1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Генетика
  4. T. 59, № 12, 2023

Генетика, 2023, T. 59, № 12, стр. 1419-1426

Метилирование подсемейств ретротранспозона LINE-1 в ворсинах хориона при невынашивании беременности

С. А. Васильев 1, *, В. В. Деменева 1, Е. Н. Толмачева 1, С. А. Филатова 1, 2, А. С. Зуев 1, А. С. Ушакова 1, 2, О. Ю. Васильева 1, И. В. Лушников 2, Е. А. Саженова 1, Т. В. Никитина 1, И. Н. Лебедев 1

1 Научно-исследовательский институт медицинской генетики, Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук
634050 Томск, Россия

2 Национальный исследовательский Томский государственный университет
634050 Томск, Россия

* E-mail: stanislav.vasilyev@medgenetics.ru

Поступила в редакцию 25.06.2023
После доработки 21.07.2023
Принята к публикации 31.07.2023

Аннотация

Невынашивание беременности потенциально связано с нарушениями эпигенетической регуляции генов, ответственных за развитие эмбриона и плаценты. Цель настоящей работы – анализ уровня метилирования различных подсемейств ретротранспозона LINE-1, составляющего около 17% всего генома, в ворсинах хориона спонтанных абортусов первого триместра беременности с различным кариотипом, включая наиболее распространенные анеуплоидии. Был проведен анализ профиля метилирования в промоторе ретротранспозона LINE-1 с помощью таргетного бисульфитного массового параллельного секвенирования в ворсинах хориона медицинских абортусов (n = 39), спонтанных абортусов с нормальным кариотипом (n = 173), трисомией 16 (n = 62) и моносомией X (n = 46), а также в лимфоцитах периферической крови здоровых добровольцев (n = 17). Уровень метилирования подсемейств ретротранспозона LINE-1 в контрольных группах лимфоцитов взрослых индивидов и в ворсинах хориона медицинских абортусов был наибольшим для эволюционно молодых подсемейств L1HS, меньшим – для более древних подсемейств L1PA2, L1PA3 и минимальным для еще более древнего подсемейства L1PA4. В группах спонтанных абортусов наблюдался повышенный уровень метилирования LINE-1, причем этот эффект был более выражен для более древних подсемейств LINE-1. Выявленные закономерности указывают на меньший контроль за более древними подсемействами ретротранспозона LINE-1 в геноме человека, которые потенциально могут использоваться в качестве регуляторных элементов для расположенных рядом генов, участвующих в эмбриональном развитии. Повышение уровня метилирования таких последовательностей может нарушать развитие плаценты и эмбриона и вносить определенный вклад в невынашивание беременности.

Ключевые слова: ретротранспозон LINE-1, метилирование ДНК, ворсины хориона, невынашивание беременности, анеуплоидия, бисульфитное секвенирование, спонтанные абортусы.

Список литературы

  1. Quenby S., Gallos I.D., Dhillon-Smith R.K. et al. Miscarriage matters: the epidemiological, physical, psychological, and economic costs of early pregnancy loss // Lancet. 2021. V. 397. № 10285. P. 1658–1667. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(21)00682-6

  2. Li T.C., Makris M., Tomsu M. et al. Recurrent miscarriage: aetiology, management and prognosis // Hum. Reprod. Update. 2002. V. 8. № 5. P. 463–481. https://doi.org/10.1093/humupd/8.5.463

  3. Red-Horse K., Zhou Y., Genbacev O. et al. Trophoblast differentiation during embryo implantation and formation of the maternal-fetal interface // J. Clin. Invest. 2004. V. 114. № 6. P. 744–754. https://doi.org/10.1172/JCI22991

  4. Jauniaux E., Poston L., Burton G.J. Placental-related diseases of pregnancy: Involvement of oxidative stress and implications in human evolution // Hum. Reprod. Update. 2006. V. 12. № 6. P. 747–755. https://doi.org/:dml016

  5. Shridhar V., Chu T., Simhan H. et al. High-resolution analysis of the human placental DNA methylome in early gestation // Prenat. Diagn. 2020. V. 40. № 4. P. 481–491. https://doi.org/10.1002/pd.5618

  6. Robinson W.P., Price E.M. The human placental methylome // Cold Spring Harbor Perspect. Med. 2015. V. 5. № 5. https://doi.org/10.1101/cshperspect.a023044

  7. Vlahos A., Mansell T., Saffery R. et al. Human placental methylome in the interplay of adverse placental health, environmental exposure, and pregnancy outcome // PLoS Genet. 2019. V. 15. № 8. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1008236

  8. Etchegaray E., Naville M., Volff J.N. et al. Transposable element-derived sequences in vertebrate development // Mob. DNA. 2021. V. 12. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1186/s13100-020-00229-5

  9. Grow E.J., Flynn R.A., Chavez S.L. et al. Intrinsic retroviral reactivation in human preimplantation embryos and pluripotent cells // Nature. 2015. V. 522. № 7555. P. 221–225. https://doi.org/10.1038/nature14308

  10. Reiss D., Zhang Y., Mager D.L. Widely variable endogenous retroviral methylation levels in human placenta // Nucl. Ac. Res. 2007. V. 35. № 14. P. 4743–4754. https://doi.org/10.1093/nar/gkm455

  11. Lee J., Cordaux R., Han K. et al. Different evolutionary fates of recently integrated human and chimpanzee LINE-1 retrotransposons // Gene. 2007. V. 390. № 1–2. P. 18–27. https://doi.org/10.1016/j.gene.2006.08.029

  12. Khan H., Smit A., Boissinot S. Molecular evolution and tempo of amplification of human LINE-1 retrotransposons since the origin of primates // Genome Res. 2006. V. 16. № 1. P. 78–87. https://doi.org/10.1101/gr.4001406

  13. Boissinot S., Sookdeo A. The Evolution of LINE-1 in Vertebrates // Genome Biol. Evol. 2016. V. 8. № 12. P. 3485–3507. https://doi.org/10.1093/gbe/evw247

  14. Vasilyev S.A., Tolmacheva E.N., Vasilyeva O.Y. et al. LINE-1 retrotransposon methylation in chorionic villi of first trimester miscarriages with aneuploidy // J. Assist. Reprod. Genet. 2021. V. 38. № 1. P. 139–149. https://doi.org/10.1007/s10815-020-02003-1

  15. Lebedev I.N., Ostroverkhova N.V., Nikitina T.V. et al. Features of chromosomal abnormalities in spontaneous abortion cell culture failures detected by interphase FISH analysis // Eur. J. Hum. Genet. 2004. V. 12. № 7. P. 513–520. https://doi.org/10.1038/sj.ejhg.5201178

  16. Vasilyev S.A., Timoshevsky V.A., Lebedev I.N. Cytogenetic mechanisms of aneuploidy in somatic cells of chemonuclear industry professionals with incorporated plutonium-239 // Russ. J. Genetics. 2010. V. 46. № 11. P. 1381–1385. https://doi.org/10.1134/s1022795410110141

  17. Vasilyev S.A., Markov A.V., Vasilyeva O.Y. et al. Method of targeted bisulfite massive parallel sequencing of the human LINE-1 retrotransposon promoter // MethodsX. 2021. V. 8. https://doi.org/10.1016/j.mex.2021.101445

  18. Fernandes J.D., Zamudio-Hurtado A., Clawson H. et al. The UCSC repeat browser allows discovery and visualization of evolutionary conflict across repeat families // Mob. DNA. 2020. V. 11. P. 13. https://doi.org/10.1186/s13100-020-00208-w

  19. Zheng Y., Joyce B.T., Liu L. et al. Prediction of genome-wide DNA methylation in repetitive elements // Nucl. Ac. Res. 2017. V. 45. № 15. P. 8697–8711. https://doi.org/10.1093/nar/gkx587

  20. Zadora J., Singh M., Herse F. et al. Disturbed placental imprinting in preeclampsia leads to altered expression of DLX5, a human-specific early trophoblast marker // Circulation. 2017. V. 136. № 19. P. 1824–1839. https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.117.028110

  21. Criscione S.W., Theodosakis N., Micevic G. et al. Genome-wide characterization of human L1 antisense promoter-driven transcripts // BMC Genomics. 2016. V. 17. P. 463. https://doi.org/10.1186/s12864-016-2800-5

  22. Chishima T., Iwakiri J., Hamada M. Identification of transposable elements contributing to tissue-specific expression of long non-coding RNAs // Genes (Basel). 2018. V. 9. № 1. https://doi.org/10.3390/genes9010023

  23. Pourrajab F., Hekmatimoghaddam S. Transposable elements, contributors in the evolution of organisms (from an arms race to a source of raw materials) // Heliyon. 2021. V. 7. № 1. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e06029

  24. Demeneva V.V., Tolmacheva E.N., Nikitina T.V. et al. Expression of the NUP153 and YWHAB genes from their canonical promoters and alternative promoters of the LINE-1 retrotransposon in the placenta of the first trimester of pregnancy // Vavil. Zh. Genet. Selektsii. 2023. V. 27. № 1. P. 63–71. https://doi.org/10.18699/VJGB-23-09

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Генетика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал