Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2020, T. 56, № 7, стр. 670-670

Известно, что более 7000 человеческих генов имеют альтернативный старт(ы) инициации транскрипции. Однако в базальных условиях экспрессия с большинства стартов крайне низка. Мы предположили, что активации альтернативных промоторов может быть вызвана острым стресс-воздействием. Цель исследования – оценить роль альтернативных стартов транскрипции в регуляции генной экспрессии в ответ на острое стресс-воздействие в ткани (скелетной мышце) человека.

Десять молодых здоровых мужчин выполнили однократную интенсивную физическую нагрузку на велоэргометре (1 ч). Биопсические пробы были взяты из m. vastus lateralis до, через 1, 3 и 6 ч после окончания упражнения. Изменения транскрипционного профиля и старты инициации транскрипции (с точностью до нуклеотида) оценивали с помощью РНК секвенирования в модификации CAGE (Cap analysis of gene expression).

Мы обнаружили ~33 000 стартов транскрипции, относящихся к ~11 000 генам. Сопоставление с базой данных человеческих стартов инициации транскрипции (FANTOM5), показало, что ~8000 стартов были описаны впервые и, по-видимому, являются уникальными для скелетной мышцы. Большинство генов в скелетной мышце человека имеют два и более старта транскрипции. Это говорит большом потенциале мышечной ткани для тонкой промотор-специфичной регуляции генной экспрессии различными транскрипционными факторами, активирующимися при разных стимулах. После острого стрессорного воздействия несколько сотен стартов транскрипции изменил свою экспрессию, при этом изменение экспрессии 12% генов было обусловлено сдвигом активности между стартами транскрипции.

Таким образом, была впервые показана роль альтернативных стартов транскрипции в регуляции экспрессии генов при остром стрессе в ткани млекопитающих (скелетная мышца человека). Было показано, что стресс-индуцированные изменения в транскриптомном профиле частично регулируются посредством активации альтернативных промоторов.

Финансирование работы: РФФИ 17-00-00308 K (17-00-00242).