Онтогенез, 2023, T. 54, № 2, стр. 172-175

Развитие идеи Н.К. Кольцова о генетической организации междисков политенных хромосом Drosophila melanogaster

И. Ф. Жимулев a*, Т. Ю. Ватолина a, В. Г. Левицкий b, Т. Д. Колесникова a, А. В. Цуканов b

a Институт молекулярной и клеточной биологии СО РАН
630090 Новосибирск, просп. ак. Лаврентьева, 8/2, Россия

b Институт цитологии и генетики СО РАН
630090 Новосибирск, просп. ак. Лаврентьева, 10, Россия

* E-mail: zhimulev@mcb.nsc.ru

Поступила в редакцию 27.12.2022
После доработки 24.03.2023
Принята к публикации 04.04.2023

Аннотация

В работе впервые исследовали организацию промоторов генов развития и генов, необходимых для общеклеточных функций – “домашнего хозяйства” клетки в полном геноме Drosophila melanogaster. С помощью биоинформатических методов показано, что гены, промоторы которых расположены в междисках политенных хромосом, обогащены функциями, связанными с общеклеточными процессами, тогда как остальная часть генов (примерно половина генома Drosophila) связана с узкоспециализированными процессами, происходящими в ходе развития. В промоторной зоне генов “домашнего хозяйства” обнаружено четыре специфичных мотива, которые могут присутствовать у разных генов индивидуально или в различных комбинациях. Существенная часть междисковых промоторов не содержит выявленных мотивов. Анализ, проведенный с помощью Gene Ontology, показал, что для отдельных групп междисковых генов, содержащих в промоторах один мотив или их комбинации, характерно выполнение определенных функций.

Ключевые слова: гены развития, гены “домашнего хозяйства”, промоторы генов, мотивы нуклеотидов в промоторах, междиски, диски, политенные хромосомы, Drosophila melanogaster

Список литературы

  1. Andersson R., Sandelin A. Determinants of enhancer and promoter activities of regulatory elements // Nat. Rev. Genet. 2020. V. 21. P. 71–87.

  2. Crick F. General model for the chromosomes of higher organisms // Nature. 1971. V. 234. P. 25–27.

  3. Danino Y.M., Even D., Ideses D. et al. The core promoter: At the heart of gene expression // Biochim. Biophys. Acta. 2015. V. 1849(8). P. 1116–1131.

  4. Koltzoff N.K. The structure of the chromosomes in the salivary glands of Drosophila // Science. 1934. V. 60. P. 312–313.

  5. Lenhard B., Sandelin A., Carninci P. Metazoan promoters: emerging characteristics and insights into transcriptional regulation // Nat. Rev. Genet. 2012. V. 13(4). P. 233–245.

  6. Levitsky V.G., Zykova T.Yu., Moshkin Y.M., Zhimulev I.F. Nucleosome positioning around transcription start site correlates with gene expression only for active chromatin state in Drosophila interphase chromosomes // International J. Molecular Sciences. 2020. V. 21(23). P. 9282.

  7. Paul J. General theory of chromosomes structures and gene activation in eukaryotes // Nature. 1972. V. 238. P. 444–446.

  8. Ramalingam V., Natarajan M., Johnston J. et al. TATA and paused promoters active in differentiated tissues have distinct expression characteristics // Mol. Syst. Biol. 2021. V. 17. P. e9866.

  9. Zhimulev I.F., Belyaeva E.S. Proposals to the problem of structural and functional organization of polytene chromosomes // Theor. Appl. Genet. 1975. V. 45(8). P. 335–340.

  10. Zhimulev I.F., Zykova T.Yu., Goncharov F.P. et al. Genetic organization of polytene chromosome bands and interbands in Drosophila melanogaster // PLoS One. 2014. V. 9(7). P. e101631.

  11. Zykova T.Yu., Levitsky V.G., Belyaeva E.S. et al. Polytene chromosomes – a portrait of functional organization of the Drosophila genome // Curr. Genomics. 2018. V. 19(3). P. 179–191.

Дополнительные материалы отсутствуют.