Цис- и транс-эффекты положения гена у Drosophila melanogaster: влияние хромосомных перестроек на репликацию и экспрессию генов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.00.03, кандидат биологических наук Абрамов, Юрий Александрович

• Абрамов, Юрий Александрович
• кандидат биологических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Абрамов, Юрий Александрович

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

1.1. Актуальность проблемы.

1.2. Задачи исследования.

1.3. Научная новизна результатов исследования.

1.4. Практическая ценность.

1.5. Апробация работы.

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

2.1. Особенности репликации и «недорепликации» гетерохроматина в слюнных железах D. melanogaster.

2.1.1. Недопредставленностъ гетерохроматиновых последовательностей в политенных хромосомах.

2.1.2. Клеточный цикл и недорепликация гетерохроматина.

2.1.2.1. Ориджины репликации эукариот.

2.1.2.2. ORC и пререпликативный комплекс.

2.1.2.3. Репликация, транскршщия и ORC.

2.1.2.4. ORC, роль в инициации репликации, цитокинезе и сайленсинге.

2.1.2.5. ORC и гетерохроматин.

2.1.2.6. ORC и политенные хромосомы.

2.1.3. Нарушения политенизации эухроматинового района, вызванные эу-гетерохроматиновыми перестройками. Изменение свойств эухроматина при эффекте положения мозаичного типа.

2.1.4. Повторы Stellate, особенности регуляции экспрессии, недорепликация гетерохроматиновых повторов.

2.2. Транс-эффекты положения, вызванные эу-гетерохроматиновыми перестройками.

2.2.1. Модели инактивации при эффекте положения.

2.2.2. "Затягивание " эухроматинового гена в гетерохроматиновый компартмент ядра.

2.2.3. Хромосома bwD вызывает инактивацию инсерций репортёрного гена mini-white, находящихся на оппозитной нормальной хромосоме.

3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.

3.1. Линии Drosophila и генетические скрещивания.

3.1.1. Линии с хромосомными перестройками - ml41, ml00, г 16, г4, г20, г24 — производными эу-гетерохроматиновой инверсии ln(lLR)pn2a.

3.1.2. Линии и скрещивания для исследования влияния хромосомы 1п(2)А4 и [1п(2)А4]* на транс-инактивацию трансгенов.

3.1.3. Линии и скрещивания для исследования влияния модификаторов эффекта положения на транс-инактивацию трансгенов.

3.1.4. Получение хромосомы [1п(2)А4]*.

3.2. Молекулярные методы.

3.2.1. Использованные праймеры.

3.2.2. Гибридизация ДНК-ДНК in situ.

3.2.2.1. Приготовление биотинилированных зондов для гибридизации in situ.

3.2.1.2. Приготовление давленых препаратов политенных хромосом слюнных желез.

3.2.1.3. Проведение гибридизации in situ.

3.2.2. Определение цитологических сайтов гибридизации.

3.2.3. Флуоресцентная in situ ДНК-ДНК гибридизация (FISH) с ядрами политенных хромосом.

3.2.4. Выделение плазмидной ДНК.

3.2.5. Выделение геномной ДНК Drosophila.

3.2.6. Выделение ДНК из слюнных желез D. melanogaster.

3.2.7. Рестрикция ДНК.

3.2.8. Гель-электрофорез ДНК.

3.2.9. Выделение ДНК из легкоплавких агарозных гелей.

3.2.10. Southern-блот гибридизация.

3.2.10.1. Перенос ДНК из агарозных гелей на нитроцеллюлозный фильтр.

3.2.10.2. Мечение ДНК методом рассеянной затравки.

3.2.10.3. Гибридизация с меченым зондом.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.

4.1. Эу-гетерохроматиновые перестройки препятствуют недорепликации близлежащего гетерохроматина в политенных хромосомах.

4.1.1. Эу-гетерохроматиновая перестройка In(lLR)pn2a и ее производные.

4.1.2. Получение хромосом Df(l)hSte и Df(l)12.

4.1.3. Создание рекомбинантных хромосом, производных перестроек ml 00 и ml41, лишенных значительной части гетерохроматинового блока X-хромосомы.

4.1.4. Картирование рестриктных фрагментов кластера гетерохроматиновых повторов Stellate.

4.1.5. Гетерохроматиновые фрагменты Stellate реплицируются в политенных хромосомах отдельных перестроек.

4.1.6. Гетерохроматин гомологичной Х-хромосомы, таю/се как и Y-хромосома, вызывают транс-эффекты, способствующие репликации гетерохроматиновых повторов Stellate в эу-гетерохроматиновых перестройках.

4.1.7. Обсуждение результатов.

4.2. Транс-эффекты положения, вызванные эу-гетерохроматиновой инверсией In(2)A4.

4.2.1. Получение хромосомы с инверсией 1п(2)А4.

4.2.2. Фенотип особей, несущих хромосому с инверсией 1п(2)А4.

4.2.3. Картирование и структура инверсии 1п(2)А4.

4.2.4. Хромосома 1п(2)А4 способна индуцировать транс-инактивацию трансгенов mini-white, располагающихся в районе 39А-Е хромосомы 2.

4.2.5. Транс-инактивация трансгенов mini-white, располагающихся в районе 39А-Е хромосомы 2 является прерывистой.

4.2.6. Транс-инактивация инсерций сопровождается их попаданием ("затягиваниел4") в гетерохроматиновый компартмент.

4.2.7. Гены-модификаторы эффекта положения и транс-инактивация гена mini-white, хромосомами [1п(2)А4]* и 1п(2)А4.

4.2.8. Обсуждение результатов.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Цис- и транс-эффекты положения гена у Drosophila melanogaster: влияние хромосомных перестроек на репликацию и экспрессию генов»

Общая характеристика работы 1.1. Актуальность проблемы Исследование эффектов положения гена, начатые в 30-х годах XX века Мёллером, сохраняют актуальность и в настоящее время, поскольку затрагивают вопрос о роли геномного окружения в регуляции экспрессии генов. Специальный интерес представляет изучение роли гетерохроматина в инактивации генов, перемещённых в гетерохроматин или оказавшихся вблизи гетерохроматина. В этом случае наблюдается эпигенетическая, клонально наследуемая, инактивация генов. Характер процесса инактивации зависит от природы близлежащего гетерохроматина, вызывающего с/-инактивацию близлежащих эухроматиновых генов. При исследовании с/я-инактивации, вызванной гетерохроматином, обычно вне поля зрения остается вопрос о том, как при перестройках меняются В свойства и эу-гетерохроматиновых характеристики характера функциональные исследуется гетерохроматина. настоящей работе изменение репликации гетерохроматина при разрыве гетерохроматинового блока, в результате которого один участок гетерохроматина перемещается в эухроматин, а другой оказывается в непосредственном соседстве с эухроматином. Особый интерес внедрением представляет явление транс-инактивации, обусловленное в эухроматин и сопровождающееся trans- гетерохроматина инактивацией гена в гомологичном районе оппозитной хромосомы. Такой случай транс-инактивации, обусловленный эу-гетерохроматиновой перестройкой, детально изучен только на примере так называемого доминантного эффекта положения в гене описывалась bw (bwD). Природа транс-инактивации на примере гена bw «затягивания» близлежащих к гетерохроматину гомологичной как результат генов эухроматиновых и конъюгирующих с ними участков хромосомы в гетерохроматиновый компартмент ядра (Henikoff and Dreesen 1989). В данной работе подробно изучен второй случай транс-инактивации, вызванной эугетерохроматиновой инверсией. 1.2. Задачи исследования Целью настоящей работы являлось исследование цис- и транс-эффектов положения с использованием генетических моделей, полученных в лаборатории биохимической генетики животных Отдела молекулярной генетики клетки ИМГ РАН. Были поставлены следующие задачи: 1. Исследовать возможность репликации гетерохроматина в политенных хромосомах в случае перестроек. 2. Изучить транс-действие эу-гетерохроматиновых на репликацию гетерохроматина гетерохроматиновых повторов Stellate, перенесённых в эухроматин. 3. Описать систему транс-инактивации генов, вызванную инверсией, в которой участок эухроматина ограничен гетерохроматиновыми блоками. 4. Исследовать роль известных гетерохроматиновых белков в процессе транс-инактивации эухроматина в оппозитной хромосоме. 1.3. Научная новизна результатов исследования В этой работе на молекулярном уровне показана репликация гетерохроматиновых блоков, в норме отсутствующих в политенных хромосомах, в эу-гетерохроматиновых перестройках. Обнаружено, что цис-эффект близлежащего эухроматина распространяется блока. от эу-гетерохроматиновой транс-действие границы внутрь на гетерохроматинового Показано гетерохроматина репликацию блоков гетерохроматина, перенесенных в эухроматин политенных хромосома: удаление большей части гетерохроматина Х-хромосомы восстанавливало свойственную гетерохроматину, нормальную недорепликацию фрагмента гетерохроматина, перенесённого в эухроматин, тогда как введение Yхромосомы снова приводило к репликации фрагмента гетерохроматина в перестройках. Описана инактивация эухроматиновых генов хромосомы 2, оказавшихся в результате эу-гетерохроматиновой инверсии в участке эухроматина, ограниченного блоками гетерохроматина. Показано, что инверсия вызывает транс-инактивацию области эухроматиновых генов (-600 т.н.п.) оппозитной хромосомы. Обнаружена прерывистость хромосомы. в распространении что транс-инактивации ключевой белок генов гомологичной Показано, гетерохроматина, гистонметилтрансфераза, кодируемый геном Su(var)3-9, не влияет на процесс транс-инактивации, сайленсинга что говорит об особом то же типе время гетерохроматинового другие известные при транс-инактивации. В модификаторы эффекта положения Sn(var)3-7 содержащий цинковые пальцы), 1, регулирующая Su(var)3-6 (ДНК-связывающий белок, субъединица (каталитическая протеинфосфатазы конденсацию хроматина в интерфазе), 5и(уаг)5-/(эухроматиновая H3-S10 киназа), Su(var)2-5 (НР1), e(y)3ul (активатор транскрипции эухроматиновых генов, репрессирует транскрипцию трансгенов в гетерохроматине) супрессируют транс-инактивацию трансгенов. 1.4. Практическая ценность Полученные данные могут быть использованы в биомедицинских исследованиях, в том числе и в изучении природы заболеваний человека, включая канцерогенез, когда причиной патологии являются хромосомные перестройки, сопровождающиеся сайленсингом генов. 1.5. Апробация работы Работа апробирована на лабораторном семинаре в отделе молекулярной генетики клетки (ОМГК) ИМГ РАН, на учёном совете ИМГ РАН и в Институте молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН. Данные, представленные в работе, докладывались на конференциях молодых учёных «Будущее молекулярной генетики» Москва). Объем диссертации Материал диссертации изложен на 102 страницах 158 работ. машинописного текста, (ИМГ, 2004, 2006), на седьмой конференции по изучению гетерохроматина (Италия, 2003) и на третьем съезде ВОГиС (6-12 июня. 2004. содержит 16 рисунков и 2 таблицы. СПИСОК_ЛИТЕРАТУРЫ состоит из Обзор литературы 2.1. Особенности репликации и «недорепликации» гетерохроматина в слюнных железах D. melanogaster Известно, что при политенизации хромосом в клетках слюнных желез дрозофилы результате происходит «недорепликация» гетерохроматиновых районов. В прицентромерные районы хромосом и области так называемого интеркалярного гетерохроматина «недопредставлены» в политенных хромосомах; (Zhimulev 1998; Zhimulev, Belyaeva et al. 2003). Изучение особенностей репликации ДНК в политенных хромосомах представляет значительный интерес не только как повод для исследования явления «недорепликации» гетерохроматина в этих специализированных структурах, но и как методический подход для геномного анализа процессов эпигеномного сайленсинга и выявления взаимодействий между эухроматиновым и гетерохроматиновым компартментами генома эукариот. Было показано, что инактивация генов при эффекте положения, вызванных близлежащим гетерохроматином, наблюдаемая в диплоидных соматических клетках, тесно коррелирует как с запаздыванием репликации близлежащих эухроматиновых районов (Ananiev and Gvozdev 1974; Gvozdev, Ananev et al. 1980) так и с их недорепликацией в политенных хромосомах (Karpen and Spradling 1990; Lavrov, Tolchkov et al. 1998). Таким образом, между эпигеномным сайленсингом эухроматиновых генов в соматических клетках и нарушениями репликации наблюдалась тесная корреляция. Более того, анализ районов недорепликации в политенных хромосомах по всему геному D.melanogaster, проведенный в лаборатории И.Ф. Жимулева, обнаружил тесную связь между участками поздней репликации и недорепликации и областями тканеспецифичной транскрипции (Zhimulev, Belyaeva et al. 2003). Оказалось, что «педореплицированные» в политенных хромосомах районы являются поздно реплицирующимися в культивируемых клетках дрозофилы. Кроме того, авторы обнаружили, что заметная часть этих районов соответствует транскрипционным территориям, экспрессирующимся в семенниках, но не в яичниках или эмбрионах. Таким образом, анализ репликации политенных хромосом обнаруживает корреляции между особенностями репликации специализированных участков хромосом и тканеспецифичной экспрессией этих районов в других тканях. Этот вывод касается районов интеркалярного гетерохроматина, рассеянных по длине хромосом 8 (Schubeler, Scalzo et al. 2002; Belyakin, Christophides et al. 2005). Однако вопрос о «недорепликации» гетерохроматина прежде всего касается прицентромерного гетерохроматина, обогащенного сателлитными ДНК, мобильными элементами и другими повторами. Причины и механизмы недорепликации этих районов остаются загадочными. Можно предполагать, что эти участки, необходимые для процессов сегрегации хромосом, также, утрачиваются что эти районы как бесполезные за при эндорепликации. Известно отвечают явление мейотического драйва преимущественной передачи одной из гомологичных хромосом (Peacock, Miklos et al. 1975; МсКее 1998). В то же время известны «гетерохроматиновые гены», как например, ген light, локализованный в гетерохроматине D. melanogaster, кодирующий цинк зависимую убиквитин-лигазу, активируемую митогенными факторами (Devlin, Bingham et al. 1990; Yasuhara and Wakimoto 2008). Интересно, что соответствующий фрагмент генома защищен от недорепликации в политенных хромосомах и легко детектируется методом гибридизации in situ (Yasuhara and Wakimoto 2008). Этот пример еще раз иллюстрирует разнокачественность молекулярной природы ДНК конститутивного гетерохроматина дрозофилы, которая может коррелировать с избирательностью процесса недорепликации. Области недорепликации границами, могут регулироваться были бы существующими гипотетическими которые должны находиться в зонах перехода центромерный гетерохроматин эухроматин. Вопрос о том, как изменяется недорепликация гетерохроматина при нарушении гипотетической границы или, проще, при эу гетерохроматиновых перестройках, практически не был изучен. Учитывая вышеприведенные ссылки на роль и мейотическом драйве, обратим типа исследований. Что касается гетерохроматина в сегрегации хромосом внимание на актуальность подобного исследования гетерохроматина Х-хромосомы, то в его дистальной части находится локус АВО, определяющий правильность первых делений ядер после оплодотворения, однако механизмы этого воздействия остаются загадочными (Pimpinelli, Sullivan et al. 1985; Tomkiel, Fanti et al. 1995; Popkova, Tolchkov et al. 2004). Нельзя исключить, что специфическая структура хроматина этого локуса, характер его репликации и экспрессии могут изменяться при эу— гетерохроматиновых перестройках, нарушающих природную границу эухроматина и гетерохроматина. Учитывая вышеизложенное, в литературном обзоре будут рассмотрены вопросы, касающиеся особенностей репликации и недорепликации гетерохроматина в слюнных железах..1.1. Недопредставленность гетерохроматиновых последовательностей в политенных хромосомах При образовании политенных хромосом в слюнных железах происходит 10 циклов эндорепликации генома без деления клетки. Амшшфицируются главным образом эухроматиновые последовательности, тогда как количество некоторых гетерохроматиновых последовательностей, в частности сателлитной ДНК, практически не увеличивается. Это явление было описано как «недорепликация» (underreplication) или «недопредставленность» Glaser, Leach et al. также 1997; Zhimulev 1999). так гетерохроматина (Rudkin 1969; В политенных хромосомах точки обнаруживаются многочисленные, называемые, слабые интеркалярного хроматина, для которых показана недорепликация хроматина (Laird and Lamb 1988). Недорепликация основной части гетерохроматина в слюнных железах дрозофилы обсуждается как остановка/обрыв репликации гетерохроматиновой ДНК в конце S-фазы дупликации ДНК (Leach, Chotkowski et al. 2000). Факт недопредставленности гетерохроматина в политенных хромосомах ряда тканей Drosophila melanogaster был установлен в ходе исследований, в которых определялась кратность количества ДНК в последовательных циклах репликации. Было установлено, что количество ДНК с каждым циклом репликации увеличивается не в два раза, а на некую меньшую величину (Rudkin 1969). Это можно объяснить, предположив, что в ходе S-фазы 20-30 процентов генома не реплицируется. Как цитологические наблюдения, так и эксперименты с применением цитофотометрии и молекулярных методов свидетельствуют о том, что недополитенизируются последовательности, входящие в состав гетерохроматина. Гетерохроматин дрозофилы состоит из протяженных блоков простых повторов, перемежающихся островками более сложной ДНК умеренными повторами разных типов и уникальными последовательностями (Le, Duricka et al. 1995; Dimitri, Corradini el al. 2005). В состав гетерохроматина входят также несколько типов тандемных повторов, имеющих специализированные функции. К числу таких повторов относятся кластер рибосомных генов в Х-хромосоме, локус Stellate(X)/Su(Ste)(Y), влияющий на фертилыюсть самцов, элемент Responder (гетерохроматин второй хромосомы), компонент системы SD-Responder, а также факторы фертильности самцов из Y-хромосомы, некоторые из которых представлены блоками коротких тандемных повторов (Pimpinelli, Sullivan et al. 1985; Sullivan and Pimpinelli 1986). Наконец, в состав гетерохроматина входят 10 уникальные последовательности, в частности ряд генов (light, rolled, cubitus interruptus и др.) (Gatti and Pimpinelli 1992; Williams and Robbins 1992; Weiler and Wakimoto 1995; Dimitri, Corradini et al. 2005; Rossi, Moschetti et al. 2007). Различные компоненты гетерохроматина представлены в политенных хромосомах в разной степени. Уже достаточно давно существует представление о двух типах гетерохроматина а и р. При этом считается, что а гетерохроматин представлен в основном сателлитами, гетерохроматин политенизирован и сильно недополитенизирован, а р и образует видимую массу нормально хромоцентра на препаратах политенных хромосом. р-Гетерохроматин считается состоящим преимущественно последовательности из ухмеренных повторов. Предполагалось, что буферную зону между р гетерохроматина образуют эухроматином и истинным а гетерохроматином (Zhimulev 1998). Исследования на молекулярном уровне показали, что сателлитные ДНК действительно сильно недопредставлены в составе гетерохроматина. С помощью метода гибридизации in situ удалось показать, что сателлит AAGAG в политенных хромосомах слюнных желез недопредставлен примерно в 60 раз (Hammond and Laird 1985). Недопредставленность сателлитов описана для разных типов политенных тканей, а также у разных видов двукрылых (обзор см.) (Gatti and Pimpinelli 1992; Zhimulev 1998; Grewal and Elgin 2002). Сателлитами обогащен проксимальный район гетерохроматина, содержащий некоторые специфические, характерные только для этого района белки, например, AT-hook protein Dl, специфически взаимодействующий с АТ-сателлитами в прицентромерном гетерохроматине (Aulner, Monod et al. 2002). Тандемные повторы других типов также обычно недополитенизируются. Количество генов рДНК (18S+28S) в политенных хромосомах слюнных желез по отношению к эухроматину примерно в 5 раз меньше, чем в диплоидной ткани. Таким образом, гены рДНК в политенных хромосомах недопредставлены, хотя и в меньшей степени, чем сателлиты. При этом в клетках имеется система контроля, обеспечивающая определенное содержание генов рДНК. Особенностью рибосомной РНК является репликацию наличие разных механизма, единиц генов обеспечивающего генов. Так, дифференциальную кластера транскрипционно-активные (не нарушенные инсерциями) копии реплицируются в большей степени по сравнению с инактивированными. Кроме того, часто повторы одного кластера реплицируются значительно сильнее, чем повторы гомологичного кластера с соседней хромосомы (X или Y), в ряде случаев подитенизируется только 11 один ядрышковый организатор (Endow and Glover 1979; Endow 1982; de Cicco and Glover 1983). Нарушения диметилирования H3K9 или механизма РНК- интерференции приводили к появлению экстрахромосомных кольцевых копий рДНК и увеличению числа ядрышковых организаторов в клетках слюнных желез (Peng and Karpen 2007). Относительно уровня представленности повторов Responder данных нет, гены же из гетерохроматинового кластера Stellate сильно недопредставлены в политенных хромосомах слюнных желез по сравнению с генами из второго имеющегося в геноме дрозофилы кластера, распложенного в эухроматине Xхромосомы. Гены Sn(Ste) из Y-хромосомы также недопредставлены. Помимо тандемных повторов, гетерохроматин представлен т. н. сложной ДНК. (Le, Duricka et al. 1995). Это обычно умеренные повторы разных типов, не образующие встроившихся кластеров, друг в но друга часто образующие протяженные а также участки из мобильных элементов, уникальные последовательности, например функциональные гены. Элементы этой группы политенизируются в составе гетерохроматина по-разному. Ряд мобильных элементов недопредставлен в случае локализации в гетерохроматине (Nurminskii and Shevelev 1992; Nurminsky, Shevelyov et al. уникальных 1994). С другой стороны, генов могут быть последовательности гетерохроматиновых представлены практически полностью (Rossi, Moschetti et al. 2007). Например, полностью политенизируются в составе прицентромерного гетерохроматина хромосомы 2 D.melanogaster последовательности гена light (Devlin, Bingham et al. 1990) и rolled (Berghella and Dimitri 1996). Особый интерес представляет сопоставление свойств гомологичных генов, находящихся в разных геномных компартментах эухроматине и перемещении в гетерохроматине. Эухроматиновые гены при как правило, недореплицируются и гетерохроматин, репрессируются (Belyaeva, Demakova et al. 1993; Weiler and Wakimoto 1995; Elgin 1996; Zhimulev 1998; генов и Ebert, в Schotta et al. не 2004). всегда DeCrease Однако перемещения их В эухроматиновых инактивацией гетерохроматин сопровождаются et al. 2005). недорепликацией (Yasuhara, гетерохроматине эукариот обнаруживается большое количество жизненноважных генов (Rossi, Moschetti et al. 2007). Яркий пример эволюция жизненноважного гена It: в геномах всех дрозофил ид, кроме D.melanogaster, ген It локализован в эухроматине и только в геноме D.melanogaster в гетерохроматине. Предполагается, что переход из эу- в гетерохроматин произошел около 20 млн лет тому назад в 12 составе большого хромосомного сегмента (около 600 т.н.п.), включающего одиннадцать белок-кодирующих генов. Для семи из них, включая ген It, в эухроматине D. psendoobscura обнаружены ортологи в составе одной непрерывной последовательности величиной более 200 кв. Существование эуи гетерохроматиновых ортологов гена позволило выявить различия в генах, находящихся в разных хроматиновых компартментах. В блоке, перемещенном в гетерохроматин, не произошла амплификация последовательностей, кодирующих специфические белки. Показано, что область промотора оу- и гетерохроматиновых ортологов гена It наиболее консервативна, однако в случае гетерохроматиновой локализации гена It в геноме D.melanogaster произошло насыщение района, прилегающего к промотору, повторами и мобильными элементами. Предполагается, что увеличение этой области привело к изменению регуляторной зоны, увеличению расстояния между энхансером и промотором, формированию новой, отличающейся от эухроматинового ортолога и специфичной для гетерохроматина, регуляции экспрессии. Предложена модель позитивного участия гетерохроматиновых гетерохроматиновых эпигенетическая повторов белков в и мобильных элементов, а также формировании активного экспрессии генов, гетерохроматина, находящихся в модель активации гетерохроматине (Yasuhara, DeCrease et al. 2005). Предполагается, что именно гетерохроматиновые белки способствуют активации гена в геноме D. melanogaster, сближая энхансерные районы и промотор (Yasuhara, DeCrease et al. 2005). Парадоксальное участие гетерохроматиновых белков НР1 и Su(var) в активации гетерохроматиновых генов показано и в других случаях (Dimitri, Corradini et al. 2005). Исследование распределения модифицированных гистонов в экспрессируемых гетерохроматиновых эмбрионах с помощью хроматиновой содержание НЗК9те2 генах It и concertina в нормальных иммунопреципитации, показало, что незначительно в области 5-концов транскрибируемых гетерохроматиновых генов и увеличивается к 3-концу. В то же время, содержание маркеров активного хроматина НЗК4те2 и ацетилированных форм гистона НЗ (H3K9/14acet) в области 5-концов транскрибируемых гетерохроматиновых генов и concertina увеличено и снижалось к 3-концу. Профиль распределения НЗК9те2 в экспрессируемых гетерохроматиновых генах нормальных эмбрионов отличался от распределения НЗК9те2 в эухроматиновых генах, в которых содержание НЗК9те2 оставалось незначительным по всей длине генов, в то время как содержание маркеров активного хроматина, ацетилированных форм гистона НЗ 13 (H3K9/14acet), обнаруживалось высоким в области 5-концов транскрибируемых генов независимо от локализации в эухроматине или гетерохроматине (Yasuhara and Wakimoto 2008). Гены rolled и light экспрессируются в гетерохроматине и имеют нуклеосомную структуру, характерную для эухроматиновых генов, менее регулярную, чем типичные области прицентромерного гетерохроматина (Yasuhara, DeCrease et al. 2005). Возможно, именно с особенностью нуклеосомной структуры генов rolled и light связана репликация и представленность этой области в хромоцентре слюнных желез. В двух работах (Zhang and Spradling 1995; Wallrath, Guntur et al. 1996) исследовалась степень представленности ДНК в местах интеграции Р-элементов в гетерохроматиновые районы. В работе (Zhang and Spradling 1995) приводятся данные по 9 инсерциям в Y-хромосому и по 8 инсерциям в разные сайты аутосомного гетерохроматина. Результаты исследований последовательностей в сайтах интеграции показали, что большинство инсерции повторы разных типов либо в неидентифицированные попало в умеренные последовательности сложной природы. Инсерции непосредственно в сателлитную ДНК обнаружено не было, но некоторые инсерции находились далеко от р гетерохроматина и достаточно близко к известным блокам сателлита. Тем не менее, только инсерции в Y-хромосому были сильно (более чем в 20 раз) недопредставлены, тогда как в случае инсерции в аутосомный гетерохроматин заметной недопредставленности обнаружено не было. В работе (Wallrath, Guntur et al. 1996) в аналогичной системе из пяти инсерции в прицентромерный гетерохроматин в двух инсерциях недопредставленность ДНК незначительна, в трех ДНК недополитенизирована от 4 до 33 раз (Wallrath, Guntur et al. 1996). Можно было бы предположить, что степень недопредставленности гетерохроматиновых последовательностей зависит от их типа тандемные повторы недопредставлены, тогда как сложная ДНК реплицируется в большей степени. Однако представляется, что это не совсем так. Хотя сателлиты действительно сильно недопредставлены, степень амплификации сложной ДНК гетерохроматина сильно варьирует. Если ген rolled и некоторые инсерции в работах Цанга и Валлраф представлены в той же степени, что и эухроматин, то ряд сложных последовательностей из дистального Х-гетерохроматина сильно недопредставлены (Nurminskii and Shevelev 1992; Shevelyov 1992; Tulin, Kogan et al. 1997). До недавнего времени существовало представление, согласно которому гетерохроматин недореплицирован целиком, за исключением Р-гетерохроматина, 14 который формирует переходную зону между эухроматином и а-гетерохроматином. Однако данные по репликации гетерохроматиновых генов типа light и rolled и инсерций Р-элемента в гетерохроматин позволяют предположить, что разные участки гетерохроматина реплицируются в разной степени, при этом островки сложной ДНК могут полностью политенизироваться, даже будучи локализованы глубоко в гетерохроматине. По мнению Цанга и Спрадлинга (Zhang and Spradling 1995), подобные политенизированные уникальные и умеренно повторенные последовательности выпетливаются, формируя р-гетерохроматин. Таким образом, р-гетерохроматин не обязательно образует переходную зону между эухроматином и а-гетерохроматином. Не исключено, что элементы р-гетерохроматина образуют островки, рассеянные по прицентромерному гетерохроматину. Механизм иедорепликации при политенизации остается невыясненным. Неясно, что собою представляют барьеры для репликации, какова природа точек, в которых происходит остановка репликации и определяется ли прекращение репликации определенными последовательностями ДНК или структурами более высокого порядка. Вопрос о механизме и регуляции иедорепликации остается невыясненным. Определенным прорывом в этой области исследований является обнаружение в лаборатории И.Ф.Жимулева гена SuUR (suppressor of underreplication) (Belyaeva, Zhimulev et al. 1998), мутации в котором приводят к частичному подавлению иедорепликации интеркалярного и некоторых районов прицентромерного гетерохроматина (Belyaeva, Zhimulev et al. 1998; Zhimulev, Makunin et al. 2000; Makunin, Volkova et al. 2002; Zhimulev and Belyaeva 2003; Zhimulev, Belyaeva et al. 2003). Локус Su(UR)ES (suppresser of underreplication) картирован в районе 68A3-B4. Мутация Su(UR) в гетерозиготе приводила к частичному подавлению иедорепликации прицентромерного и интеркалярного гетерохроматина, блоков способствовала возникновению в политенных эухроматинизации хромосомах районов. интеркалярного гетерохроматина, этих (Belyaeva, Zhimulev et al. 1998; Makunin, Volkova et al. 2002). Гомозиготы демонстрируют увеличение содержания рДНК в политенных хромосомах слюнных желез, а также ряд морфологических изменений структуры политенных хромосом. В частности, на месте прицентромерного гетерохроматина хромосомы 3 появляется район с обычной эухроматиновой организацией. Наблюдается 1.688 увеличение сколь-нибудь содержания а-гетерохроматина, но содержание сателлита заметно не увеличено. Напротив, увеличение дозы Su(UR) в трансгенных линиях мух усиливало недорепликацию и сопровождалось увеличением районов 15 недорепликации в политенных хромосомах (Zhimulev, Belyaeva el al. 2003). Показана локализация хромосомного белка, супрессора недорепликации Su(UR), на политенных хромосомах слюнных желез в районах поздней репликации, прицентромерном хроматине и большом количестве точек интеркалярного гетерохроматина (Belyaeva, Zhimulev et al. 1998; Makunin, Volkova et al. 2002; Zhimulev, Belyaeva et al. 2003; Tchurikov, Kretova et al. 2004). Очевидно, что ген Sn(UR) контролирует репликацию интеркалярного PI прицентромерного гетерохроматина в слюнных железах (Kolesnikova, Makunin et al. 2005). Возможно, хромосомный белок Sn(UR) специфически останавливает репликацию прицентромерного и интеркалярного гетерохроматина в слюнных железах. Ген Su(UR) был клонирован, кодируемый им белок содержит в N-концевой части АТФаза/хеликазный SNF2/SW12 Kolesnikova, домен, обнаруживаемый в активаторах транскрипции (Makunin, Volkova et al. 2002; Zhimulev, Belyaeva et al. 2003; Makunin et al. 2005), и последовательность, гомологичную бромодомену (Tchurikov, Kretova et al. 2004). Локализация белка совпадает с поздно реплицирующимися районами интеркалярного гетерохроматина (Belyaeva, Zhimulev et al. 1998; Makunin, Volkova et al. 2002; Zhimulev, Belyaeva et al. 2003; Tchurikov, Kretova et al. 2004). Ген Su(UR) является пока единственным примером хромосомного белка, специфически предотвращающего репликацию в районах поздней репликации в слюнных железах дрозофилы, но механизм его действия остается невыясненным. Показано, что в случае разрывов в дистальном гетерохроматине Х-хромосомы на фоне двойных мутаций Su(UR) Su(var)3-9 в отсутствие SU(VAR)3-9 из хромоцентра почти исчезает НР1 и происходит сильная локальная декомпактизация гетерохроматина секций h26 h28 с образованием псевдопуффов (Demakova, Pokholkova et al. 2007). Пуффированный район характеризовался не только уникальной морфологией. В нем не обнаруживались белковые компоненты, характерные для активного хроматина, поэтому он назван псевопуффом, однако обнаруживались белки, специфичные для гетерохроматина, такие как SU(VAR)3-7 и SU(UR), пониженное содержание НР1и НР2. и, в Псевдопуффы реплицировались до следовательно, недорепликация начала репликации гетерохроматина, ДНК, входящих последовательностей псевдопуфф, супрессировалась мутацией Su(var)3-9 нарушающей метилирование гистона НЗК9 и компактизацию гетерохроматина. Разрывы в проксимальном гетерохроматине Х-хромосомы в тех же условиях на фоне мутаций Su(UR) Su(var)3-906 не приводили к образованию псевдопуффов, что указывает на то, что, 16 белковые компоненты дистального и проксимального гетерохроматина отличаются и

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Абрамов, Юрий Александрович, 2008 год

1. Alatortsev, V. E., 1. A. Kramerova, et al. (1997). "Vinculin gene is non-essential in Drosophila melanogaster." FEBS Lett 413(2): 197-

2. Altaian, A. L. and E. Fanning (2004). "Defined sequence modules and an architectural element cooperate to promote initiation at an ectopic mammalian chromosomal replication origin." Mol Cell Biol 24(10): 4138-

3. Ananiev, E. V. and V. A. Gvozdev (1974). "Changed pattern of transcription and replication in polytene chromosomes of Drosophila melanogaster resulting from euheterochromatin rearrangement." Chromosoma 45(2): 173-

4. Araki, M., R. P. Wharton, et al. (2003). "Degradation of origin recognition complex large subunit by the anaphase-promoting complex in Drosophila." Embo J 22(22): 611

5. Aravin, A. A., N. M. Naumova, et al. (2001). "Double-stranded RNA-mediated silencing of genomic tandem repeats and transposable elements in the D. melanogaster germline." CurrBiol 11(13): 1017-

6. Asano, M. and R. P. Wharton (1999). "E2F mediates developmental and cell cycle regulation of ORC1 in Drosophila." Embo J 18(9): 2435-

7. Ashburner, M. (1989). Drosophila. A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor Laboratory Press. Aulner, N., С Monod, et al. (2002). "The AT-hook protein Dl is essential for Drosophila melanogaster development and is implicated in position-effect variegation." Mol Cell Biol 22Г4): 1218-

8. Badugu, R., M. M. Shareef, et al. (2003). "Novel Drosophila heterochromatin protein 1 (HPl)/origin recognition complex-associated protein (HOAP) repeat motif in HP1/HOAP interactions and chromocenter associations." J Biol Chem 278(36): 34491-

9. Balakireva, M. D., Y. Shevelyov, et al. (1992). "Structural organization and diversification of Y-linked sequences comprising Su(Ste) genes in Drosophila melanogaster." Nucleic Acids Res 20(14): 3731-6. 90

10. Bell, S. P. (1995). "Eukaryotic replicators and associated protein complexes." Curr Qpin Genet Dev 5(2): 162-

11. Bell, S. P. and A. Dutta (2002). "DNA replication in eukaryotic cells." Annu Rev Biochem 71: 333-

12. Bell, S. P., R. Kobayashi, et al. (1993). "Yeast origin recognition complex functions in transcription silencing and DNA replication." Science 262(5141): 1844-

13. Bell, S. P., J. Mitchell, et al. (1995). "The multidomain structure of Orclp reveals similarity to regulators of DNA replication and transcriptional silencing." Cell 83(4): 563-

14. Belotserkovskaya, R. and D. Reinberg (2004). "Facts about FACT and transcript elongation through chromatin." Curr Qpin Genet Dev 14(2): 139-

15. Belyaeva, E. S., O. V. Demakova, et al. (1993). "Cytogenetic and molecular aspects of position-effect variegation in Drosophila melanogaster. V. Fleterochromatin-associated protein HPl appears in euchromatic chromosomal regions that are inactivated as a result of position-effect variegation." Chromosoma 102(8): 583-

16. Belyaeva, E. S., I. F. Zhimulev, et al. (1998). "Su(UR)ES: a gene suppressing DNA underreplication in intercalary and pericentric heterochromatin of Drosophila melanogaster polytene chromosomes." Proc Natl Acad Sci U S A 95(13): 7532-

17. Belyakin, S. N., G. K. Christophides, et al. (2005). "Genomic analysis of Drosophila chromosome underreplication reveals a link between replication control and transcriptional territories." Proc Natl Acad Sci U S A 102(23): 8269-

18. Berghella, L. and P. Dimitri (1996). "The heterochromatic rolled gene of Drosophila melanogaster is extensively polytenized and transcriptionally active in the salivary gland chromocenter." Genetics 144(1): 117-

19. Bozzetti, M. P., S. Massari, et al. (1995). "The Ste locus, a component of the parasitic cry-Ste system of Drosophila melanogaster, encodes a protein that forms crystals in primary spermatocytes and mimics properties of the beta subunit of casein kinase 2." Proc Natl Acad Sci U S A 92(13): 6067-

20. Burke, T. W., J. G. Cook, et al. (2001). "Replication factors MCM2 and ORC1 interact with the histone acetyltransferase HBOl." J Biol Chem 276(18): 15397-408. 91

21. Chesnokov, I. N., O. N. Chesnokova, et al. (2003). "A cytokinetic function of Drosophila ORC6 protein resides in a domain distinct from its replication activity." Proc Natl Acad Sci U S A 100(16): 9150-

22. Cockell, M. and S. M. Gasser (1999). "Nuclear compartments and gene regulation." Curr Qpin Genet Dev 9(2): 199-

23. Csink, A. K., A. Bounoutas, et al. (2002). "Differential gene silencing by transheterochromatin in Drosophila melanogaster." Genetics 160(1): 257-

24. Csink, A. K. and S. Henikoff (1996). "Genetic modification of heterochromatic association and nuclear organization in Drosophila." Nature 381(6582): 529-

25. Cuvier, O., M. Lutzmann, et al. (2006). "ORC is necessary at the interphase-tomitosis transition to recruit cdc2 kinase and disassemble RPA foci." Curr Biol 16(5): 516-23. de Cicco, D. V. and D. M. Glover (1983). "Amplification of rDNA and.type I sequences in Drosophila males deficient in rDNA." Cell 32(4): 1217-

26. Demakova, O. V., G. V. Pokholkova, et al. (2007). "The SU(VAR)3-9/HPl complex differentially regulates the compaction state and degree of underreplication of X chromosome pericentric heterochromatin in Drosophila melanogaster." Genetics 175(2): 609-20. DePamphilis, M. L. (2005). "Cell cycle dependent regulation of the origin recognition complex." Cell Cycle 4(1): 70-

27. Devlin, R. H., B. Bingham, et al. (1990). "The organization and expression of the light gene, a heterochromatic gene of Drosophila melanogaster." Genetics 125(1): 12

28. Dillin, A. and J. Rine (1997). "Separable functions of ORC5 in replication initiation and silencing in Saccharomyces cerevisiae." Genetics 147(3): 1053-

29. Dimitri, P., N. Corradini, ct al. (2005). "The paradox of functional heterochromatin." Bioessavs 27(1): 29-

30. Ebert, A., S. Lein, et al. (2006). "Histone modification and the control of heterochromatic gene silencing in Drosophila." Chromosome Res 14(4): 377-

31. Ebert, A., G. Schotta, et al. (2004). "Su(var) genes regulate the balance between euchromatin and heterochromatin in Drosophila." Genes Dev 18(23): 2973-83. 92

32. Elgin, S. C. (1996). "Heterochromatin and gene regulation in Drosophila." Curr Opin Genet Dev 6(2): 193-

33. Endow, S. A. (1982). "Polytenization of the ribosomal genes on the X and Y chromosomes of Drosophila melanogaster." Genetics 100(3): 375-

34. Endow, S. A. and D. M. Glover (1979). "Differential replication of ribosomal gene repeats inpolytene nuclei of Drosophila." Cell 17(3): 597-

35. Feinberg, A. P. and B. Vogelstein (1983). "A technique for radiolabeling DNA restriction endonuclease fragments to high specific activity." Anal Biochem 132(1): 6-

36. Foss, M., F. J. McNally, et al. (1993). "Origin recognition complex (ORC) in transcriptional silencing and DNA replication in S. cerevisiae." Science 262(5141): 183

37. Gasser, S. M. (2002). "Visualizing chromatin dynamics in interphase nuclei." Science 296(5572): 1412-

38. Gatti, M. and B. S. Baker (1989). "Genes controlling essential cell-cycle functions in Drosophila melanogaster." Genes Dev 3(4): 438-

39. Gatti, M. and S. Pimpinelli (1992). "Functional elements in Drosophila melanogaster heterochromatin." Annu Rev Genet 26: 239-

40. Gemkow, M. J., P. Buchenau, et al. (1996). "FISH in whole-mount Drosophila embryos. RNA: activation of a transcriptional lokus, DNA: gene architecture and expression." Bioimaging 4: 107-

41. Glaser, R. L., T. J. Leach, et al. (1997). "The structure of heterochromatic DNA is altered in polyploid cells of Drosophila melanogaster." Mol Cell Biol 17(3): 1254-

42. Goldman, M. A., G. P. Holmquist, et al. (1984). "Replication timing of genes and middle repetitive sequences." Science 224(4650): 686-

43. Gregoire, D., K. Brodolin, et al. (2006). "HoxB domain induction silences DNA replication origins in the locus and specifies a single origin at its boundary." EMBO Rep 7(8): 812-

44. Grewal, S. I. and S. С Elgin (2002). "Heterochromatin: new possibilities for the inheritance of structure." Curr Opin Genet Dev 12(2): 178-

45. Gvozdev, V. A., E. V. Ananev, et al. (1980). "[Transcription of portions of chromosomes corresponding to regions of intercalary heterochromatin in Drosophila melanogaster cell cultures]." Genetika 16(10): 1729-40. 93

46. Hardy, R. W., D. L. Lindsley, et al. (1984). "Cytogenetic analysis of a segment of the Y chromosome of Drosophila melanogaster." Genetics 107(4): 591-

47. Haynes, K. A., E. Gracheva, et al. (2007). "A Distinct type of heterochromatin within Drosophila melanogaster chromosome 4." Genetics 175(3): 1539-

48. Henikoff, S. (1990). "Position-effect variegation after 60 years." Trends Genet 6(12): 422-

49. Henikoff, S. (1995). "Gene silencing in Drosophila." Curr Top Microbiol Immunol 197: 193-

50. Henikoff, S. and T. D. Dreesen (1989). "Trans-inactivation of the Drosophila brown gene: evidence for transcriptional repression and somatic pairing dependence." Proc Natl AcadSciUS A 86(17): 6704-

51. Henikoff, S., J. Jackson, et al. (1995). "Distance and pairing effects on, the brownDominant heterochromatic element in Drosophila." Genetics 140(3): 1007-

52. Huang, D. W., L. Fanti, et al. (1998). "Distinct cytoplasmic and nuclear fractions of Drosophila heterochromatin protein 1: their phosphorylation levels and associations with origin recognition complex proteins." J Cell Biol 142(2): 307-

53. Ilyna, O. V., A. V. Sorokin, et al. (1980). "New mutants." Drosophila Inform. Serv. 55:

54. Kalmykova, A. I., A. A. Dobritsa, et al. (1997). "The Su(Ste) repeat in the Y chromosome and betaCK2tes gene encode predicted isoforms of regulatory beta-subunit of protein kinase CK2 in Drosophila melanogaster." FEBS Lett 416(2): 164-

55. Kalmykova, A. I., A. A. Dobritsa, et al. (1998). "Su(Ste) diverged tandem repeats in a Y chromosome of Drosophila melanogaster are transcribed and variously processed." Genetics 148(1): 243-

56. Karpen, G. H. and A. С Spradling (1990). "Reduced DNA polytenization of a minichromosome region undergoing position-effect variegation in Drosophila." Cell 63(1): 97-

57. Khesin, R. B. and B. A. Leibovitch (1978). "Influence of deficiency of the histone gene-containing 38B-40 region on X-chromosome template activity and the white gene position effect variegation in Drosophila melanogaster." Mol Gen Genet 162(3): 323-

58. Kolesnikova, T. D., I. V. Makunin, et al. (2005). "Functional dissection of the Suppressor of UnderRepIication protein of Drosophila melanogaster: identification of 94

59. Laird, C. D. and M. M. Lamb (1988). "Intercalary heterochromatin of Drosophila as a potential model for human fragile sites." Am J Med Genet 30(1-2): 689-

60. Lamb, M. M. and С D. Laird (1987). "Three euchromatic DNA sequences underreplicated in polytene chromosomes of Drosophila are localized in constrictions and ectopic fibers." Chromosoma 95(4): 227-

61. Landis, G., R. Kelley, et al. (1997). "The k43 gene, required for chorion gene amplification and diploid cell chromosome replication, encodes the Drosophila homolog of yeast origin recognition complex subunit 2." Proc Natl Acad Sci U S A 94(8): 388

62. Lavrov, S. A., E. V. Tolchkov, et al. (1998). "[Disruption of polytenization of DNA from the euchromatin region of the Drosophila melanogaster X-chromosome, caused by euheterochromatin restructuring]." Mol Biol (Mosk) 32(6): 992-7. Le, M. H., D. Duricka, et al. (1995). "Islands of complex DNA are widespread in Drosophila centric heterochrornatin." Genetics 141(1): 283-

63. Leach, T. J., H. L. Chotkowski, et al. (2000). "Replication of heterochromatin and structure of polytene chromosomes." Mol Cell Biol 20(17): 6308-

64. Leatherwood, J. and A. Vas (2003). "Connecting ORC and heterochromatin: why?" Cell Cycle 2(6): 573-

65. Lidonnici, M. R., R. Rossi, et al. (2004). "Subnuclear distribution of the largest subunit of the human origin recognition complex during the cell cycle." J Cell Sci 117(Pt 22): 5221-

66. Lilly, M. A. and A. С Spradling (1996). "The Drosophila endocycle is controlled by Cyclin E and lacks a checkpoint ensuring S-phase completion." Genes Dev 10(19): 2514-

67. Lindsley, D. L. and G. G. Zimm (1992). The genome of Drosophila melanogaster. San Diego, Academic Press. Liu, G., M. Malott, et al. (2003). "Multiple functional elements comprise a Mammalian chromosomal replicator." Mol Cell Biol 23(5): 1832-

68. Livak, K. J. (1990). "Detailed structure of the Drosophila melanogaster stellate genes and their transcripts." Genetics 124(2): 303-

69. Loupart, M. L., S. A. Krause, et al. (2000). "Aberrant replication timing induces defective chromosome condensation in Drosophila ORC2 mutants." Curr Biol 10(24): 1547-56. 95

70. Machida, Y. J. and A. Dutta (2005). "Cellular checkpoint mechanisms monitoring proper initiation of DNA replication." J Biol Chem 280(8): 6253-

71. Machida, Y. J., J. L. Hamlin, et al. (2005). "Right place, right time, and only once: replication initiation in metazoans." Cell 123(1): 13-

72. Makunin, I. V., E. I. Volkova, et al. (2002). "The Drosophila suppressor of undcrreplication protein binds to late-replicating regions of polytene chromosomes." Genetics 160(3): 1023-

73. Malceva, N. I. and I. F. Zhimulev (1993). "Extent of polytene in the pericentric heterochromatin of polytene chromosomes of pseudonurse cells of otu (ovarian tumor) mutants of Drosophila melanogaster." Mol Gen Genet 240(2): 273-6. McKee, B. D. (1998). "Pairing sites and the role of chromosome pairing in meiosis and spermatogenesis in male Drosophila." Curr Top Dev Biol 37: 77-

74. Misteli, T. (2001). "Where the nucleus comes from." Trends Cell Biol 11(4):

75. Muller, H. J. (1930). Types of visible variations induced by X-rays in Drosophila." J. Genet. 22:

76. Nikolenko Iu, V., V. Shidlovskii Iu, et al. (2005). "[Transcriptional coactivator SAYP can suppress transcription in heterochromatin]." Genetika 41(8): 1033-

77. Nurminskii, D. I. and I. Shevelev (1992). "[MDGlhet and aurora—non-mobile retrotransposons of Drosophila melanogaster]." Genetika 28(8): 36-

78. Nurminsky, D. I., Y. Shevelyov, et al. (1994). "Structure, molecular evolution and maintenance of copy number of extended repeated structures in the X-heterochromatin of Drosophila melanogaster." Chromosoma 103(4): 277-

79. Paixao, S., I. N. Colaluca, et al. (2004). "Modular structure of the human lamin B2 replicator." Mol Cell Biol 24(7): 2958-

80. Рак, D. Т., M. Pflumm, et al. (1997). "Association of the origin recognition complex with heterochromatin and HP1 in higher eukaryotes." Cell 91(3): 311-

81. Palumbo, G., M. Berloco, et al. (1994). "Interaction systems between heterochromatin and euchromatin in Drosophila melanogaster." Genetica 94(2-3): 26

82. Palumbo, G., S. Bonaccorsi, et al. (1994). "Genetic analysis of Stellate elements of Drosophila melanogaster." Genetics 138(4): 1181-

83. Parada, L. and T. Misteli (2002). "Chromosome positioning in the interphase nucleus." Trends Cell Biol 12(9): 425-32. 96

84. Peng, J. С and G. H. Karpen (2007). "H3K9 methylation and RNA interference regulate nucleolar organization and repeated DNA stability." Nat Cell Biol 9(1): 25-

85. Pflumm, M. F. and M. R. Botchan (2001). "Ore mutants arrest in metaphase with abnormally condensed chromosomes." Development 128(9): 1697-

86. Pimpinelli, S., W. Sullivan, et al. (1985). "On biological functions mapping to the heterochromatin of Drosophila melanogaster." Genetics 109(4): 701-

87. Popkova, A. M., E. V. Tolchkov, et al. (2004). "[Heterochromatic ABO locus of the Drosophila melanogaster X chromosome overlaps with the region of localization of repeats, including mobile elements and Stellate genes]." Genetika 40(2): 167-

88. Prasanth, S. G., K. V. Prasanth, et al. (2004). "Human Orc2 localizes to centrosomes, centromeres and heterochromatin during chromosome inheritance." Embo J 23(13): 2651-

89. Prasanth, S. G., K. V. Prasanth, et al. (2002). "Orc6 involved in DNA replication, chromosome segregation, and cytokinesis." Science 297(5583): 1026-

90. Raghuraman, M. К., E. A. Winzeler, et al. (2001). "Replication dynamics.of the yeast genome." Science 294(5540): 115-

91. Remus, D., E. L. Beall, et al. (2004). "DNA topology, not DNA sequence, is- a critical determinant for Drosophila ORC-DNA binding." Embo J 23(4): 897-

92. Reuter, G. and P. Spierer (1992). "Position effect variegation and chromatin proteins." Bioessays 14(9): 605-

93. Roseman, R. R., E. A. Johnson, et al. (1995). "A P element containing suppressor of hairy-wing binding regions has novel properties for mutagenesis in Drosophila melanogaster." Genetics 141(3): 1061-

94. Rossi, F., R. Moschetti, et al. (2007). "Cytogenetic and molecular characterization of heterochromatin gene models in Drosophila melanogaster." Genetics 175(2): 595-

95. Royzman, I., R. J. Austin, et al. (1999). "ORC localization in Drosophila follicle cells and the effects of mutations in dE2F and dDP." Genes Dev 13(7): 827-

96. Royzman, I. and T. L. Orr-Weaver (1998). "S phase and differential DNA replication during Drosophila oogenesis." Genes Cells 3(12): 767-

97. Rudkin, G. T. (1969). "Non replicating DNA in Drosophila." Genetics 61(1): Suppl:227-38. 97

98. Sage, В. Т., J. L. Jones, et al. (2005). "Sequence elements in cis influence heterochromatic silencing in trans." Mol Cell Biol 25(1): 377-

99. Sage, В. Т., M. D. Wu, et al. (2008). "Interplay of developmentally regulated gene expression and heterochromatic silencing in trans in Drosophila." Genetics 178(2): 74

100. Sambrook, J., E. Fritsch, et al. (1989). Molecular Cloning: A Laboratory Manual. Cold Spring Harbor, N.Y., Cold Spring Harbor Laboratory. Sass, G. L. and S. Henikoff (1998). "Comparative analysis of position-effect variegation mutations in Drosophila melanogaster delineates the targets of modifiers." Genetics 148(2): 733-

101. Sauer, K., J. A. Knoblich, et al. (1995). "Distinct modes of cyclin E/cdc2c kinase regulation and S-phase control in mitotic and endoreduplication cycles of Drosophila embryogenesis." Genes Dev 9(11): 1327-

102. Schubeler, D., D. Scalzo, et al. (2002). "Genome-wide DNA replication profile for Drosophila melanogaster: a link between transcription and replication timing." Nat Genet 32(3): 438-

103. Shareef, M. M., C. King, et al. (2001). "Drosophila heterochromatin protein 1 (HPl)/origin recognition complex (ORC) protein is associated with HPl and ORC and functions in heterochromatin-induced silencing." Mol Biol Cell 12(6): 1671-

104. Shevelyov, Y. Y. (1992). "Copies of a Stellate gene variant are located in the X heterochromatin of Drosophila melanogaster and are probably expressed." Genetics 132(4): 1033-

105. Shidlovskii, Y. V., A. N. Krasnov, et al. (2005). "A novel multidomain transcription coactivator SAYP can also repress transcription in heterochromatin." Embo J 24(1): 97

106. Smith, A. V. and T. L. Orr-Weaver (1991). "The regulation of the cell cycle during Drosophila embryogenesis: the transition to polyteny." Development 112(4): 997-1

107. Spofford, J. (1976). Position-effect variegation in Drosophila. Genetics and Biology of Drosophila. M. Ashburner and E. Novitski. London, Academic Press: 955-1

108. Spradling, A. С (1993). "Position effect variegation and genomic instability." Cold Spring Harb Svmp Quant Biol 58: 585-96. 98

109. Talbert, P. B. and S. Henikoff (2006). "Spreading of silent chromatin: inaction at a distance." Nat Rev Genet 7(10): 793-

110. Talbert, P. В., D. LeCiel, et al. (1994). "Modification of the Drosophila heterochromatic mutation brownDominant by linkage alterations." Genetics 136(2): 55

111. Tchurikov, N. A., O. V. Kretova, et al. (2004). "SuUR protein binds to the boundary regions separating forum domains in Drosophila melanogaster." J Biol Chem 279(12): 11705-

112. Tolchkov, E. V., I. A. Kramerova, et al. (1997). "Position-effect variegation in Drosophila melanogaster X chromosome inversion with a breakpoint in a satellite block and its suppression in a secondary rearrangement." Chromosoma 106(8): 520-

113. Tolchkov, E. V., V. I. Rasheva, et al. (2000). "The size and internal structure of a heterochromatic block determine its ability to induce position effect variegation in Drosophila melanogaster." Genetics 154(4): 1611-

114. Tomkiel, J., L. Fanti, et al. (1995). "Developmental genetical analysis and molecular cloning of the abnormal oocyte gene of Drosophila melanogaster." Genetics 140(2): 615-

115. Triolo, T. and R. Sternglanz (1996). "Role of interactions between the origin recognition complex and SIR1 in transcriptional silencing." Nature 381(6579): 251 1

116. Tulin, A. V., G. L. Kogan, et al. (1997). "Heterochromatic Stellate gene cluster in Drosophila melanogaster: structure and molecular evolution." Genetics 146(1): 253-

117. Tulin, A. V., N. M. Naumova, et al. (1998). "Repeated, protein-encoding heterochromatic genes cause inactivation of a juxtaposed euchromatic gene." FEBS Lett 425(3): 513-

118. Umbetova, G. H., E. S. Belyaeva, et al. (1991). "Cytogenetic and molecular aspects of position effect variegation in Drosophila melanogaster. IV. Underreplication of chromosomal material as a result of gene inactivation." Chromosoma 101(1): 55-

119. Usakin, L. A., G. L. Kogan, et al. (2005). "An alien promoter capture as a primary step of the evolution of testes-expressed repeats in the Drosophila melanogaster genome." Mol Biol Evol 22(7): 1555-

120. Vagin, V. V., A. Sigova, et al. (2006). "A distinct small RNA pathway silences selfish genetic elements in the germline." Science 313(5785): 320-4. 99

121. Wakimoto, B. T. and M. G. Hearn (1990). "The effects of chromosome rearrangements on the expression of heterochromatic genes in chromosome 2L of Drosophila melanogaster." Genetics 125(1): 141-

122. Wallrath, L. L. and S. C. Elgin (1995). "Position effect variegation in Drosophila is associated with an altered chromatin structure." Genes Dev 9(10): 1263-

123. Wallrath, L. L., V. P. Guntur, et al. (1996). "DNA representation of variegating heterochromatic P-element inserts in diploid and polytene tissues of Drosophila melanogaster." Chromosoma 104(7): 519-

124. Wang, L., M. Lin, et al. (2004). "The human beta-globin replication initiation region consists of two modular independent replicators." Mol Cell Biol 24(8): 3373-

125. Weiler, K. S. and В. T. Wakimoto (1995). "Heterochromafin and gene expression in Drosophila." Annu Rev Genet 29: 577-

126. Weiler, K. S. and В. T. Wakimoto (1998). "Chromosome rearrangements, induce both variegated and reduced, uniform expression of heterochromatic genes in a development-specific manner." Genetics 149(3): 1451-

127. Williams, S. M. and L. G. Robbins (1992). "Molecular genetic analysis of Drosophila rDNA arrays." Trends Genet 8(10): 335-

128. Yasuhara, J. С H. DeCrease, et al. (2005). "Evolution of heterochromatic genes of Drosophila." Proc Natl Acad Sci U S A 102(31): 10958-

129. Yasuhara, J. С and В. T. Wakimoto (2008). "Molecular landscape of modified histones in Drosophila heterochromatic genes and euchromatin-heterochromatin transition zones." PLoS Genet 4(1): el

130. Zhang, P. and A. С Spradling (1995). "The Drosophila salivary gland chromocenter contains highly polytenized subdomains of mitotic heterochromatin." Genetics 139(2): 659-

131. Zhimulev, I. F. (1998). "Polytene chromosomes, heterochromatin, and position effect variegation." Adv Genet 37: 1-

132. Zhimulev, I. F. (1999). "Genetic organization of polytene chromosomes." AdvGenet 39: 1-

133. Zhimulev, I. F. and E. S. Belyaeva (2003). "Intercalary heterochromatin and genetic silencing." Bioessays 25(11): 1040-

134. Zhimulev, I. F., E. S. Belyaeva, et al. (1989). "Position-effect variegation and intercalary heterochromatin: a comparative study." Chromosoma 98(5): 378-87. 100

135. Zhimulev, I. F., E. S. Belyaeva, et al. (2003). "Influence of the SuUR gene on intercalary heterochromatin in Drosophila melanogaster Chromosoma 111(6): 377-

136. Zhimulev, I. F., I. V. Makunin, et al. (2000). "[Effect of four doses of the Su(UR)ES gene on intercalary heterochromatin in Drosophila melanogaster]." Genetika 36(8): 1061-

137. Zhou, J., N. Ashouian, et al. (2002). "The origin of a developmentally regulated Igh replicon is located near the border of regulatory domains for Igh replication and expression." Proc Natl Acad Sci U S A 99(21): 13693-

138. Жимулев, И. Ф. (1993). Новосибирск, Наука. Прокофьева-Бельговская, хромосом. Москва, Наука. Толчков, Е. В., М. Д. Балакирева, et al. (1984). "Инактивация района Xхромосомы Drosophila melanogaster с известной тонкой генетической структурой в результате эффекта положения." Генетика 20(11): 1846. А. А. (1986). Гетерохроматические районы Гетерохроматин и эффект положения гена. polytene chromosomes." 101