravchuk O, Parshikov A, Georgiev P, Savitsky M. 2005. Pairing between gypsy insulators facilitates the enhancer action in trans throughout the Drosophila genome. Mol Cell Biol 25: 9283-9291.

123. Krivega I, Dale RK, Dean A. 2014. Role of LDB1 in the transition from chromatin looping to transcription activation. Genes Dev 28: 1278-1290.

124. Krivega I, Dean A. 2016. Chromatin looping as a target for altering erythroid gene expression. Ann N YAcadSci 1368: 31-39.

125. Krivega I, Dean A. 2017. LDB1-mediated enhancer looping can be established independent of mediator and cohesin. Nucleic Acids Res 45: 8255-8268.

126. Kuhn EJ, Geyer PK. 2003. Genomic insulators: connecting properties to mechanism. Curr Opin Cell Biol 15: 259-265.

127. Kuhn EJ, Hart CM, Geyer PK. 2004. Studies of the role of the Drosophila scs and scs' insulators in defining boundaries of a chromosome puff. Mol Cell Biol 24: 1470-1480.

128. Kuhn EJ, Viering MM, Rhodes KM, Geyer PK. 2003. A test of insulator interactions in Drosophila. EMBO J22: 2463-2471.

129. Kuroda MI, Kang H, De S, Kassis JA. 2020. Dynamic Competition of Polycomb and Trithorax in Transcriptional Programming. Annu Rev Biochem 89: 235-253.

130. Kvon EZ, Kazmar T, Stampfel G, Yanez-Cuna JO, Pagani M, Schernhuber K, Dickson BJ,

Stark A. 2014. Genome-scale functional characterization of Drosophila developmental enhancers in vivo. Nature 512: 91-95.

131. Kyrchanova O, Toshchakov S, Parshikov A, Georgiev P. 2007. Study of the Functional Interaction between Mcp Insulators from the Drosophila bithorax Complex: Effects of Insulator Pairing on Enhancer-Promoter Communication. Mol Cell Biol 27: 3035-3043.

132. Kyrchanova O, Chetverina D, Maksimenko O, Kullyev A, Georgiev P. 2008a. Orientation-dependent interaction between Drosophila insulators is a property of this class of regulatory elements. Nucleic Acids Res 36: 7019-7028.

133. Kyrchanova O, Toshchakov S, Podstreshnaya Y, Parshikov A, Georgiev P. 2008b. Functional Interaction between the Fab-7 and Fab-8 Boundaries and the Upstream Promoter Region in the Drosophila Abd-B Gene. Mol Cell Biol 28: 4188-4195. http://mcb.asm.org/content/28/12/4188.long.

134. Kyrchanova O, Georgiev P. 2014. Chromatin insulators and long-distance interactions in Drosophila. FEBSLett 588: 8-14.

135. Kyrchanova O V, Georgiev PG. 2010. [Functional interaction between an insulator and a Pc-dependent silencer with the example of the Mcp boundary of the Drosophila melanogaster Abd-B gene]. Genetika 46: 593-603.

136. Kyrchanova O, Ivlieva T, Toshchakov S, Parshikov A, Maksimenko O, Georgiev P. 2011a. Selective interactions of boundaries with upstream region of Abd-B promoter in Drosophila bithorax complex and role of dCTCF in this process. Nucleic Acids Res 39: 3042-3052.

137. Kyrchanova O V., Ivlieva TA, Georgiev PG. 2011b. [Interacting insulators from the Drosophila melanogaster bithorax complex can form independent expression domains]. Russ J Genet 47: 14061414. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22384686.

138. Kyrchanova O V, Georgiev PG. 2012. [Drosophila Fab-7 insulator effectively blocks polycomb-mediated repression in transgenic lines]. Genetika 48: 307-314.

139. Kyrchanova O, Maksimenko O, Stakhov V, Ivlieva T, Parshikov A, Studitsky VM, Georgiev P. 2013. Effective Blocking of the White Enhancer Requires Cooperation between Two Main Mechanisms Suggested for the Insulator Function. PLoS Genet 9: e1003606.

140. Kyrchanova O V., Georgiev PG. 2015. [The bithorax complex of Drosophila melanogaster as a model for studying specific long-distance interactions between enhancers and promoters]. Russ J Genet 51: 440-448.

141. Kyrchanova O, Mogila V, Wolle D, Magbanua JP, White R, Georgiev P, Schedl P. 2015. The boundary paradox in the Bithorax complex. Mech Dev 138: 122-132.

142. Kyrchanova O, Mogila V, Wolle D, Deshpande G, Parshikov A, Cleard F, Karch F, Schedl P, Georgiev P. 2016. Functional Dissection of the Blocking and Bypass Activities of the Fab-8 Boundary in the Drosophila Bithorax Complex. PLoS Genet 12: e1006188.

143. Kyrchanova O, Zolotarev N, Mogila V, Maksimenko O, Schedl P, Georgiev P. 2017. Architectural protein Pita cooperates with dCTCF in organization of functional boundaries in Bithorax complex. Development 144: 2663-2672.

144. Kyrchanova O, Kurbidaeva A, Sabirov M, Postika N, Wolle D, Aoki T, Maksimenko O, Mogila V, Schedl P, Georgiev P. 2018. The bithorax complex iab-7 Polycomb response element has a novel role in the functioning of the Fab-7 chromatin boundary ed. G.P. Copenhaver. PLOS Genet 14:e1007442.

145. Lee J, Krivega I, Dale RK, Dean A. 2017. The LDB1 Complex Co-opts CTCF for Erythroid Lineage-Specific Long-Range Enhancer Interactions. Cell Rep 19: 2490-2502.

146. Lehmann M. 2004. Anything else but GAGA: A nonhistone protein complex reshapes chromatin structure. Trends Genet 20:15-22.

147. Leibovitch BA, Lu Q, Benjamin LR, Liu Y, Gilmour DS, Elgin SCR. 2002. GAGA Factor and the TFIID Complex Collaborate in Generating an Open Chromatin Structure at the Drosophila melanogaster hsp26 Promoter. Mol Cell Biol 22: 6148-6157.

148. Levine M, Cattoglio C, Tjian R. 2014. Looping Back to Leap Forward: Transcription Enters a New Era. Cell 157: 13-25.

149. Lewis EB. 1978. A gene complex controlling segmentation in Drosophila. Nature 276: 565570.

150. Li G, Ruan X, Auerbach RK, Sandhu KS, Zheng M, Wang P, Poh HM, Goh Y, Lim J, Zhang J, et al. 2012. Extensive Promoter-Centered Chromatin Interactions Provide a Topological Basis for Transcription Regulation. Cell 148: 84-98.

151. Li M, Ma Z, Roy S, Patel SK, Lane DC, Duffy CR, Cai HN. 2018. Selective interactions between diverse STEs organize the ANT-C Hox cluster. Sci Rep 8: 15158.

152. Li Y, Haarhuis JHI, Sedeño Cacciatore Á, Oldenkamp R, van Ruiten MS, Willems L, Teunissen H, Muir KW, de Wit E, Rowland BD, et al. 2020. The structural basis for cohesin-CTCF-anchored loops. Nature. 578:472-476.

153. Li Y, Han J, Zhang Y, Cao F, Liu Z, Li S, Wu J, Hu C, Wang Y, Shuai J, et al. 2016. Structural basis for activity regulation of MLL family methyltransferases. Nature 530: 447-452.

154. Lim B, Levine MS. 2021. Enhancer-promoter communication: hubs or loops? Curr Opin Genet Dev 67: 5-9.

155. Lin Q.; Wu D.; Zhou J. 2003. The promoter targeting sequence facilitates and restricts a distant enhancer to a single promoter in the Drosophila embryo. Development 130: 519-526.

156. Lin Q. 2004. The Promoter Targeting Sequence mediates epigenetically heritable transcription memory. Genes Dev 18: 2639-2651.

157. López-Perrote A, Alatwi HE, Torreira E, Ismail A, Ayora S, Downs JA, Llorca O. 2014.

Structure of Yin Yang 1 Oligomers That Cooperate with RuvBL1-RuvBL2 ATPases. J Biol Chem 289:22614-22629.

158. Luppino JM, Joyce EF. 2020. Single cell analysis pushes the boundaries of TAD formation and function. Curr Opin Genet Dev 61: 25-31.

159. Maeda RK, Karch F. 2006. The ABC of the BX-C: the bithorax complex explained. Development 133: 1413-1422.

160. Maeda RK, Karch F. 2009. The bithorax complex of Drosophila an exceptional Hox cluster. Curr Top Dev Biol 88: 1-33.

161. Maeda RK, Karch F. 2015. The open for business model of the bithorax complex in Drosophila. Chromosoma 124: 293-307.

162. Magklara A, Yen A, Colquitt BM, Clowney EJ, Allen W, Markenscoff-Papadimitriou E, Evans ZA, Kheradpour P, Mountoufaris G, Carey C, et al. 2011. An Epigenetic Signature for Monoallelic Olfactory Receptor Expression. Cell 145: 555-570.

163. Maksimenko O, Bartkuhn M, Stakhov V, Herold M, Zolotarev N, Jox T, Buxa MK, Kirsch R, Bonchuk A, Fedotova A, et al. 2015. Two new insulator proteins, Pita and ZIPIC, target CP190 to chromatin. Genome Res 25: 89-99.

164. Maksimenko O, Georgiev P. 2014. Mechanisms and proteins involved in long-distance interactions. Front Genet 5: 28.

165. Maksimenko O, Kyrchanova O, Klimenko N, Zolotarev N, Elizarova A, Bonchuk A, Georgiev P. 2020. Small Drosophila zinc finger C2H2 protein with an N-terminal zinc finger-associated domain demonstrates the architecture functions. Biochim Biophys Acta - Gene RegulMech 1863: 194446.

166. Malnic B. 2013. Single cell rt-pcr identi fi cation of odorant receptors expressed by olfactory neurons. Methods Mol Biol. 1003:123-32.

167. Markenscoff-Papadimitriou E, Allen WE, Colquitt BM, Goh T, Murphy KK, Monahan K, Mosley CP, Ahituv N, Lomvardas S. 2014. Enhancer Interaction Networks as a Means for Singular Olfactory Receptor Expression. Cell 159: 543-557.

168. Martin CH, Mayeda CA, Davis CA, Ericsson CL, Knafels JD, Mathog DR, Celniker SE, Lewis EB, Palazzolo MJ. 1995. Complete sequence of the bithorax complex of Drosophila. Proc Natl Acad Sci USA 92: 8398-8402.

169. Martin M, Meng YB, Chia W. 1989. Regulatory elements involved in the tissue-specific expression of the yellow gene of Drosophila. Mol Gen GenetMGG 218: 118-126.

170. Mateo LJ, Murphy SE, Hafner A, Cinquini IS, Walker CA, Boettiger AN. 2019. Visualizing DNA folding and RNA in embryos at single-cell resolution. Nature 568: 49-54.

171. Melnikova L, Kostyuchenko M, Molodina V, Parshikov A, Georgiev P, Golovnin A. 2018a.

Interactions between BTB domain of CP190 and two adjacent regions in Su(Hw) are required for the insulator complex formation. Chromosoma 127: 59-71.

172. Melnikova L, Kostyuchenko M, Molodina V, Parshikov A, Georgiev P, Golovnin A. 2017. Multiple interactions are involved in a highly specific association of the Mod(mdg4)-67.2 isoform with the Su(Hw) sites in Drosophila. Open Biol 7: 170150.

173. Melnikova L, Kostyuchenko M, Parshikov A, Georgiev P, Golovnin A. 2018b. Role of Su(Hw) zinc finger 10 and interaction with CP190 and Mod(mdg4) proteins in recruiting the Su(Hw) complex to chromatin sites in Drosophila ed. B. Jennings. PLoS One 13: e0193497.

174. Melnikova LS, Georgiev PG, Golovnin AK. 2020. The Functions and Mechanisms of Action of Insulators in the Genomes of Higher Eukaryotes. Acta Naturae 12: 15-33.

175. Mihaly J. 2006. Dissecting the regulatory landscape of the Abd-B gene of the bithorax complex. Development 133: 2983-2993.

176. Mihaly J, Hogga I, Barges S, Galloni M, Mishra RK, Hagstrom K, Muller M, Schedl P, Sipos L, Gausz J, et al. 1998. Chromatin domain boundaries in the Bithorax complex. Cell Mol Life Sci 54: 60-70.

177. Mihaly J, Hogga I, Gausz J, Gyurkovics H, Karch F. 1997. In situ dissection of the Fab-7 region of the bithorax complex into a chromatin domain boundary and a Polycomb-response element. Development 124: 1809-1820.

178. Mishra RK, Mihaly J, Barges S, Spierer A, Karch F, Hagstrom K, Schweinsberg SE, Schedl P. 2001. The iab-7 polycomb response element maps to a nucleosome-free region of chromatin and requires both GAGA and pleiohomeotic for silencing activity. Mol Cell Biol 21: 1311-1318.

179. Mohan M, Bartkuhn M, Herold M, Philippen A, Heinl N, Bardenhagen I, Leers J, White RA, Renkawitz-Pohl R, Saumweber H, et al. 2007. The Drosophila insulator proteins CTCF and CP190 link enhancer blocking to body patterning. EMBO J 26: 4203-4214.

180. Monahan K, Horta A, Lomvardas S. 2019. LHX2- and LDB1-mediated trans interactions regulate olfactory receptor choice. Nature 565: 448-453.

181. Moon H, Filippova G, Loukinov D, Pugacheva E, Chen Q, Smith ST, Munhall A, Grewe B, Bartkuhn M, Arnold R, et al. 2005. CTCF is conserved from Drosophila to humans and confers enhancer blocking of the Fab-8 insulator. EMBO Rep 6: 165-170.

182. Morcillo P, Rosen C, Baylies MK, Dorsett D. 1997. Chip, a widely expressed chromosomal protein required for segmentation and activity of a remote wing margin enhancer in Drosophila. Genes Dev 11: 2729-2740.

183. Moreau P, Hen R, Wasylyk B, Everett R, Gaub MP, Chambon P. 1981. The SV40 72 base repair repeat has a striking effect on gene expression both in SV40 and other chimeric recombinants. Nucleic Acids Res 9: 6047-6068.

184. Müller J, Hart CM, Francis NJ, Vargas ML, Sengupta A, Wild B, Miller EL, O'Connor MB, Kingston RE, Simon JA. 2002. Histone Methyltransferase Activity of a Drosophila Polycomb Group Repressor Complex. Cell 111: 197-208.

185. Muller M, Hagstrom K, Gyurkovics H, Pirrotta V, Schedl P. 1999. The mcp element from the Drosophila melanogaster bithorax complex mediates long-distance regulatory interactions. Genetics 153:1333-1356.

186. Muravyova E, Golovnin A, Gracheva E, Parshikov A, Belenkaya T, Pirrotta V, Georgiev P. 2001. Loss of insulator activity by paired Su(Hw) chromatin insulators. Science (80-) 291: 495-498.

187. Myslinski E, Krol A, Carbon P. 1998. ZNF76 and ZNF143 Are Two Human Homologs of the Transcriptional Activator Staf. J Biol Chem 273: 21998-22006.

188. Nishizumi H, Kumasaka K, Inoue N, Nakashima A, Sakano H. 2007. Deletion of the core-H region in mice abolishes the expression of three proximal odorant receptor genes in cis. Proc Natl Acad Sci 104: 20067-20072.

189. Nora EP, Goloborodko A, Valton A-L, Gibcus JH, Uebersohn A, Abdennur N, Dekker J, Mirny LA, Bruneau BG. 2017. Targeted Degradation of CTCF Decouples Local Insulation of Chromosome Domains from Genomic Compartmentalization. Cell 169: 930-944.e22.

190. Novo CL, Javierre B-M, Cairns J, Segonds-Pichon A, Wingett SW, Freire-Pritchett P, Furlan-Magaril M, Schoenfelder S, Fraser P, Rugg-Gunn PJ. 2018. Long-Range Enhancer Interactions Are Prevalent in Mouse Embryonic Stem Cells and Are Reorganized upon Pluripotent State Transition. Cell Rep 22: 2615-2627.

191. Nozawa K, Schneider TR, Cramer P. 2017. Core Mediator structure at 3.4 Ä extends model of transcription initiation complex. Nature 545: 248-251.

192. Oliver D, Sheehan B, South H, Akbari O, Pai CY. 2010. The chromosomal association/dissociation of the chromatin insulator protein Cp190 of Drosophila melanogaster is mediated by the BTB/POZ domain and two acidic regions. BMC Cell Biol 11: 101.

193. Özdemir, Gambetta. 2019. The Role of Insulation in Patterning Gene Expression. Genes (Basel) 10: 767.

194. Page AR, Kovacs A, Deak P, Torok T, Kiss I, Dario P, Bastos C, Batista P, Gomes R, Ohkura H, et al. 2005. Spotted-dick, a zinc-finger protein of Drosophila required for expression of Orc4 and S phase. EMBO J 24: 4304-4315.

195. Pankratz MJ, Jäckle H. 1990. Making stripes in the Drosophila embryo. Trends Genet 6: 287292.

196. Park SY, Schwartz YB, Kahn TG, Asker D, Pirrotta V. 2012. Regulation of Polycomb group genes Psc and Su(z)2 in Drosophila melanogaster. Mech Dev 128: 536-547.

197. Peel AD, Chipman AD, Akam M. 2005. Arthropod Segmentation: beyond the Drosophila

paradigm. Nat Rev Genet 6: 905-916.

198. Perez-Lluch S, Cuartero S, Azorin F, Espinas ML. 2008. Characterization of new regulatory elements within the Drosophila bithorax complex. Nucleic Acids Res 36: 6926-6933.

199. Petrenko N, Jin Y, Wong KH, Struhl K. 2016. Mediator Undergoes a Compositional Change during Transcriptional Activation. Mol Cell 64: 443-454.

200. Pherson M, Misulovin Z, Gause M, Dorsett D. 2019. Cohesin occupancy and composition at enhancers and promoters are linked to DNA replication origin proximity in Drosophila. Genome Res. 29:602-612.

201. Phillips JE, Corces VG. 2009. CTCF: Master Weaver of the Genome. Cell 137: 1194-1211.

202. Pirrotta V. 1988. Vectors for P-Mediated Transformation in Drosophila. Biotechnology 10: 437-56.

203. Pirrotta V, Steller H, Bozzetti MP. 1985. Multiple upstream regulatory elements control the expression of the Drosophila white gene. EMBO J. 4:3501-8.

204. Plaschka C, Lariviere L, Wenzeck L, Seizl M, Hemann M, Tegunov D, Petrotchenko E V., Borchers CH, Baumeister W, Herzog F, et al. 2015. Architecture of the RNA polymerase II-Mediator core initiation complex. Nature 518: 376-380.

205. Plevock KM, Galletta BJ, Slep KC, Rusan NM. 2015. Newly Characterized Region of CP 190 Associates with Microtubules and Mediates Proper Spindle Morphology in Drosophila Stem Cells ed. C. Prigent. PLoS One 10: e0144174.

206. Postika N, Metzler M, Affolter M, Müller M, Schedl P, Georgiev P, Kyrchanova O. 2018. Boundaries mediate long-distance interactions between enhancers and promoters in the Drosophila Bithorax complex ed. M.C. Gambetta. PLOS Genet 14: e1007702.

207. Pott S, Lieb JD. 2015. What are super-enhancers? Nat Genet 47: 8-12.

208. Pugacheva EM, Kubo N, Loukinov D, Tajmul M, Kang S, Kovalchuk AL, Strunnikov A V., Zentner GE, Ren B, Lobanenkov V V. 2020. CTCF mediates chromatin looping via N-terminal domain-dependent cohesin retention. Proc Natl Acad Sci 117: 2020-2031.

209. Ramirez F, Bhardwaj V, Arrigoni L, Lam KC, Grüning BA, Villaveces J, Habermann B, Akhtar A, Manke T. 2018. High-resolution TADs reveal DNA sequences underlying genome organization in flies. Nat Commun 9: 189.

210. Rao SS, Huntley MH, Durand NC, Stamenova EK, Bochkov ID, Robinson JT, Sanborn AL, Machol I, Omer AD, Lander ES, et al. 2014. A 3D map of the human genome at kilobase resolution reveals principles of chromatin looping. Cell 159: 1665-1680.

211. Rao SSP, Huang S-C, Glenn St Hilaire B, Engreitz JM, Perez EM, Kieffer-Kwon K-R, Sanborn AL, Johnstone SE, Bascom GD, Bochkov ID, et al. 2017. Cohesin Loss Eliminates All Loop Domains. Cell 171: 305-320.e24.

212. Rebeiz M, Williams TM. 2017. Using Drosophila pigmentation traits to study the mechanisms of cis-regulatory evolution. Curr Opin Insect Sci 19: 1-7.

213. Reiter F, Wienerroither S, Stark A. 2017. Combinatorial function of transcription factors and cofactors. Curr Opin Genet Dev 43: 73-81.

214. Renko M, Fiedler M, Rutherford TJ, Schaefer J V., Plückthun A, Bienz M. 2019. Rotational symmetry of the structured Chip/LDB-SSDP core module of the Wnt enhanceosome. Proc Natl Acad Sci 116:20977-20983.

215. Rickels R, Herz H-M, Sze CC, Cao K, Morgan MA, Collings CK, Gause M, Takahashi Y, Wang L, Rendleman EJ, et al. 2017. Histone H3K4 monomethylation catalyzed by Trr and mammalian COMPASS-like proteins at enhancers is dispensable for development and viability. Nat Genet 49: 1647-1653.

216. Rickels R, Shilatifard A. 2018. Enhancer Logic and Mechanics in Development and Disease. Trends Cell Biol 28: 608-630. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0962892418300679.

217. Robinson PJ, Trnka MJ, Bushnell DA, Davis RE, Mattei P-J, Burlingame AL, Kornberg RD. 2016. Structure of a Complete Mediator-RNA Polymerase II Pre-Initiation Complex. Cell 166: 1411-1422.e16.

218. Rodin S, Kyrchanova O, Pomerantseva E, Parshikov A, Georgiev P. 2007. New properties of Drosophila fab-7 insulator. Genetics 177: 113-121.

219. Rollins RA, Morcillo P, Dorsett D. 1999. Nipped-B, a Drosophila homologue of chromosomal adherins, participates in activation by remote enhancers in the cut and Ultrabithorax genes. Genetics. 152:577-593.

220. Roseman RR, Pirrottal V, Geyer PK. 1993. The su(Hw) protein insulates expression of the Drosophila melanogaster white gene from chromosomal position-effects. EMBO J. 12:435-442.

221. Rubin AJ, Barajas BC, Furlan-Magaril M, Lopez-Pajares V, Mumbach MR, Howard I, Kim DS, Boxer LD, Cairns J, Spivakov M, et al. 2017. Lineage-specific dynamic and pre-established enhancer-promoter contacts cooperate in terminal differentiation. Nat Genet 49: 1522-1528.

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

223. Sathyan KM, McKenna BD, Anderson WD, Duarte FM, Core L, Guertin MJ. 2019. An improved auxin-inducible degron system preserves native protein levels and enables rapid and specific protein depletion. Genes Dev 33: 1441-1455.

224. Savitsky M, Kim M, Kravchuk O, Schwartz YB. 2016. Distinct Roles of Chromatin Insulator Proteins in Control of the Drosophila Bithorax Complex. Genetics 202: 601-617.

225. Schier AC, Taatjes DJ. 2020. Structure and mechanism of the RNA polymerase II transcription machinery. Genes Dev 34: 465-488.

226. Schmitges FW, Prusty AB, Faty M, Stutzer A, Lingaraju GM, Aiwazian J, Sack R, Hess D, Li L, Zhou S, et al. 2011. Histone methylation by PRC2 is inhibited by active chromatin marks. Mol Cell 42: 330-341.

227. Schoenfelder S, Fraser P. 2019. Long-range enhancer-promoter contacts in gene expression control. Nat Rev Genet 20: 437-455.

228. Schröder S, Herker E, Itzen F, He D, Thomas S, Gilchrist DA, Kaehlcke K, Cho S, Pollard KS, Capra JA, et al. 2013. Acetylation of RNA Polymerase II Regulates Growth-Factor-Induced Gene Transcription in Mammalian Cells. Mol Cell 52: 314-324.

229. Schuster C, Myslinski E, Krol A, Carbon P. 1995. Staf, a novel zinc finger protein that activates the RNA polymerase III promoter of the selenocysteine tRNA gene. EMBO J 14: 37773787.

230. Schwartz YB, Linder-Basso D, Kharchenko P V, Tolstorukov MY, Kim M, Li HB, Gorchakov AA, Minoda A, Shanower G, Alekseyenko AA, et al. 2012. Nature and function of insulator protein binding sites in the Drosophila genome. Genome Res 22: 2188-2198.

231. Schwartz YB, Pirrotta V. 2013. A new world of Polycombs: unexpected partnerships and emerging functions. Nat Rev Genet 14: 853-864.

232. Schwartz YB, Pirrotta V. 2008. Polycomb complexes and epigenetic states. Curr Opin Cell Biol 20: 266-273.

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

234. Schweinsberg SE, Schedl P. 2004. Developmental modulation of Fab-7 boundary function. Development 131: 4743-4749.

235. Scott KC, Taubman AD, Geyer PK. 1999. Enhancer blocking by the Drosophila gypsy insulator depends upon insulator anatomy and enhancer strength. Genetics 153: 787-798.

236. Scott KS, Geyer PK. 1995. Effects of the su(Hw) insulator protein on the expression of the divergently transcribed Drosophila yolk protein genes. EMBO J 14: 6258-6267.

237. Sexton T, Yaffe E, Kenigsberg E, Bantignies F, Leblanc B, Hoichman M, Parrinello H, Tanay A, Cavalli G. 2012a. Three-dimensional folding and functional organization principles of the Drosophila genome. Cell 148: 458-472.

238. Sexton T, Yaffe E, Kenigsberg E, Bantignies F, Leblanc B, Hoichman M, Parrinello H, Tanay A, Cavalli G. 2012b. Three-Dimensional Folding and Functional Organization Principles of the Drosophila Genome. Cell 148: 458-472.

239. Sharma R, Ishimaru Y, Davison I, Ikegami K, Chien M-S, You H, Chi Q, Kubota M, Yohda M, Ehlers M, et al. 2017. Olfactory receptor accessory proteins play crucial roles in receptor function

and gene choice. Elife 6:e21895.

240. Shin HY, Willi M, Yoo KH, Zeng X, Wang C, Metser G, Hennighausen L. 2016. Hierarchy within the mammary STAT5-driven Wap super-enhancer. Nat Genet 48: 904-911.

241. Shlyueva D, Stampfel G, Stark A. 2014. Transcriptional enhancers: from properties to genome-wide predictions. Nat Rev Genet 15: 272-286.

242. Siegal ML, Hartl DL. 1996. Transgene Coplacement and High Efficiency Site-Specific Recombination With the Cre/ loxP System in Drosophila. Genetics 144: 715-726.

243. Sierecki E. 2020. The Mediator complex and the role of protein-protein interactions in the gene regulation machinery. Semin Cell Dev Biol 99: 20-30.

244. Sigrist CJ, Pirrotta V. 1997. Chromatin insulator elements block the silencing of a target gene by the Drosophila polycomb response element (PRE) but allow trans interactions between PREs on different chromosomes. Genetics 147: 209-221.

245. Sikorska N, Sexton T. 2020. Defining Functionally Relevant Spatial Chromatin Domains: It is a TAD Complicated. J Mol Biol 432: 653-664.

246. Small S, Levine M. 1991. The initiation of pair-rule stripes in the Drosophila blastoderm. Curr Opin Genet Dev 1: 255-260. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0959437X05800796.

247. Sokpor G, Abbas E, Rosenbusch J, Staiger JF, Tuoc T. 2018. Transcriptional and Epigenetic Control of Mammalian Olfactory Epithelium Development. MolNeurobiol 55: 8306-8327.

248. Soshnev AA, He B, Baxley RM, Jiang N, Hart CM, Tan K, Geyer PK. 2012. Genome-wide studies of the multi-zinc finger Drosophila Suppressor of Hairy-wing protein in the ovary. Nucleic Acids Res 40: 5415-5431.

249. Soutourina J. 2018. Transcription regulation by the Mediator complex. Nat Rev Mol Cell Biol 19: 262-274.

250. Spitz F, Furlong EEM. 2012. Transcription factors: from enhancer binding to developmental control. Nat Rev Genet 13: 613-626.

251. Starr MO, Ho MCW, Gunther EJM, Tu YK, Shur AS, Goetz SE, Borok MJ, Kang V, Drewell RA. 2011. Molecular dissection of cis-regulatory modules at the Drosophila bithorax complex reveals critical transcription factor signature motifs. Dev Biol 359: 290-302.

252. Steffen PA, Ringrose L. 2014. What are memories made of? How Polycomb and Trithorax proteins mediate epigenetic memory. Nat Rev Mol Cell Biol 15: 340-356.

253. Szabo Q, Bantignies F, Cavalli G. 2019. Principles of genome folding into topologically associating domains. Sci Adv 5: eaaw1668.

254. Taillebourg E, Dura J-M. 1999. A novel mechanism for P element homing in Drosophila. Proc Natl Acad Sci 96: 6856-6861. http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.96.12.6856.

255. Tessarz P, Kouzarides T. 2014. Histone core modifications regulating nucleosome structure and

dynamics. Nat Rev Mol Cell Biol 15: 703-708.

256. Thiecke MJ, Wutz G, Muhar M, Tang W, Bevan S, Malysheva V, Stocsits R, Neumann T, Zuber J, Fraser P, et al. 2020. Cohesin-Dependent and -Independent Mechanisms Mediate Chromosomal Contacts between Promoters and Enhancers. Cell Rep 32: 107929.

257. Tie F, Banerjee R, Saiakhova AR, Howard B, Monteith KE, Scacheri PC, Cosgrove MS, Harte PJ. 2014. Trithorax monomethylates histone H3K4 and interacts directly with CBP to promote H3K27 acetylation and antagonize Polycomb silencing. Development 141: 1129-1139.

258. Tie F, Furuyama T, Prasad-Sinha J, Jane E, Harte PJ. 2001. The Drosophila Polycomb Group proteins ESC and E(Z) are present in a complex containing the histone-binding protein p55 and the histone deacetylase RPD3. Development 128: 275-86.

259. Tillib S, Petruk S, Sedkov Y, Kuzin A, Fujioka M, Goto T, Mazo A. 1999. Trithorax- and Polycomb-Group Response Elements within an Ultrabithorax Transcription Maintenance Unit Consist of Closely Situated but Separable Sequences. Mol Cell Biol 19: 5189-5202.

260. Torigoi E, Bennani-Baiti IM, Rosen C, Gonzalez K, Morcillo P, Ptashne M, Dorsett D. 2000. Chip interacts with diverse homeodomain proteins and potentiates Bicoid activity in vivo. Proc Natl AcadSci USA. 97:2686-91.

261. Tsai K-L, Yu X, Gopalan S, Chao T-C, Zhang Y, Florens L, Washburn MP, Murakami K, Conaway RC, Conaway JW, et al. 2017. Mediator structure and rearrangements required for holoenzyme formation. Nature 544: 196-201.

262. Ulianov S V., Khrameeva EE, Gavrilov AA, Flyamer IM, Kos P, Mikhaleva EA, Penin AA, Logacheva MD, Imakaev M V., Chertovich A, et al. 2016. Active chromatin and transcription play a key role in chromosome partitioning into topologically associating domains. Genome Res 26: 70-84.

263. Valenzuela L, Kamakaka RT. 2006. Chromatin insulators. Annu Rev Genet 40: 107-138.

264. van Steensel B, Furlong EEM. 2019. The role of transcription in shaping the spatial organization of the genome. Nat Rev Mol Cell Biol 20: 327-337.

265. Vassalli A, Feinstein P, Mombaerts P. 2011. Homeodomain binding motifs modulate the probability of odorant receptor gene choice in transgenic mice. Mol CellNeurosci 46: 381-396.

266. Vazquez J, Muller M, Pirrotta V, Sedat JW. 2006. The Mcp element mediates stable long-range chromosome-chromosome interactions in Drosophila. Mol Biol Cell 17: 2158-2165.

267. Vietri Rudan M, Barrington C, Henderson S, Ernst C, Odom DT, Tanay A, Hadjur S. 2015. Comparative Hi-C Reveals that CTCF Underlies Evolution of Chromosomal Domain Architecture. Cell Rep 10: 1297-1309.

268. Vinet L, Zhedanov A. 2011. A 'missing' family of classical orthogonal polynomials. J Phys A Math Theor 44: 085201.

269. Visvader JE, Mao X, Fujiwara Y, Hahm K, Orkin SH. 1997. The LIM-domain binding protein

Ldbl and its partner LMO2 act as negative regulators of erythroid differentiation. Proc Natl Acad Sci 94:13707-13712.

270. Wallace JA, Felsenfeld G. 2007. We gather together: insulators and genome organization. Curr Opin Genet Dev 17: 400-407.

271. Wang C, Lee JE, Lai B, Macfarlan TS, Xu S, Zhuang L, Liu C, Peng W, Ge K. 2016. Enhancer priming by H3K4 methyltransferase MLL4 controls cell fate transition. Proc Natl Acad Sci U S A 113:11871-11876.

272. Wang DC, Wang W, Zhang L, Wang X. 2019. A tour of 3D genome with a focus on CTCF. Semin Cell Dev Biol 90: 4-11.

273. Wang H, Kim J, Wang Z, Yan X-X, Dean A, Xu W. 2020. Crystal structure of human LDB1 in complex with SSBP2. Proc Natl Acad Sci 117: 1042-1048.

274. Wang J, Wu X, Wei C, Huang X, Ma Q, Huang X, Faiola F, Guallar D, Fidalgo M, Huang T, et al. 2018a. YY1 Positively Regulates Transcription by Targeting Promoters and Super-Enhancers through the BAF Complex in Embryonic Stem Cells. Stem Cell Reports 10: 1324-1339.

275. Wang Q, Sun Q, Czajkowsky DM, Shao Z. 2018b. Sub-kb Hi-C in D. melanogaster reveals conserved characteristics of TADs between insect and mammalian cells. Nat Commun 9: 188.

276. Weintraub AS, Li CH, Zamudio A V., Sigova AA, Hannett NM, Day DS, Abraham BJ, Cohen MA, Nabet B, Buckley DL, et al. 2017. YY1 Is a Structural Regulator of Enhancer-Promoter Loops. Cell 171: 1573-1588.e28.

277. Wen Z, Huang Z-T, Zhang R, Peng C. 2018. ZNF143 is a regulator of chromatin loop. Cell Biol Toxicol 34: 471-478. http://link.springer.com/10.1007/s10565-018-9443-z.

278. Whyte WA, Orlando DA, Hnisz D, Abraham BJ, Lin CY, Kagey MH, Rahl PB, Lee TI, Young RA. 2013. Master Transcription Factors and Mediator Establish Super-Enhancers at Key Cell Identity Genes. Cell 153: 307-319.

279. Wittkopp PJ, True JR, Carroll SB. 2002. Reciprocal functions of the Drosophila yellow and ebony proteins in the development and evolution of pigment patterns. Development 129: 1849-58.

280. Wolle D, Cleard F, Aoki T, Deshpande G, Schedl P, Karch F. 2015. Functional Requirements for Fab-7 Boundary Activity in the Bithorax. Mol Cell Biol 35: 3739-3752.

281. Wutz G, Vârnai C, Nagasaka K, Cisneros DA, Stocsits RR, Tang W, Schoenfelder S, Jessberger G, Muhar M, Hossain MJ, et al. 2017. Topologically associating domains and chromatin loops depend on cohesin and are regulated by CTCF, WAPL, and PDS5 proteins. EMBO J. 36:35733599.

282. Yang R, Kerschner JL, Gosalia N, Neems D, Gorsic LK, Safi A, Crawford GE, Kosak ST, Leir S-H, Harris A. 2016. Differential contribution of cis -regulatory elements to higher order chromatin structure and expression of the CFTR locus. Nucleic Acids Res 44: 3082-3094.

283. Yang Y, Zhang R, Singh S, Ma J. 2017. Exploiting sequence-based features for predicting enhancer-promoter interactions. Bioinformatics 33: i252-i260.

284. Ye B-Y, Shen W-L, Wang D, Li P, Zhang Z, Shi M-L, Zhang Y, Zhang F-X, Zhao Z-H. 2016. ZNF143 is involved in CTCF-mediated chromatin interactions by cooperation with cohesin and other partners. Mol Biol 50: 431-437.

285. Zabidi MA, Stark A. 2016. Regulatory Enhancer-Core-Promoter Communication via Transcription Factors and Cofactors. Trends Genet 32: 801-814.

286. Zentner GE, Tesar PJ, Scacheri PC. 2011. Epigenetic signatures distinguish multiple classes of enhancers with distinct cellular functions. Genome Res 21: 1273-1283.

287. Zhang Y, Mittal A, Reid J, Reich S, Gamblin SJ, Wilson JR. 2015. Evolving Catalytic Properties of the MLL Family SET Domain. Structure 23: 1921-1933.

288. Zhou J, Ashe H, Burks C, Levine M. 1999. Characterization of the transvection mediating region of the abdominal-B locus in Drosophila. Development 126: 3057-3065.

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

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

291. Zhou X, Xian W, Zhang J, Zhu Y, Shao X, Han Y, Qi Y, Ding X, Wang X. 2018. YY1 binds to the E3' enhancer and inhibits the expression of the immunoglobulin k gene via epigenetic modifications. Immunology 155: 491-498.

292. Zollman S, Godt D, Prive GG, Couderc JL, Laski FA, Privé GG, Couderc JL, Laski FA. 1994. The BTB domain, found primarily in zinc finger proteins, defines an evolutionarily conserved family that includes several developmentally regulated genes in Drosophila. Proc Natl Acad Sci U S A 91: 10717-10721.

293. Zolotarev N, Fedotova A, Kyrchanova O, Bonchuk A, Penin AA, Lando AS, Eliseeva IA, Kulakovskiy I V., Maksimenko O, Georgiev P. 2016. Architectural proteins Pita, Zw5,and ZIPIC contain homodimerization domain and support specific long-range interactions in Drosophila. Nucleic Acids Res 44: gkw371.

294. Zolotarev N, Maksimenko O, Kyrchanova O, Sokolinskaya E, Osadchiy I, Girardot C, Bonchuk A, Ciglar L, Furlong EEM, Georgiev P. 2017. Opbp is a new architectural/insulator protein required for ribosomal gene expression. Nucleic Acids Res 45: 12285-12300.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему учителю и научному консультанту Павлу Георгиевичу Георгиеву за всестороннюю поддержку, помощь на всех этапах работы и за обеспечение благоприятных условий для научных исследований.

Я хочу поблагодарить Оксану Максименко за дружескую поддержку и возможность проконсультироваться по различным методическим и организационным вопросам.

Отдельную благодарность автор приносит Полу Шедлу (Университет Принстона) за коллаборацию, возможность обсуждения результатов и помощь в написании статей.

Автор благодарит всех сотрудников, аспирантов и студентов Лаборатории регуляции генетических процессов, бывших и нынешних, без которых эта работа не могла быть выполнена.

Особую благодарность автор приносит Мельниковой Ларисе Сергеевне за ценные замечания по оформлению диссертации.

Особые слова благодарности автор приносит своей семье за поддержку.