Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода

Климова, Наталья Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода
ВАК РФ 03.02.07, Генетика

Автореферат диссертации по теме "Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода"

004619207

Климова Наталья Викторовна

РАСПОЗНАВАНИЕ САЙТОВ СВЯЗЫВАНИЯ ТРАНСКРИПЦИОННЫХ ФАКТОРОВ 8Г-1 И вЯЕВР НА ДНК С ПОМОЩЬЮ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-КОМПЬЮТЕРНОГО

ПОДХОДА

(03.02.07 - генетика)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

2 0 Я Н В 2011

Новосибирск

2010

004619207

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте цитологии и генетики СО РАН в лаборатории регуляции экспрессии генов, г. Новосибирск

Научный руководитель: кандидат биологических наук

Г.В. Васильев

Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Л.Ф. Гуляева

Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН, г. Новосибирск

доктор биологических наук, доцент В.А. Лихошвай

Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск

Ведущее учреждение: Институт химической биологии и

фундаментальной медицины СО РАН, г. Новосибирск

Защита диссертации состоится «/ё » г. на утреннем

заседании диссертационного совета по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук (Д 003.011.01) в Институте цитологии и генетики СО РАН, в конференц-зале Института по адресу 630090, г. Новосибирск, проспект академика Лаврентьева, 10.

Тел/факс: (383) 3331278, e-mail: dissov@bionet.nsc.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН.

Автореферат разослан « 2?» 3cie*Sp& 20/ûr.

Ученый секретарь n

диссертационного совета АЛ /Vu

доктор биологических наук (у Т.М. Хлебодарова

Актуальность работы. Последнее десятилетие в развитии молекулярной биологии и молекулярной генетики ознаменовалось расшифровкой генома человека и более десятка геномов других животных.

В настоящее время есть все основания говорить о вступлении этих разделов биологии в постгеномную эру, которая ставит перед ними ряд новых фундаментальных задач. Центральное место среди этих задач принадлежит расшифровке регуляторного кода ДНК и выяснению принципов организации регуляторного аппарата эукариотической клетки, слаженная работа всех компонентов которого обеспечивает нужный уровень экспрессии каждого гена с надлежащей эффективностью в надлежащее время и в надлежащем месте.

Основу транскрипционного регуляторного кода ДНК составляют короткие (5-20 п.н.) последовательности - сайты связывания регуляторных белков - транскрипционных факторов (ССТФ). Набор таких сайтов в регуляторных районах гена программирует его судьбу в процессе индивидуального развития, определяет тканеспецифичность экспрессии гена, а также его способность отвечать на различные сигналы внешней и внутренней среды. К настоящему времени достигнуты большие успехи как в изучении организации регуляторных районов эукариотических генов, так и в идентификации и анализе компонентов надгеномной регуляторной системы. Открыты сотни факторов транскрипции (ТФ) [Wingender, 2008], идентифицированы десятки тысяч сайтов связывания этих белков во многих генах [Kolchanov et al., 2002; Matys et al., 2006], сложились представления о регуляторных районах генов - промоторах, энхансерах, сайленсерах. Тем не менее, расшифровка регуляторного транскрипционного кода ДНК еще очень далека от завершения. Активно развиваемые во всем мире биоинформатические подходы к решению этой задачи, основанные на использовании компьютерных методов распознавания ССТФ на ДНК, пока дают довольно скромные результаты. Очевидно, что эффективность этих подходов может существенно возрасти при сочетании их с экспериментальными методами, однако такие работы до сих пор исчисляются единицами [Tranche et al., 1997; Kel et al., 2001; Kel et al, 2008].

Ввиду ключевой роли в регуляции жизненно важных физиологических процессов, актуальными моделями для создания экспериментальнокомпьютерных подходов по поиску сайтов связывания представляются транскрипционные факторы: SF-1 (steroidogenic factor 1) - один из основных регуляторов экспрессии генов системы стероидогенеза, и <

играющии важную роль в поддержании гомеостаза холестерина и метаболизме жирных кислот SREBP (sterol regulatory element binding protein).

Цель и задачи исследования. Целью данной работы являлось выявление новых сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и SREBP в генах позвоночных животных с помощью комплекса экспериментальных и теоретических методов, а также идентификация новых генов-мишеней SF-1 в геноме человека.

В ходе работы были поставлены следующие задачи:

1. Экспериментальная верификация компьютерных методов распознавания сайтов связывания SF-1 (SiteGA, SITECON, SiteGA+PWM): выявление новых сайтов связывания этого фактора в генах системы стероидогенеза млекопитающих.

2. Подбор параметров работы метода SITECON для распознавания сайтов связывания SREBP SRE-типа: обнаружение новых SREBP сайтов в регуляторных районах генов системы липидного метаболизма позвоночных.

3. Разработка на основе метода SiteGA критерия для идентификации неизвестных ранее генов-мишеней SF-1, поиск таких генов в геноме человека и экспериментальная проверка выдвинутого на основе компьютерного анализа генома предположения об экспрессии SF-1 в органах экспериментальных животных, где экспрессия этого фактора до сих пор не изучалась.

Научная новизна. С помощью сочетания компьютерных и экспериментальных методов в генах системы стероидогенеза и липидного метаболизма выявлены ранее неизвестные сайты связывания транскрипционных факторов (ССТФ) SF-1 и SREBP. Для трёх обнаруженных in vitro в промоторах генов системы стероидогенеза млекопитающих сайтов впервые доказано их связывание с SF-1 в условиях in vivo, что является аргументом в пользу функциональности исследованных сайтов связывания. Результаты экспериментов по верификации предсказанных потенциальных сайтов показали высокую точность использованных биоинформатических методов распознавания ССТФ при выбранных нами параметрах их работы и реалистичность предсказаний с помощью данных методов.

Впервые показано, что пулы сайтов SF-1, распознанные методами SiteGA, SITECON, SiteGA+PWM, перекрываются лишь частично. Объединение подмножеств потенциальных ССТФ, обнаруженных каждым из компьютерных методов, значительно увеличивает суммарное число предсказаний новых сайтов, что существенно расширяет наши знания о механизмах регуляции экспрессии ранее неизвестных генов-мишеней. Таким образом, сочетание нескольких биоинформатических методов распознавания, основанных на разных принципах анализа исходных последовательностей, представляется более эффективным подходом для распознавания потенциальных ССТФ, чем использование каждого из них в отдельности.

На основе анализа распределения выявленных методом ЭйеСА потенциальных 8Р-1 сайтов в промоторных районах генов разработан новый метод для выявления вероятных генов-мишеней БР-1 в геномах млекопитающих. С его помощью в геноме человека обнаружено несколько перспективных для дальнейшего изучения групп, включающих гены рецепторов цитокинов и рецепторов факторов роста; гены, кодирующие регуляторные белки, а также гены, экспрессирующиеся в некоторых органах мужской репродуктивной системы, где экспрессия БР-1 ранее не изучалась. Исходя из полученных данных, было сделано предположение об экспрессии БР-1 в придатке семенника. На модели экспериментальных животных впервые показана экспрессия 8Р-1 в этом органе.

Положения, выносимые на защиту.

1. Выявление с помощью экспериментально-компьютерного подхода в 15 генах липидного метаболизма позвоночных животных 23 неизвестных ранее сайтов связывания транскрипционного фактора 5ЯЕВР, а в 19 генах системы стероидогенеза млекопитающих 41 нового сайта связывания транскрипционного фактора 8Р-1, подтверждает высокую эффективность использования комбинированного подхода к исследованию регуляторных районов генов.

2. Разработанный нами на основе экспериментально верифицированного компьютерного метода БкеОА комбинированный подход пригоден для полномасштабного поиска в геномах млекопитающих потенциальных генов — мишеней БР-1, а также позволяет успешно предсказывать новые ткани и органы, в которых можно ожидать экспрессию этого фактора.

3. С помощью этого подхода в геноме человека выделено несколько новых групп генов, регулируемых транскрипционным фактором 5Р-1, в том числе гены рецепторов цитокинов и факторов роста, гены других регуляторных белков и транскрипционных факторов.

Практическая значимость. Полученные в диссертации результаты могут быть использованы для создания комбинированных подходов по выявлению в геномах эукариот сайтов связывания транскрипционных факторов и поиска их генов-мишеней. Точное распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов в регуляторных районах генов с помощью предложенного в диссертации экспериментальнокомпьютерного подхода может быть использовано для предсказания специфичности экспрессии этих генов в органах и тканях, и для выявления новых процессов, в которых транскрипционные факторы также могут участвовать.

Материалы данной диссертации используются при чтении лекций по спецкурсу «Новейшие молекулярно-генетические технологии» на кафедре информационной биологии ФЕН НГУ.

Апробация работы. Результаты работы представлены на 6 конференциях, среди которых четвертая, пятая и шестая международные конференции по биоинформатике, структуре и регуляции генома (г. Новосибирск, август 2004 г., июль 2006г., июнь 2008г.); международная конференция по компьютерной молекулярной биологии (Москва, 22-25 июля 2005 г.); III Съезд ВОГиС (Москва, 6-12 июня 2004 г.); III Съезд биофизиков России (Воронеж, 24-29 июня 2004 г.).

Публикации по теме диссертации. По материалам диссертации опубликовано 9 работ, из них 7 статей в рецензируемых журналах, входящих в список ВАК, и 2 главы в монографиях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания использованных материалов и методов, изложения и обсуждения собственных экспериментальных данных, выводов и списка литературы (279 наименований). Работа изложена на 155 страницах машинописного текста, и содержит 6 таблиц и 17 рисунков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Работа выполнена на 10-ти дневных и взрослых самцах крыс Wistar, а также 7-10-ти дневных самцах мышей линии CC57BR/Mv разведения вивария ИЦиГ СО РАН. Экстракты ядер получали согласно методу Горски-Шапиро (Gorsky-Shapiro) [Климова и др., 2006]. Рекомбинантный SREBP-la был получен при помощи системы экспрессии белков в E.coli. Связывание белков экстракта ядер и рекомбинантного SREBP-la с различными олигонуклеотидами изучали методом задержки ДНК-пробы в геле. Для определения связывания ТФ SF-1 в условиях in vivo с его потенциальными сайтами в генах использовали метод иммунопреципитации хроматина. Содержание ТФ SF-1 в ядерном экстракте и лизатах оценивали методом Вестерн-блот гибридизации. Для визуализации результатов использовали ECL-систему "Amersham".

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Экспериментальная проверка сайтов связывания SF-1. распознанных методами SiteGA. SITECON и SiteGA в сочетании с оптимизированной динуклеотидной весовой матрицей. SF-1 связывается с ДНК в виде мономера, а сайты связывания этого ТФ содержат сплошной, протяженный консенсус - CAAGGTCA [Бусыгина и др., 2003], и, таким образом, являются моделью для построения компьютерных методов распознавания "однокоровых" ССТФ. До сих пор не было создано ни одного метода компьютерного поиска сайтов связывания для SF-1. Поэтому мы поставили задачу по выявлению сайтов связывания этого фактора на основе комплекса экспериментальных и теоретических методов.

В лаборатории теоретической генетики ИЦиГ СО РАН были созданы

биоинформатические методы распознавания сайтов связывания 8Р-1: 8кеОА, основанный на выявлении контекстных особенностей ДНК [Левицкий и др., 2006; ЬМр;//«ш№^5.Ыопе1.пзс.ги/т§5/р1ч^гагп5/Б^а/]; ¿НЕСОМ, основанный на выявлении зависящих от контекста конформационных и физико-химических характеристик функциональных сайтов ДНК [ОвЬсЬеркоу е1 а!., 2004а;

http://www.mgs.bionet.nsc.ru/mgs/programs/sitecon/].

Для подбора оптимальных условий распознавания ССТФ 8Р-1 методом 8кевА был проведён анализ плотности потенциальных сайтов 8Р-1 на трёх порогах метода (характеризуются ошибками недопредсказания 24, 50 и 52%, соответственно) в промоторных (-300;-1) районах различных функциональных групп генов (Рис. 1):

8ЦеСА

SITECON

В 0.92 (30%) В 0.93 (39%) □ 0.94 (56%) ■ 0.95 (70%)

2.5 2 -

1.5 1

0,5 0

Рис. 1. Количество потенциальных сайтов 8Р-1, обнаруженных

методами 8КеСА и SÍTECON в промоторных районах (-300; -1) генов системы стероидогенеза, генов других

функциональных групп. Ось ординат - число предсказанных сайтов/1000 п.н. на попрогах (I, II, III -для Б^ейА; 0.92; 0.93; 0.94;

0.95 - для БПЕСОЫ). В процентах указаны ошибки недопредсказания метода, соответсвующие каждому из порогов. "Другие гены" -объединённая выборка.

стероидогенеза (Ster), клеточного цикла (Cell Cycle), регулируемых интерфероном (Inter), липидного метаболизма (LipMet), системы эритропоэза (Eiyth), экспрессирующихся в эндокринных клетках поджелудочной железы (EndP), в макрофагах (Macroph) и в печени (Liver). Эти выборки были сформированы Е.В. Игнатьевой (ИЦиГ СО РАН, лаб. теоретической генетики). Обнаружено, что количество предсказанных SF-1 сайтов в промоторных районах генов стероидогенеза, на всех

порогах выше, чем во всех других группах. В выборке генов клеточного цикла при использовании всех трех порогов потенциальные сайты SF-1 не найдены. Предсказание некоторого количества SF-1 сайтов в генах, экспрессирующихся в поджелудочной железе, печени и генах системы липидного метаболизма даже при самом "жестком" пороге III, можно объяснить ко-распознаванием сайтов связывания близкого гомолога SF-1 -LRH-1, который участвует в регуляции транскрипции ряда генов из этих групп [Fayard et al., 2004]. Консенсусы сайтов связывания LRH-1 и SF-1 идентичны и эти белки могут связываться с сайтами друг друга [Бусыгина и др., 2003; Fayard et al., 2004]. С ко-предсказаниями сайтов LRH-1 может быть также связан весьма высокий уровень предсказанных сайтов SF-1 в генах системы эритропоэза. Известно, что многие из этих генов экспрессируются в эмбриональной печени, в развитии которой LRH-1 играет определяющую роль [Fayard et al., 2004]. Для распознавания SF-1 сайтов, предназначенных для экспериментальной проверки, был выбран порог II, так как специфичность предсказаний методом SiteGA на нём выше, чем на пороге I, а ошибка недопредсказаний - меньше (50%), чем на пороге III (52%) (Рис. 1).

Аналогичный анализ сделан для метода SITECON и в качестве оптимального выбран порог, характеризующийся уровнем конформационного сходства 0.94, так как плотность выявляемых сайтов ССТФ SF-1 (на 1000 п.н.) для промоторов генов стероидогенеза на выбранном пороге оказалась более чем в 2 раза выше, чем для других функциональных групп генов (Рис. 1), а ошибка недопредсказания составляла 56%.

Экспериментальную проверку сайтов связывания SF-1, распознанных методами SiteGA и SITECON на выбранных порогах проводили методом задержки в геле двуцепочечных олигонуклеотидов, содержащих потенциальные сайты, белками экстракта ядер клеток семенников 10-ти дневных самцов крыс Wistar. В качестве положительного контроля использовали олигонуклеотид SF-l_cons, содержащий реальный сайт связывания SF-1 из гена LHR (luteinizing hormone receptor) [Nikula et al., 2001], в качестве отрицательного контроля - SF-l_mut, полученный путём внесения нуклеотидных замен, разрушающих природный сайт SF-1 (Рис. 2). Видно, что в случае почти всех представленных на рисунке 2 олигонуклеотидов присутствует полоса (отмечена белой стрелкой), подвижность которой напоминает паттерн связывания SF-1 с зондом SF-l_cons. Это свидетельствует в пользу того, что комплекс такой подвижности образуется в результате связывания SF-1 с соответствующим зондом. Подтверждение взаимодействия SF-1 с предсказанными для него сайтами получено в экспериментах с использованием антител (АТ) против SF-1: во-первых, при их добавлении к экстракту наблюдалось исчезновение или существенное ослабление полос задержки,

SF-1 SF-1 Cyp17 HSD3b Ad Cyp11B2 0x1 SF-1

cons mut (мышь) (мышь) (бык) (крыса) (человек) (мышь) -283 -113 -428 -324 -159 -224

■ - +

SF-1 SF-1 StAR Сур11В1 Сур11ВЗ LHbela Сур11В1 Sip

cons mut (макака) (морская (крыса) (свинья) (овца) (мышь)

-228 свинка) -309 -114 -337 +5299

-126

Рис. 2. Связывание олигонуклеотидов, соответствующих предсказанным 8Р-1 сайтам, с белками экстракта ядер клеток семенников крыс (Э) и с тем же экстрактом после его инкубации с АТ к 8Р-1 (Э + АТ).

комплексы ДНК/8Р-1,

комплекс ДНК/(8Р-1 + неидентифицированный белок).

Под названием гена указана позиция сайта относительно старта транскрипции.

соответствующих по подвижности комплексу зонда 8Р-1_сопз с БР-1; во-вторых, в присутствие АТ к БР-1 многие менее подвижные полосы (обозначены черными стрелками), соответствующие более тяжёлым комплексам зондов с белками, также ослаблялись или исчезали. Это подтверждает, что большинство исследованных нами потенциальных сайтов представляют собой композиционные элементы, с которыми связывается не только БР-1, но и другие белки. В картине связывания белков ядерного экстракта с некоторыми последовательностями присутствовали полосы задержки, на которые добавление АТ никак не

влияло (Рис. 2). Это означает, что соответствующие ДНК-белковые комплексы образуются без участия SF-1.

В целом, экспериментальная проверка продемонстрировала высокую точность методов SiteGA и SITECON при выбранных параметрах их работы. В первом случае подтверждено 15 из 18 предсказанных сайтов, во втором - все 18 предсказанных сайтов, что свидетельствует об очень j низком уровне ошибки перепредсказаний. Вместе с тем, в выборке промоторных районов (-500; +1) генов системы стероидогенеза было выявлено лишь 5 "общих" сайтов, подтверждённых экспериментально. Частичное перекрывание результатов предсказаний можно объяснить тем, что с целью минимизации количества ложно предсказанных сайтов для обоих методов нами были выбраны пороги, характеризующиеся достаточно высокими ошибками недопредсказания (SiteGA - 50%, SITECON - 56%), кроме того, модели сайтов, используемые методами I SiteGA и SITECON в ходе распознавания сайтов SF-1 принципиально различны.

Затем, для улучшения точности предсказаний SF-1 сайтов с I помощью SiteGA, В.Г. Левицким был разработан новый подход, 1 основанный на одновременном использовании метода SiteGA и оптимизированной динуклеотидной весовой матрицы (PWM) [Levitsky et al., 2007] - SiteGA+PWM. Для этого метода также была проанализирована плотность распределения потенциальных сайтов SF-1 в промоторных (-300;-1) районах различных функциональных групп генов на пяти порогах (0.938, 0.931, 0.919, 0.903, 0.885): картина была схожа с той, что наблюдали в случае одного метода SiteGA (Рис. 3).

Ш 10% (0.885) ЁЗ 20% (0.903) В 30% (0.919) □ 40% (0.931) ■ 50% (0.938)

1 -

0,9 0,8 0,7 -0,6 -0,5 -

0,4 -!

0,3 -I

0,2 -I

0,1 -0 -

CellCycle EndP Erith Inter Liver LipMet Ster "другие

гены"

Рис. 3. Количество потенциальных сайтов SF-1, обнаруженных с помощью SiteGA+PWM в промоторных районах (-300, -1) генов стероидогенеза, генов других функциональных групп и в объединённой группе "другие гены". ;

Ось ординат - число предсказанных сайтов/1000 п.н. на пяти порогах (0.938, ;

0.931, 0.919, 0.903, 0.885). В процентах (50%, 40%, 30%, 20%, 10%) указаны j ошибки недопредсказания метода, соответствующие каждому из порогов.

Однако, при использовании SiteGA+PWM, по-видимому, снижаются ко-распознавания сайтов связывания LRH-1. Так, уже на пороге 0.919, характеризующемся ошибкой не до предсказания 30%, в промоторных районах генов эритропоэза и генов, экспрессирующихся в печени, сайты SF-1 не распознаются. То есть, начиная с этого порога, по-видимому, исключаются ко-распознавания сайтов связывания LRH-1. На выбранном пороге ошибка недопредсказаний объединённого метода ниже, чем в случае SiteGA и составляет 30%. Поэтому для экспериментальной проверки были отобраны потенциальные сайты SF-1, предсказанные на данном пороге. Методом задержки в геле с использованием специфических антител способность взаимодействовать с SF-1 была подтверждена для 18 сайтов из 20 проверенных.

В целом, экспериментальная проверка продемонстрировала достаточно высокую эффективность методов SiteGA, SITECON и SiteGA+PWM при выбранных параметрах их работы. Вместе с тем, наборы сайтов, предсказанные разными методами, перекрываются лишь частично

Рис. 4. Пресечение пулов сайтов связывания транскрипционного

фактора SF-1, предсказанных в

промоторных районах (-500;+1) генов системы стероидогенеза методами

SiteGA, SITECON и SiteGA+PWM и подтверждённых in vitro.

В скобках указано суммарное количество сайтов, распознанных каждым из методов.

Таким образом, объединение подмножеств потенциальных ССТФ, распознанных каждым из трёх методов, приводит к увеличению суммарного числа предсказаний сайтов, и, тем самым, к снижению общего недопредсказания. Поэтому сочетание нескольких биоинформатических методов позволяет распознать большее количество ССТФ, по сравнению с применением каждого из методов по отдельности.

В итоге, в генах системы стероидогенеза млекопитающих экспериментально подтвержден 41 новый сайт связывания SF-1 из 45 потенциальных сайтов, предсказанных с помощью трёх методов (SiteGA, S1TECON и SiteGA+PWM).

Для выяснения того, связывается ли SF-1 с предсказанными сайтами in vivo, методом иммунопреципитации хроматина были исследованы сайты из двух генов мыши (HSD3b в позиции -113, Ad4BP/SF-l в позиции -224) и одного гена крысы {Oxt в позиции -1074). В качестве положительного контроля был взят сайт из гена StaR мыши в позиции -135 [Hiroi et al.,

2004]. Результаты эксперимента приведены на рисунке 5. С фрагментов ДНК, преципитированных при использовании антител к 5Р-1, амплифицировались последовательности, содержащие выявленные компьютерными методами сайты связывания 8Р-1 (дорожки 6, 8 и 11). В контрольных образцах, полученных без добавления антител, данные фрагменты не амплифицировались (дорожки 5, 7 и 10).

SIAR HSD3b

МЫШЬ мышь

(291 п.н.) (237 п.н.)

Ad4BP/SF-1 мышь (255 п.н.)

0x1 крыса (89 п.н.)

123 456 78 9 10 11

Рис. 5. Электрофореграмма продуктов ПЦР, полученных в экспериментах по иммунопреципитации хроматина с использованием антител к SF-1. ПЦР с

геномной ДНК после ультразвуковой обработки (дорожки 1, 4, 9). Отрицательный контроль - преципитация в отсутствии антител (-) (дорожки 2, 5, 7, 10). Продукты ПЦР, полученные в результате иммунопреципитации (АТ) (дорожки 3, 6, 8, 11).

М - маркёр молекулярных весов ДНК, - ПЦР-продукт. В скобках - длина ПЦР-продуктов.

Таким образом, для трех генов с помощью метода иммунопреципитации хроматина мы доказали, что с предсказанными в них сайтами фактор SF-1 связывается не только in vitro, но in vivo, что свидетельствует в пользу возможной функциональности этих сайтов.

Исследование способности SRE. распознанных методом SITECON. связываться с рекомбинантным SREBP-la. В качестве другой модели для построения метода распознавания был выбран SREBP. SREBP связывается с ДНК в виде гомодимера, соответственно, его сайты связывания имеют два консервативных мотива, то есть относятся к "двухкоровым".

Поиск потенциальных сайтов связывания SREBP SRE-типа осуществлён Д.Ю. Ощепковым методом SITECON в 5’-фланкирующих областях 46 генов системы липидного метаболизма, для которых регуляция факторами SREBP ранее не изучалась [Игнатьева и др., 2009]. Список генов, взятых в анализ, включал гены человека, мыши, крысы, цыпленка, быка и кролика.

Для выбора оптимального порога распознавания SITECON, отделяющего сайты от "несайтов", мы провели экспериментальную

проверку 30 потенциальных ЗЯЕВР сайтов БИБ-типа, с уровнями конформационного сходства в диапозоне от 70 до 90%. Тестирование проводилось методом задержки в геле с использованием синтезированного нами рекомбинантного белка ЕВР-1а(Шз)6.

На рисунке 6 представлены результаты проверки распознанных 8&ЕВР сайтов методом задержки ДНК-зондов в геле очищенным I 811ЕВР-1а. На большинстве дорожек (4-14 и 17-26) наблюдалась та же картина связывания, как и в случае положительного контроля (дорожка 2).

М 14 ■ ! - * «г .

\ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

I Рис. 6. Связывание олигонуклеотидов, содержащих SRE, предсказанные ; S1TECON, с рекомбинантным белком человека SREBP-la.

1 - свободный зонд; 2 - положительный контроль (SRE из промотора гена рецептора LDL человека [Moon et al., 2000]); 3 - отрицательный контроль (разрушенный SRE [Wang et al., 1993]); 4-26 - связывание с олигонуклеотидами, содержащими предсказанные SRE. Стрелками показаны комплексы ДНК с I белком SREBP-la. ■

Из 15 сайтов, обладающих уровнем конформационного сходства более чем 73 %, связывание со SREBP in vitro показана для всех из них. Для выборки сайтов с уровнем конформационного сходства несколько ниже, от 73-70 %, только половина сайтов (8 из 15) оказались способными к связыванию со SREBP белком.

Таким образом, в результате экспериментальной верификации определён ] порог отсечения метода SITECON (характеризуется уровнем конформационного сходства 73%), для успешного распознавания сайтов связывания SRE-типа, ниже которого эффективность метода падает, что выражается в предсказании большого количества ложных сайтов.

Поиск потенциальных генов-мишеней SF-1 белка в геноме человека на основе распознавания потенциальных SF-1 сайтов

методом SiteGA. В результате анализа плотности распределения сайтов SF-1, предсказанных методом SiteGA в промоторных районах

(-2100:+2100) генов стероидогенеза (выборка STER+ - 43

последовательности) и в выборке генов, не регулируемых SF-1 (TRRD(STER-) - 424 последовательности) (Рис.7), был выбран следующий

критерий для поиска вероятных генов-мишеней 8Р-1: наличие, по крайней мере, одного сайта 8Р-1 в районе (-300; -1), при наличии, по крайней мере, одного сайта в районе (-2100;-300) или (+1; +2100).

600 12«) 1800 ЗОВ Ml ИОО

2Ю0

Рис. 7. Распределение плотности предсказанных сайтов 8Р-1 в промоторных районах генов системы стероидогенеза

(8ТКГ(+_43) и остальных генов (ТШШ(8ТЕК-)_424). Ось абсцисс - локализация интервалов относительно старта

транскрипции; ось ординат -плотность предсказанных сайтов, выраженная в числе сайтов на 1000 п.н.

С помощью такого критерия в геноме человека нашлось порядка 150 потенциальных генов. Среди них мы выделили три наиболее интересные группы генов - потенциальных мишеней 8Б-1. Одна из групп включает гены, кодирующие рецепторы цитокинов и факторов роста, а также белки последующего пути передачи сигнала. Другая - представлена генами, кодирующими регуляторные белки. Выявлена также довольно большая группа генов, экспрессирующихся в органах мужской репродуктивной системы. Среди них обнаружены гены, продукты которых экспрессируются в придатке семенника (лактоферрин, пируваткарбоксилаза, вРШ 10).

Чтобы проверить экспрессируется ли 8Р-1 в этом органе, проведена Вестерн-блот гибридизация (Рис.8). В экспериментах были использованы

60 кДа — 50 кДа — 40 кДа —

30 кДа —

С <<Л

ELP

Sl-'-l

Рис. 8. Содержание транскрипционных факторов SF-1 и ELP в экстракте ядер клеток семенников и осветлённых клеточных

лизатах придатков

семенников, семенных

пузырьков и надпочечников крыс. М - маркёр молекулярного веса.

осветлённые клеточные лизаты придатков семенников и семенных пузырьков взрослых крыс \Vistar. Положительным контролем служил экстракт ядер клеток семенников 10-ти дневных и осветлённый клеточный лизат .надпочечников взрослых самцов крыс \yistar. В обоих случаях

наблюдается полоса, соответствующая SF-1. Аналогичная полоса присутствует в придатке семенника и семенных пузырьках. Помимо SF-1 в экстракте семенников, лизатах придатков семенников и семенных пузырьков, детектируется ещё один белок с большим молекулярным весом. Вероятней всего, это одна из изоформ ELP (embrional long terminal repeat-binding protein). Транскрипты SF-1 и ELP считываются с одного гена с участием альтернативного промотора и 3’-сплайсинга и демонстрируют различные паттерны экспрессии в органах и тканях экспериментальных животных.

Таким образом, нами впервые показана экспрессия SF-1 в органе, где она до сих пор не изучалась.

Выводы

1. С помощью трех компьютерных методов распознавания сайтов связывания SF-1 (SiteGA, SITECON и SiteGA+PWM) и проверки предсказанных сайтов методом задержки в геле обнаружен 41 новый сайт связывания этого фактора в регуляторных районах генов системы стероидогенеза. Показана высокая точность всех трёх методов: экспериментально подтверждено 83% сайтов, выявленных SiteGA, 100% сайтов - обнаруженных SITECON и 90% - SiteGA+PWM.

2. Экспериментально показано, что суммарно методы распознавания SiteGA, SITECON и SiteGA+PWM выявляют больше реально существующих сайтов SF-1, чем каждый метод в отдельности. Предложен новый подход по поиску ССТФ SF-1, основанный на использовании сочетания этих биоинформатических методов.

3. Методом иммунопреципитации хроматина доказано связывание SF-1 в условиях in vivo с предсказанными сайтами из генов мыши - HSD3b (в позиции -113; SiteGA и SITECON) и Ad4BP/SF-l (в позиции -224; выявлен всеми тремя методами), а также гена Oxt крысы (в позиции -1074; SiteGA+PWM).

4. Показано связывание рекомбинантного SREBP-la человека ш vitro с 23 новыми сайтами SRE-типа, выявленными методом SITECON в регуляторных районах генов системы липидного метаболизма. В ходе экспериментальной проверки установлено, что показатель "уровень конформационного сходства" метода SITECON адекватно отражает способность сайтов взаимодействовать с SREBP.

5. Впервые разработан критерий для выявления вероятных генов мишеней SF-1; с помощью критерия в геноме человека обнаружено три группы генов, включающие гены рецепторов цитокинов и факторов роста, гены ряда регуляторных белков и гены, экспрессирующиеся в органах мужской репродуктивной системы.

6. На основании анализа теоретических данных о выявленных группах

генов - потенциальных мишеней SF-1, впервые выдвинута гипотеза об экспрессии SF-1 в придатке семенника; с помощью Вестерн-блот гибридизации гипотеза об экспрессии SF-1 в этом органе подтверждена.

Список публикаций по теме диссертации в рецензируемых изданиях

1. Бусыгина Т.В., Васильев Г.В., Климова Н.В.. Игнатьева Е.В., Осадчук А.В. Сайты связывания транскрипционного фактора SF1 в промоторных районах генов, кодирующих ферменты стероидогенеза ЗбетаГСД1 и Р450с17 мыши // Биохимия. 2005. Т.70. Вып.10. С.1397-1402. (перечень ВАК)

2. Levitsky V., Ignatieva Е., Vasiliev G., Klimova N.. Busygina Т., Merkulova Т., Kolchanov N. The SiteGA tool for recognition and context analysis of transcription factor binding sites: significant dinucleotide features besides the canonical consensus exemplified by SF-1 binding site. In: Bioinformatics of Genome Regulation and Structure II. (Eds. N.KoIchanov and R. Hofestaedt) Springer Science+Business Media, Inc. 2006. P.31-41.

3. Климова H.B.. Левицкий В.Г., Игнатьева E.B., Васильев Г.В., Кобзев В.Ф., Бусыгина Т.В., Меркулова Т.И., Колчанов Н.А. Потенциальные сайты связывания фактора транскрипции SF-1: выявление методом SiteGA, экспериментальная проверка и поиск новых генов-мишеней. Мол. Биол. 2006. Т.40. С. 512-523. (перечень ВАК)

4. Kolchanov N.A., Merkulova T.I., Ignatieva E.V., Ananko E.A.,

Oshchepkov D.Y., Levitsky. V.G., Vasiliev G.V., Klimova N.V..

Merkulov V.M., Charles Hodgman T. Combined experimental and computational approaches to study the regulatory elements in eukaryotic genes // Brief. Bioinform. 2007. V. 8(4). P. 266-274. (перечень ВАК)

5. Ощепков Д.Ю., Игнатьева Е.В., Ананько Е.А., Левицкий В.Г.,

Васильев Г.В., Климова Н.В.. Меркулов ВМ., Колчанов Н.А.

Экспериментальные и компьютерные подходы к изучению регуляторных элементов в эукариотических генах // Биохимия. 2007. Т.72. С.1459-1467. (перечень ВАК)

6. Игнатьева Е.В., Климова Н.В.. Ощепков Д.Ю., Васильев Г.В., Колчанов Н.А. Поиск новых сайтов связывания транскрипционного фактора Sfl методом Sitecon: экспериментальная проверка и анализ регуляторных районов генов-ортологов // ДАН. 2007. Т. 415. № 1. С. 120-124. (перечень ВАК)

7. Меркулова Т.И., Ощепков Д.Ю., Игнатьева Е.В., Ананько Е.А., Левицкий В.Г., Васильев Г.В., Климова Н.В.. Меркулов В.М., Колчанов Н.А. Экспериментальные и компьютерные подходы к

изучению регуляторных элементов в эукариотических генах // Биохимия. 2007. Т. 72. № 11. С. 1459-1467. (перечень ВАК)

8. Ощепков Д.Ю., Бугреев Д.В., Невинский Г.А., Колчанов H.A.,

Игнатьева Е.В., Климова Н.В.. Васильев Г.В., Меркулова Т.И., Пономаренко М.П., Воробьев Ю.Н., Емельянов Д.Ю., Левицкий В.Г., Ананько Е.А., Вишневский О.В., Кобзев В.Ф., Бусыгина Т.В. Регуляторные последовательности ДНК: исследование

компьютерными методами. В монографии "Системная Компьютерная Биология" Под ред. Колчанов H.A., Гончаров С.С., Лихошвай В.А., Иванисенко В.А. Издательство СО РАН. 2008. С. 38-126.

9. Игнатьева Е.В., Меркулова Т.И., Ощепков Д.Ю., Климова Н.В.. Турнаев И.И., Кобзев В.Ф., Колчанов H.A. Выявление новых сайтов связывания транскрипционных факторов SREBP в промоторных районах генов позвоночных на основе комбинации биоинфоматического и экспериментального подходов // Вестник ВОГиС. 2009. Т. 13. № 1. (перечень ВАК)

Подписано к печати 25.11.2010 г.

Формат бумаги 60 х 90 1/16. Печ. л.1. Уч.изд. л. 0,7. Тираж 110 экз. Заказ 108.

Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 10.

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Климова, Наталья Викторовна

Список используемых сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Компьютерные методы поиска сайтов связывания транскрипционных факторов в эукариотических генах и их экспериментальная проверка

1.1. Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов методами, использующими обучающие выборки

1.1.1. Источники обучающих выборок сайтов связывания транскрипционных факторов

1.1.2. Компьютерные методы распознавания сайтов связывания транскрипционных факторов, основанные на обучении

1.1.2.1. Методы консенсуса и весовых матриц

1.1.2.2. Подходы, основанные на выявлении конформационных и физико-химических параметров ДНК. Метод SITECON

1.1.2.3. Подходы, основанные на методах дискриминатного анализа. Метод SiteGA

1.1.3. Оценка точности методов распознавания

1.2. Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов de novo

1.2.1. Методы поиска сверхпредставленных мотивов

1.2.2. Филогенетический футпринтинг

2. Экспериментальные методы проверки сайтов связывания транскрипционных факторов, предсказанных с помощью компьютерных методов

3. Транскрипционный фактор SF

3.1. Строение SF

3.2. Экспрессия SF-1 и его гены-мишени

4. Транскрипционные факторы SREBP

4.1. Строение SREBPs

4.2. Процессинг SREBP

4.3. Сайты связывания SREBP белков

4.4. Изоформы SREBP

4.5. Гены - мишени SREBP

Введение Диссертация по биологии, на тему "Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода"

Актуальность темы.

Последнее десятилетие в развитии молекулярной биологии и молекулярной генетики ознаменовалось расшифровкой генома человека и более десятка геномов других животных. В настоящее время есть все основания говорить о вступлении этих разделов биологии в постгеномную эру, которая ставит перед ними ряд новых фундаментальных задач. Центральное место среди этих задач принадлежит расшифровке регуляторного кода ДНК и выяснению принципов организации регуляторного аппарата эукариотической клетки, слаженная работа всех компонентов которого обеспечивает нужный уровень экспрессии каждого гена с надлежащей эффективностью в надлежащее время и в надлежащем месте.

Основу транскрипционного регуляторного кода ДНК составляют короткие (5-20 п.н.) последовательности - сайты связывания регуляторных белков - транскрипционных факторов (ССТФ). Набор таких сайтов в регуляторных районах гена программирует его судьбу в процессе индивидуального развития, определяет тканеспецифичность экспрессии гена, а также его способность отвечать на различные сигналы внешней и внутренней среды. К настоящему времени достигнуты большие успехи как в изучении организации регуляторных районов эукариотических генов, так и в идентификации и анализе компонентов надгеномной регуляторной системы. Открыты сотни факторов транскрипции [Wingender, 2008], идентифицированы десятки тысяч сайтов связывания этих белков во многих генах [Kolchanov et al., 2002; Matys et al., 2006], сложились представления о регуляторных районах генов - промоторах, энхансерах, сайленсерах. Тем не менее, расшифровка регуляторного транскрипционного кода ДНК еще очень далека от завершения. Активно развиваемые во всем мире биоинформационные подходы к решению этой задачи, основанные на использовании компьютерных методов распознавания ССТФ на ДНК, пока дают довольно скромные результаты. Очевидно, что эффективность этих подходов может существенно возрасти при сочетании их с экспериментальными методами, однако такие работы до сих пор исчисляются единицами [Tronche etal., 1997; Kel et al, 2001; Kel étal., 2008].

Ввиду ключевой роли в регуляции жизненно важных физиологических процессов, актуальными моделями для создания экспериментально-компьютерных подходов по поиску сайтов связывания представляются транскрипционные факторы: SF-1 (steroidogenic factor 1) - один из основных регуляторов экспрессии генов системы стероидогенеза, и играющий важную роль в поддержании гомеостаза холестерина и метаболизме жирных кислот SREBP (sterol regulatory element binding protein).

Целью данной работы являлось выявление новых сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и SREBP в генах позвоночных животных с помощью комплекса экспериментальных и теоретических методов, а также идентификация новых генов-мишеней SF-1 в геноме человека.

В работе были поставлены следующие задачи:

Научная новизна исследования.

С помощью сочетания, компьютерных и экспериментальных методов в генах системы стероидогенеза и липидного метаболизма выявлены ранее неизвестные сайты связывания транскрипционных факторов (ССТФ) SF-1 и SREBP,1 соответственно. Для трёх обнаруженных in vitro в промоторах генов системы стероидогенеза млекопитающих сайтов впервые доказано их связывание с SF-1 в условиях in vivo, что является аргументом в пользу функциональности исследованных сайтов связывания. Результаты экспериментов по верификации предсказанных потенциальных сайтов показали высокую точность использованных биоинформатических методов распознавания ССТФ при« выбранных нами параметрах их работы* и реалистичность предсказаний с помощью данных методов.

Впервые показано, что пулы сайтов SF-1, распознанные методами SiteGA, SITECON, SiteGA+PWM, перекрываются лишь частично. Объединение подмножеств потенциальных ССТФ, обнаруженных каждым из компьютерных методов, значительно увеличивает суммарное число предсказаний; новых сайтов, что существенно расширяет наши знания о механизмах регуляции экспрессии ранее неизвестных генов-мишеней. Таким образом, сочетание нескольких биоинформатических методов распознавания, основанных на разных принципах анализа исходных последовательностей, представляется более эффективным подходом для распознавания потенциальных ССТФ, чем использование каждого из них в отдельности.

На основе анализа распределения выявленных методом SiteGA потенциальных SF-1 сайтов в промоторных районах генов разработан новый метод для* выявления вероятных генов-мишеней SF-1 в геномах млекопитающих. С его помощью в геноме человека обнаружено несколько перспективных для дальнейшего изучения групп, включающих гены рецепторов цитокинов и рецепторов факторов роста; гены, кодирующие регуляторные белки, а также гены, экспрессирующиеся в некоторых органах мужской репродуктивной системы, где экспрессия 8Р-1 ранее не изучалась. Исходя из полученных данных, было сделано предположение об экспрессии в придатке семенника. На модели экспериментальных животных впервые показана экспрессия 8Т-1 в этом органе. Положения, выносимые на защиту.

1. Выявление с помощью экспериментально-компьютерного подхода в 15 генах липидного метаболизма позвоночных животных 23 неизвестных ранее сайтов связывания транскрипционного фактора 8КЕВР, а в 19 генах системы стероидогенеза млекопитающих 41 нового сайта связывания транскрипционного фактора 8Р-1, подтверждает высокую эффективность использования комбинированного подхода к исследованию регуляторных, районов генов.

2. Разработанный нами на основе экспериментально верифицированного компьютерного метода БкеОА комбинированный подход пригоден для полномасштабного поиска в геномах млекопитающих потенциальных генов - мишеней 8Р-1, а также позволяет успешно предсказывать новые ткани и органы, в которых можно ожидать экспрессию этого фактора.

3. С помощью этого подхода в геноме человека выделено несколько новых групп генов, регулируемых транскрипционным фактором 8Р-1, в том числе гены рецепторов цитокинов и факторов роста, гены других регуляторных белков и транскрипционных факторов.

Научно-практическая значимость.

Полученные в диссертации результаты могут быть использованы для создания комбинированных подходов по выявлению в геномах эукариот сайтов связывания транскрипционных факторов и поиска их генов-мишеней. Точное распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов в регуляторных районах генов с помощью предложенного в диссертации экспериментально-компьютерного подхода может быть использовано для предсказания специфичности экспрессии этих генов в органах и тканях, и для выявления новых процессов, в которых транскрипционные факторы также могут участвовать. -,

Заключение Диссертация по теме "Генетика", Климова, Наталья Викторовна

ВЫВОДЫ:

4. Показано связывание рекомбинантного SREBP-la человека in vitro с 23 новыми сайтами SRE-типа, выявленными методом SITECON в регуляторных районах генов системы липидного метаболизма. В ходе экспериментальной проверки установлено, что показатель "уровень конформационного сходства" метода SITECON адекватно отражает способность сайтов взаимодействовать с SREBP.

5. Впервые разработан критерий для выявления вероятных генов мишеней SF-1; с помощью критерия в геноме человека обнаружено три группы функционально связанных генов, включающие гены рецепторов цитокинов и факторов роста, гены ряда регуляторных белков и гены, экспрессирующиеся в органах мужской репродуктивной системы.

6. На основании анализа теоретических данных о выявленных группах генов - потенциальных мишеней 8Р-1, впервые выдвинута гипотеза об экспрессии 8Р-1 в придатке семенника; с помощью Вестерн-блот гибридизации гипотеза об экспрессии 8Р-1 в этом органе подтверждена.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Климова, Наталья Викторовна, Новосибирск

1. Бусыгина Т.В., Игнатьева Е.В., Осадчук A.B. Консенсус сайта связывания транскрипционного фактора SF-1 и его потенциальные сайты в 5'-фланкирующих районах генов ферментов стероидогенеза 3bHSDI и Сур 17 мыши // Биохимия, 2003, Т. 68, С. 467-476.

2. Левицкий В.Г., Игнатьева Е.В., Ананько Е.А., Меркулова Т.И., Колчанов H.A., Ходжман Т.С. Метод SiteGA для распознавания сайтов связывания транскрипционных факторов // Биофизика, 2006, Т.51, С. 633-639.

3. Маниатис Т., Фрич Э., Сэмбрук Д. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование // М.: Мир, 1984. С. 480.

4. Смирнов А.Н. Ядерные рецепторы: номенклатура, лиганды, механизмы влияния на экспрессию генов // Биохимия, 2002, Т. 67(9), С. 1157-1181.

5. Alberts В. Essential Cell Biology: An Introduction to the Molecular Biology of the Cell // New York: Garland Pub, 1998.

6. Ananko E.A., Kondrakhin Y.V., Merkulova Т. I., Kolchanov N.A. Recognition of interferon-inducible sites, promoters, and enhancers // BMC Bioinformatics, 2007, Vol. 8, P. 56.

7. Anderson T.W. An introduction to multivariate statistical analysis // John Wiley & Sons Inc., N.Y., 1958.

8. Arauzo-Bravo M.J., Sarai A. Knowledge-based prediction of DNA atomic structure from nucleic sequence // Genome Inform., 2005, Vol. 16, P. 12-21.

9. Badve S., Deshpande C., Hua Z., Logdberg L. Expression of invariant chain (CD 74) and major histocompatibility complex (MHC) class II antigens in the human fetus // J Histochem. Cytochem., 2002, Vol. 50(4), P.473-482.

10. Bailey T.L. and Elkan C. The value of prior knowledge in discovering motifs with MEM // Proc. Int. Conf. Intell. Syst. Mol. Biol., 1995, Vol. 3, P. 21-29.

11. Baldi P., Brunak S., Chauvin Y., Andersen C.A., Nielsen H. Assessing the accuracy of prediction algorithms for classification: an overview //Bioinformatics, 2000, Vol. 16(5), P. 412-424.

12. Bank A. Regulation of human fetal hemoglobin: new players, new complexities // Blood, 2006, Vol. 107(2), P. 435-443.

13. Beckmann H., Su L.K., Kadesch T. TFE3: a helix-loop-helix protein that activates transcription through the immunoglobulin enhancer muE3 motif // Genes. Dev., 1990, Vol. 4(2), P. 167-179.

14. Berezikov E., Guryev V., Cuppen E. Exploring conservation of transcription factor binding sites with CONREAL // Nucleic Acids Res., 2005, Vol. 33, P. 447-450.

15. Benecke A. Genomic plasticity and information processing by transcription coregulators // Com. Plex. Us., 2003, Vol. 1, P. 65-76.

16. Benecke A. Chromatin code, local non-equilibrium dynamics, and the emergence of transcription regulatory programs // Eur. Phys. J. E., 2006, Vol. 19, P. 379-84.

17. Bennett M.K., Toth J.I., Osborne T.F. Selective association of sterol regulatory element-binding protein isoforms with target promoters in vivo // J. Biol. Chem., 2004, Vol. 279(36), P. 37360-37367.

18. Berg O.G., von Hippel P.H. Selection of DNA binding sites by regulatory proteins. Statistical-mechanical theory and application to operators and promoters // J. Mol. Biol., 1987, Vol. 193(4), P. 723-50.

19. Boffelli D., McAuliffe J., Ovcharenko D., Lewis K.D., Ovcharenko I., Pachter L., and Rubin E.M. Phylogenetic shadowing of primate sequences to find functional regions of the human genome // Science, 2003, Vol. 299, P.1391-1394.

20. Boffelli D., Weer C.V., Weng L., Lewis K.D., Shoukry M.I., Pachter L., Keys D.N. and Rubin E.M. Intraspecies sequence comparisons for annotating genomes. Genome Res., 2004, Vol. 14, P. 2406—2411.

21. Bourdeau V., Deschenes J., Laperriere D., Aid M., White J.H., Mader S. Mechanisms of primary and secondary estrogen target gene regulation in breast cancer cells // Nucleic Acids Res., 2008, Vol. 36(1), P. 76-93.

22. Brooks D.E. Influence of androgens on the weights of the male accessory reproductive organs and on the activities of mitochondrial enzymes in the epididymis of the rat // J. Endocrinol., 1979, Vol. 82, P. 293-303.

23. Bulger M., Groudine M. Enhancers: the abundance and function of regulatory sequences beyond promoters // Dev. Biol., 2010, Vol. 339(2), P. 250-257.

24. Bulyk, M., Johnson, P. and Church, G. Nucleotides of transcription factor binding sites exert inter-dependent effects on the binding affinities of transcription factors // Nucleic Acids Res., 2002, Vol. 30, P. 1255-1261.

25. Bucher P. Weight matrix descriptions of four eukaryotic RNA polymerase II promoter elements derived from 502 unrelated promoter sequences // J. Mol. Biol. 1990. - Vol. 212. - P. 563-578.

26. Bucher P. Regulatory elements and expression profiles // Curr. Opin. Struct. Biol., 1999, Vol. 9(3), P. 400-407.

27. Cardinaux J. R., Notis J. C., Zhang Q., Vo N., Craig J. C., Fass D. M., Brennan R. G., Goodman R. H. Recruitment of CREB binding protein is sufficient for CREB-mediated gene activation // Mol. Cell. Biol., 2000, Vol. 20, P. 1546-1552.

28. Chang L.W., Nagarajan R., Magee J.A., Milbrandt J., Stormo G.D. A systematic model to predict transcriptional regulatory mechanisms based on overrepresentation of transcription factor binding profiles // Genome Res., 2006, Vol. 16, P. 405-413.

29. Chatterjee S., Szustakowski J.D., Nanguneri N.R., Mickanin C., Labow M.A., Nohturfft A., Dev K.K., Sivasankaran R. Identification of novel genes and pathways regulating SREBP transcriptional activity // PLoS One., 2009, Vol. 4(4), P. e5197.

30. Chen H., Lee J.M., Zong Y., Borowitz M., Ng M.H., Ambinder R.F., Hayward S.D. Linkage between STAT regulation and Epstein-Barr virus gene expression in tumors // J. Virology, 2001, Vol. 75, P. 2929-2937.

31. Slater G., Smith J., Spooner W., Stabenau A., Stalker J., Stupka E., Ureta-Vidal A., Vastrik I., Birney E. Ensembl 2002: accommodating comparative genomics //Nucleic. Acids. Res., 2003, Vol. 31, P. 38-42.

32. Clarke S.D., Armstrong M.K. Cellular lipid binding proteins: expression, function, and nutritional regulation // FASEB J., 1989, Vol. 3, P. 24802487.

33. Crawford P.A., Polish J.A., Ganpule G. and Sadovsky Y. The activation function-2 hexamer of steroidogenic factor-1 is required, but not sufficient for potentiation by SRC-1 // Mol. Endocrinol., 1997, Vol. 11, P. 1626-35.

34. Desclozeaux M., Krylova I.N., Horn F., Fletterick R.J., Ingraham H.A. Phosphorylation and intramolecular stabilization of the ligand binding domain in the nuclear receptor steroidogenic factor 1 // Mol. Cell. Biol., 2002, Vol. 22, P. 7193-7203.

35. Down T.A. and Hubbard T.J. NestedMICA: Sensitive inference of over-represented motifs in nucleic acid sequence // Nucleic Acids Res., 2005, Vol. 33, P. 1445-1453.

36. Durbin R., Eddy S.R., Krogh A., Mitchson G. Biological sequence analysis // Cambridge University Press., U.K., 1998.

37. Ecker J., Langmann T., Moehle C., Schmitz G. Isomer specific effects of Conjugated Linoleic Acid on macrophage ABCG1 transcription by a SREBP-1 c dependent mechanism // Biochem. Biophys. Res. Commun.,2007, Vol. 352(3), P. 805-11.

38. Eddy S.R. Profile hidden Markov models // Bioinformatics, 1998, Vol. 14(9), P. 755-63.

39. Efron B., Gong G. A leisure look at the bootstrap, the jackknife and cross-validation // Am. Star., 1983, Vol. 37, P. 36-48.

40. Elkon R., Linhart C., Sharan R., Shamir R., Shiloh Y.Genome-wide in silico identification of transcriptional regulators controlling the cell cycle in human cells // Genome Re.,s 2003, Vol. 13, P. 773-780.

41. Elnitski L., Jin V.X., Farnham P.J., Jones S.J. Locating mammalian transcription factor binding sites: a survey of computational and experimental techniques // Genome Res., 2006, Vol. 16(12), P. 1455-64.

42. Ericsson J., Jackson S.M., Lee B.C., Edwards P.A. Sterol regulatory element binding protein binds to a cis element in the promoter of the farnesyl diphosphate synthase gene // Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1996, Vol. 93, P. 945-950.

43. Euskirchen G., Royce T.E., Bertone P., Martone R., Rinn J.L., Nelson F.K., Sayward F., Luscombe N.M., Miller P., Gerstein M., Weissman S., Snyder M. CREB binds to multiple loci on human chromosome 22 // Mol. Cell. Biol., 2004, Vol. 24, P. 3804-3814.

44. Fayard E., Auwerx J., Schoonjans K. LRH-1: an orphan nuclear receptor involved in development, metabolism and steroidogenesis // Trends in Cell Biol., 2004, Vol. 14, P. 250-260.

45. Ferrara N., LeCouter J., Lin R., Peale F. EG-VEGF and Bv8: a novel family of tissue-restricted angiogenic factors. // Biochim. Biophys. Acta., 2004, Vol. 1654(1), P. 69-78.

46. Ferré-D'Amaré A.R. and Burley S.K. DNA recognition by helixloop- helix proteins // Nucleic Acids Mol. Biol., 1995, Vol. 9, P. 285-298.

47. Ferré-D'Amaré A.R., Prendergast G.C., Ziff E.B. & Burley, S.K. Recognition by Max of its cognate DNA through a dimeric b/HLH/Z domain //Nature, 1993, Vol. 363, P. 38-45.

48. Fijak M., Iosub R., Schneider E., Linder M., Respondek K., Klug J., Meinhardt A. Identification of immunodominant autoantigens in rat autoimmune orchitis // J. Pathol.,. 2005, Vol. 207(2), P. 127-38.

49. Fregonese L., Stolk J. Hereditary alpha-1-antitrypsin deficiency and its clinical consequences // Orphanet. J. Rare Dis., 2008, Vol. 3, P. 16.

50. Fouchecourt S., Metayer S., Locatelli A., Dacheux F., Dacheux J.L. Stallion epididymal fluid proteome: qualitative and quantitative characterization; secretion and dynamic changes of major proteins // Biol. Reprod., 2000, Vol. 62, P. 1790-1803.

51. Fredriksson R., Lagerstrom M.C., Hoglund P.J., Schioth H.B. Novel human G protein-coupled receptors with long N-terminals containing GPS domains and Ser/Thr-rich regions // FEBS Lett., 2002, Vol. 531, P. 407-414.

52. Frith M.C., Fu Y., Yu L., Chen J.F., Hansen U., and Weng Z. Detection of functional DNA motifs via statistical over-representation // Nucleic Acids Res., 2004, Vol. 32, P. 1372-1381

53. Frith M.C., Ponjavic J., Fredman D., Kai C., Kawai J., Carninci P., Hayshizaki Y., Sandelin A. Evolutionary turnover of mammalian transcription start sites // Genome Res., 2006, Vol. 16(6), P. 713-722.

54. Fusi F.M., Lorenzetti L, Mangili F., Herr J.C., Freemerman A.J., Gailit J., Bronson R.A. Vitronectin is a intrinsic protein in human spermatozoa releasing during the acrosome reaction // Mol. Reprod. Dev., 1994, Vol. 39, P. 337-343.

55. Gadiraju S., Vyhlidal C.A., Leeder J.S. and Rogan P.K. Genome-wide prediction, display and refinement of binding sites with information theory-based models // BMC Bioinformatics, 2003, Vol. 4, P. 38.

56. Galas D.J. and Schmitz A. DNase footprinting: A simple method for the detection of protein-DNA binding specificity. Nucleic Acids Res. 1978, Vol. 5, P. 3157-3170.

57. Gelfand M.S. Prediction of function in DNA sequence analysis // J. Comput. Biol., 1995, Vol. 2(1), P. 87-115.

58. Gershenzon N.I., Stormo G.D., Ioshikhes I.P. Computational technique for improvement of the position-weight matrices for the DNA/protein binding sites // Nucleic Acids Res., 2005, Vol. 33(7), P. 2290-2301.

59. Ghosh D. Object-oriented transcription factors database (ooTFD) // Nucleic Acids Res, 2000, Vol. 28, P. 308-310.

60. Gibbs R.A, Weinstock G.M, Metzker M.L., Muzny D.M, Sodergren E.J., Scherer S, Scott G, Steffen D, Worley K.C, Burch P.E. Genome sequence of the Brown Norway rat yields insights into mammalian evolution // Nature, 2004, Vol. 428, P. 493-521.

61. Gimpl G, Burger K, Fahrenholz F. A closer look at the cholesterol sensor //Trends. Biochem. Sci, 2002, Vol. 27(12), P. 596-9.

62. Gold L., Brown D, He Y.-Y, Shtatland T., Singer B.S., Wu Y. From oligonucleotide shapes to genomic SELEX: Novel biological regulatory loops // Biochemistry, 1997, Vol. 94, P. 59-64.

63. Goldstein J.L, Rawson R.B, Brown M.S. Mutant mammalian cells as tools to delineate the sterol regulatory element-binding protein pathway for feedback regulation of lipid synthesis // Arch. Biochem. Biophys, 2002, Vol. 397(2), P. 139-148.

64. Gondret F, Ferré P., Dugail I. ADD-l/SREBP-1 is a major determinant of tissue differential lipogenic capacity in mammalian and avian species // J. Lipid. Res, 2001, Vol. 42(1), P. 106-13.

65. Goodman R.H, Smolik S. CBP/p300 in cell growth, transformation, and development. // Genes. Dev., 2000, Vol. 14(13), P. 1553-77.

66. Goodridge A.G. Dietary regulation of gene expression: enzymes involved in carbohydrate and lipid metabolism // Annu. Rev. Nutr., 1987, Vol. 7, P. 157-185.

67. Gorin A.A., Zhurkin V.B., Olson W.K. B-DNA twisting correlates with base-pair morphology // J. Mol. Biol, 1995, Vol. 247, P. 34-48.

68. Gorski K., Carneiro M., Schibler U. Tissue-specific in vitro transcription from the mouse albumin promoter // Cell, 1986, Vol. 47, P. 767-776.

69. Grapin-Botton A. Ductal cells of the pancreas. // Int. J. Biochem. Cell. Biol, 2005, Vol. 37(3), P. 504-510.

70. Grundy W.N, Bailey T.L, Elkan C.P, Baker M.E. Meta-MEME: motifbased hidden Markov models of protein families // Comput. Appl. Biosci, 1997, Vol. 13, P. 397-406.

71. Guan G, Dai P.H, Osborne T.F, Kim J.B, Shechter I. Multiple sequence elements are involved in the transcriptional regulation of the human squalene synthase gene //J. Biol. Chem, 1997, Vol. 272(15), P. 10295-302.

72. Guan G, Jiang G, Koch R.L. and Shechter I. Molecular cloning and functional analysis of the promoter of the human squalene synthase gene //• J. Biol. Chem, 1995, Vol, 270, P. 21958-21965.

73. Gunewardena S., Jeavons P., Zhang Z. Enhancing the prediction of transcription factor binding sites by incorporating structural properties and nucleotide covariations // J. Comput. Biol., 2006, Vol. 13, P. 929-945.

74. Hall P.A., Reis-Filho J.S., Tomlinson I., Roulsom R. An introduction to genes, genomes and disease // J. Pathol., 2010, Vol: 220, P. 109-113.

75. Hallikas O., Palin K., Sinjushina N., Rautiainen R., Partanen J., Ukkonen E. and Taipale J. Genome-wide prediction of mammalian enhancers based on analysis of transcription-factor binding affinity // Cell, 2006, Vol. 124, P. • 47-59.

76. Hammer G.D. and Ingraham H.A. Steroidogenic factor-1: its role in endocrine organ development and differentiation // Front. Neuroendocrinol., 1999, Vol. 20, P. 199-223.

77. Hayashizaki Y. The Riken mouse genome encyclopedia project // C. R. Biol., 2003, Vol. 326(10-11), P. 923-9.

78. Hedger M.P., Meinhardt A. Cytokines and the immune-testicular axis // J. Reprod. Immunol., 2003, Vol. 58, P. 1-26.

79. Hertz G.Z., Stormo G.D. Identifying DNA and protein patterns with statistically significant alignments of multiple sequences // Bioinformatics, 1999, Vol. 15, P. 563-77.

80. Hinshelwood M.M., Shelton J.M., Richardson J.A., Mendelson C.R. Temporal and spatial expression of liver receptor homologue-1 (LRH-1) during embryogenesis suggests a potential role in gonadal development // Dev. Dyn., 2005, Vol. 234(1), P. 159-68.

81. Holloway D.T., Kon M., DeLisi C. Integrating genomic data to predict transcription factor binding // Genome Inform., 2005, Vol. 16(1), P. 83-94.

82. Holthuis J.C., van Riel M.C., Martens G.J. Translocon-associated protein TRAP delta and a novel TRAPlike protein are coordinately expressed with pro-opiomelanocortin in Xenopus intermediate pituitary // Biochim. J., 1995, Vol. 312,P. 205-213.

83. Hoivik E.A., Lewis A.E., Aumo L., Bakke M. Molecular aspects of steroidogenic factor 1 (SF-1) // Mol. Cell. Endocrinol., 2010, Vol. 315(1-2), P. 27-39.

84. Horton J.D., Goldstein J.L., Brown M.S. SREBPs: activators of the complete program of cholesterol and fatty acid synthesis in the liver // J. Clin. Invest., 2002, Vol. 109(9), P. 1125-31.

85. Ho Sui S.J., Mortimer J.R., Arenillas D.J., Brumm J., Walsh C.J., Kennedy B.P., Wasserman W.W. oPOSSUM: identification of over-represented transcription factor binding sites in co-expressed genes // Nucleic Acids Res., 2005, Vol.33, P. 3154-3164.

86. Hu J., Banerjee A., Goss D.J. Assembly of b/HLH/z proteins c-Myc, Max, and Madl with cognate DNA: importance of protein-protein and proteinDNA interactions // Biochemistry, 2005, Vol. 44(35), P. 11855-63.

87. Ikeda Y., Lala D.S., Luo X., Kim E., Moisan M.P., Parker K.L. Characterization of the mouse FTZ-F1 gene, which encodes a key regulator of steroid hydroxylase gene expression // Mol. Endocrinol., 1993, Vol. 7, P. 852-860.

88. Ito M., Yu R., Jameson J.L. DAX-1 inhibits SF-1-mediated transactivation via a carboxy-terminal domain that is deleted in adrenal hypoplasia congenital//Mol. Cell. Biol., 1997, Vol. 17(3), P. 1476-83.

89. Ito M., Yu R.N. and Jameson J.L. Steroidogenic factor-1 contains a carboxy-terminal transcriptional activation domain that interacts with steroid receptor coactivator-1 //Mol. Endocrinol., 1998, Vol. 12, P.290-301.

90. Jacob A.L., Lund J., Martinez P., Hedin L. Acetylation of steroidogenic factor 1 protein regulates its transcriptional activity and recruits the coactivator GCN5 // J. Biol. Chem., 2001, Vol. 276(40), P. 37659-64.

91. Jiang C., Xuan Z., Zhao F., Zhang M.Q. TRED: a transcriptional regulatory element database, new entries and other development // Nucl. Acids. Res., 2007, Vol.35, P. D137-140.

92. Jin Y.Z., Bannai S., Dacheux J.L., Okamura N. Direct evidence for the secretion of lactoferrin and its binding to sperm in the porcine epididymis // Mol. Reprod. Dev., 1997, Vol. 47, P. 490^196.

93. Jolly E.R., Chin C.S., Herskowitz I., Li H. Genome-wide identification of the regulatory targets of a transcription factor using biochemical characterization and computational genomic analysis // BMC Bioinformatics, 2005, Vol. 18(6), P. 275.

94. Jump D.B., Clarke S.D. Regulation of gene expression by dietary fat // Annu. Rev. Nutr., 1999, Vol. 19, P. 63-90.

95. Kan H.Y., Pissios P., Chambaz J., Zannis V.I. DNA binding specificity and transactivation properties of SREBP-2 bound to multiple sites on the human apoA-II promoter // Nucleic Acids Res., 1999, Vol. 27(4), P. 1104-17.

96. Kel A., Kel-Margoulis O., Babenko V., Wingender E. Recognition of NFATp/AP-1 composite elements within genes induced upon the activation of immune cells // J. Mol. Biol., 1999, Vol. 288, P. 353-376.

97. Kel A.E., Kel-Margoulis O.V., Farnham P.J., Bartley S.M., Wingender E., Zhang M.Q. Computer-assisted identification of cell cycle-related genes: new targets for E2F transcription factors // J. Mol. Biol., 2001, Vol. 309, P. 99-120.

98. Kel A.E., Gossling E., Reuter I., Cheremushkin E., Kel-Margoulis O.V., Wingender E. MATCH: A tool for searching transcription factor binding sites in DNA sequences // Nucleic Acids Res., 2003, Vol. 31(13), P. 3576- 3579.

99. Kel A.E., Niehof M., Matys V., Zemlin R. and Borlak J. Genome wide prediction of HNF4a functional binding sites by the use of local and global sequence context // Genome Biology, 2008, Vol. 9(2), P. 36.1-36.19

100. Khorasanizadeh S., Rastinejad F. Nuclear-receptor interactions on DNA-response elements // Trends Biochem. Sci., 2001, Vol. 26, P. 384-390.

101. Kierszenbaum A.L. Epididymal G protein-coupled receptor (GPCR): two hats and a two-piece suit tailored at the GPS motif // Mol. Reprod. Dev., 2003, Vol. 64, P. 1-3.

102. Kim J.B., Spotts G.D., Halvorsen Y.D., Shih H.M., Ellenberger T., Towle

103. H.C, Spiegelman B.M. Dual DNA binding specificity of ADD1/SREBP1 controlled by a single amino acid in the basic helix-loop-helix domain // Mol. Cell. Biol., 1995, Vol. 15, P. 2582-2588.

104. Kim J.W, Zeller K.I., Wang Y, Jegga A.G, Aronow B.J, O'Donnell K.A, Dang C.V. Evaluation of myc E-box phylogenetic footprints in glycolytic genes by chromatin immunoprecipitation assays // Mol. Cell. Biol, 2004; Vol. 24, P. 5923-5936.

105. Kitahashi M, Sato Y, Fujimura L, Ozeki C, Arima M, Sakamoto A, Yamamoto S, Tokuhisa T, Hatano M. Identification of the consensus DNA sequence for Nczf binding // DNA Cell Biol, 2007, Vol. 26(6), P. 395-401.

106. Koyama K, Ito K, Hasegawa A. Role of male reproductive tract CD52 (mrt-CD52) in reproduction // Soc. Reprod. Fertil. Suppl, 2007, Vol. 63, P. 103-110.

107. Krivan W, Wasserman W.W. A predictive model for regulatoiy sequencesdirecting liver-specific transcription // Genome Res., 2001, Vol. 11, P. 1559-1556.

108. Kumarev V.P, Kobzev V.F, Kuznedelov K.D, Sredin Yu.G. Super-rapid synthesis of oligodeoxynucleotides on a micro-scale // Nucleic. Acids. Symp, 1991, Vol. 24, P. 234.

109. Laemmli U.K. Cleavage of structural proteins during the assembly of the head of bacteriophage T4. //Nature, 1970, Vol. 227(5259), P. 680-685.

110. Latchman D.S. Eukariotic transcription factors // ELSEVIER Academic Press, 2004, P. 299-330.

111. Laudet V, Auwerx J, Gustafsson J, Wahli W. A unified nimenclature system for the nuclear receptor superfamily // Cell, 1999, Vol. 97, P. 161163.

112. LaVoie H.A. The role of GATA in mammalian reproduction // Exp. Biol. Med, 2003, Vol. 228, P. 1282-1290.

113. Lawrence C.E, Altschul S.F, Boguski M.S., Liu J.S, Neuwald A.F, and Wootton J.C. Detecting subtle sequence signals: A Gibbs sampling strategy for multiple alignment // Science, 1993, Vol. 262, P. 208-214.

114. Lee M.B., Lebedeva L.A., Suzawa M., Wadekar S.A., Desclozeaux M., Ingraham H.A. The DEAD-box protein DP 103 (Ddx20 or Gemin-3) represses orphan nuclear receptor activity via SUMO modification // Mol. Cell. Biol., 2005, Vol. 25(5), 1879-1890.

115. Lemay D.G., Hwang D.H. Genome-wide identification of peroxisome proliferator response elements using integrated computational genomics // J. Lipid. Res., 2006, Vol. 47(7), P. 1583-1587.

116. Lesne A., Benecke A. Probability landscapes for integrative genomics // Theor. Biol. Med. Model., 2008, Vol. 5 (9), P. 1-16.

117. Levitsky V.G. and Katokhin A.V. Recognition of eukaryotic promoters using a genetic algorithm based on iterative discriminant analysis // In Silico Biol., 2003, Vol. 3, P. 81-87.

118. Li M., Xue K., Ling J., Diao F.Y., Cui Y.G., Liu J.Y. The orphan nuclear receptor NR4A1 regulates transcription of key steroidogenic enzymes in ovarian theca cells // Mol. Cell. Endocrinol., 2010, Vol. 319(1-2), P. 39-46.

119. Li S., Liang Z.G., Wang G.Y., Yavetz B., Kim E.D., Goldberg E. Molecular cloning and characterization of functional domains of a human testis-specific isoform of calpastatin // Biol. Reprod., 2000, Vol. 63, P. 172-178.

120. Li Y., Choi M., Suino K., Kovach A., Daugherty J., Kliewer S.A., Xu H.E. Structural and biochemical basis for selective repression of the orphan nuclear receptor liver receptor homolog 1 by small heterodimer partner. // Proc. Natl.

121. Acad. Sci., 2005, Vol. 102(27), P. 9505-9510.

122. Li X., Zhong S., Wong W.H. Reliable prediction of transcription factor binding sites by phylogenetic verification // Proc. Natl. Acad. Sci., 2005, Vol. 102, P. 16945-16950.

123. Liu R., Blackwell T.W., States D.J. Conformational model for binding site recognition by the E.coli MetJ transcription factor // Bioinformatics, 2001, Vol. 17(7), P. 622-633.

124. Liu R., McEachin R.C., States D.J. Computationally identified novel NF-kB regulated immune genes in the human genome // Genome Res., 2003, Vol. 13, P. 654-661.

125. Liu W., Liu M., Fan W., Nawata H., Yanase T. The Glyl46Ala variation in human SF-1 gene: its association with insulin resistance and type 2 diabetes in Chinese // Diabetes. Res. Clin. Pract., 2006, Vol. 73(3), P. 322-8.

126. Lo S.H., Lo T.B. Cten, a COOH-terminal tensinlikeprotein with prostate restricted expression, is downregulated in prostate cancer // Cancer Res., 2002, Vol. 62, P. 4217-4221.

127. Lopez J. M., Bennett M.K., Sanchez H.B., Rosenfeld J.M. and Osborne T.E. Sterol regulation of acetyl coenzyme A carboxylase: a mechanism for coordinate control of cellular lipid // Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 1996, Vol. 93, P. 1049-1053.

128. Luo X., Ikeda Y. and Parker K.L. A cell-specific nuclear receptor is essential for adrenal and gonadal development and sexual differentiation // Cell, 1994, Vol. 77, P. 481-90.

129. Luo X., Ikeda Y., Schlosser D.A., Parker K.L. Steroidogenic factor 1 is the essential transcript of the mouse Ftz-Fl gene // Mol. Endocrinol., 1995, Vol. 9(9), P. 1233-1239.

130. Magana M.M. and Osborne T.F. Two tandem binding sites for sterol regulatory element binding proteins are required for sterol regulation of fatty-acid synthase promoter // J. Biol. Chem., 1996, Vol. 271, P. 3268932694.

131. Man T.K., Stormo G.D. Non-independence of Mnt repressor-operator interaction determined by a new quantitative multiple fluorescence relative affinity (QuMFRA) assay // Nucleic Acids Res., 2001, Vol. 29, P. 24712478.

132. Mangelsdorf DJ., Thummel C., Beato M., Herrlich P., Schutz G., Umesono K., Blumberg B., Kastner P., Mark M., Chambon P., Evans R.M. The nuclear receptor superfamily: the second decade // Cell, 1995, Vol. 83, P. 835-839.

133. Mater M.K., Thelen A.P., Pan D.A. and Jump D. B. Sterol response element binding protein lc (SREBPlc) is involved in the polyunsaturated fatty acid suppression of hepatic S14 gene transcription // J. Biol. Chem., 1999, Vol. 274, P. 32725-32732.

134. Meierhans D., Sieber M. and Allemann R.K. High affinity binding of MEF-2C correlates with DNA bending // Nucleic Acids Res., 1997, Vol. 25, P. 4537-4544.

135. Mizuguchi G., Vassilev A., Tsukiyama T., Nakatani Y., Wu C. ATP-dependent nucleosome remodeling and histone hyperacetylation synergistically facilitate transcription of chromatin // J. Biol. Chem., 2001, Vol. 276(18), P. 14773-83.

136. Moe M., Meuwissen T., Lien S., Bendixen C., Wang X., Conley L.N., Berget I., Tajet H., Grindflek E. Gene expression profiles in testis of pigs with extreme high and low levels of androstenone // BMC Genomics, 2007, Vol. 8, P. 405.

137. Moon Y.A., Lee J.J., Park S.W., Ahn Y.H., Kim K.S. The roles of sterol regulatory element-binding proteins in the transactivation of the rat ATP citrate-lyase promoter // J. Biol. Chem., 2000, Vol. 275(39), P. 3028030286.

138. Morales A., Vilchis F., Chávez B., Chan C., Robles-Díaz G., Díaz-Sánchez V. Expression of steroidogenic factors 1 and 2 in normal human pancreas // J. Steroid. Biochem. Mol. Biol., 2006, Vol. 98(4-5), P. 254-258.

139. Morohashi K., Honda S., Inomata Y., Handa H., Omura T. A common trans-acting factor, Ad4-binding protein, to the promoters of steroidogenic P-450s // J. Biol. Chem., 1992, Vol. 267, P. 17913-17919.

140. Mulligan M.E., Hawley D.K, Entriken R., McClure W.R. Escherichia Coli promoter sequences predict in vitro RNA polymerase selectivity // Nucleic Acids Res, 1984, Vol. 12, P. 789800.

141. Nagoshi E. and Yoneda Y. Dimerization of sterol regulatory element-binding protein 2 via the helix-loop-helix-leucine zipper domain is a prerequisite for its nuclear localization mediated by importin P // Mol. Cell. Biol, 2001, Vol. 8, P. 2779-2789.

142. Nikula H, Koskimies P, El-Hefnawy T, Huhtaniemi I. Functional characterization of the basal promoter of the murine LH receptor gene in immortalized mouse Leydig tumor cells // J. Mol. Endocrinol, 2001, Vol. 26(1), P. 21-29.

143. Ninomiya Y, Okada M, Kotomura N, Suzuki K, Tsukiyama T, Niwa O, Genomic organization and isoforms of the mouse ELP gene. J. Biochem, 1995, Vol. 118, P. 380-389.

144. Nohturfffc A, Yabe D, Goldstein J.L, Brown M.S., Espenshade P.J. Regulated step in cholesterol feedback localized to budding of SCAP from ER membranes // Cell, 2000, Vol. 102(3), P. 315-23.

145. Nuclear Receptors Nomenclature Committee. A unified nomenclature system for the nuclear receptor superfamily // Cell, 1999, Vol. 97(2), P. 161-163.

146. Nuovo G.J, Preissner K.T, Bronson R.A. PCRamplified vitronectin RNA localizes in situ to permatocytes and round spermatides in the human testes // Hum. Reprod, 1995, Vol. 10, P. 2187-2191.

147. O'Brien C.A, Manolagas S.C. Isolation and characterization of the human gpl30 promoter // J. Biol. Chem, 1997, Vol. 272, P. 15003-15010.

148. Okuno M, Arimoto E, Ikenobu Y, Nishihara T, Imagawa M. Dual DNA-binding specificity of peroxisome-proliferator-activated receptor gamma controlled by heterodimer formation with retinoid X receptor alpha // Biochem. J, 2001, Vol. 353, P. 193-198.

149. Oliner J. D, Andresen J. M, Hansen S. K, Zhou S. and Tjian R. SREBP transcriptional activity is mediated through an interaction with the CREB-binding protein // Genes. Dev., 1996, Vol. 10, P. 2903-2911.

150. O'Lone R, Frith M.C, Karlsson E.K, Hansen U. Genomic targets of nuclear estrogen receptors // Mol. Endocrinol, 2004, Vol. 18, P. 1859-1875.

151. Omura T, Morohashi K.J. Gene regulation of steroidogenesis // Steroid Biochem. Mol. Biol, 1995, Vol. 53, P. 19-25.

152. Paillard G., Deremble C., Lavery R. Looking into DNA recognition: zinc finger binding specificity // Nucleic Acids Res., 2004, Vol. 32(22), P. 6673-6682.

153. Parker K.L., Schimmer B.P. Steroidogenic factor 1: a key determinant of endocrine development and function // Endocr. Rev., 1997, Vol. 18, P. 361— 377.

154. Parraga A., Bellsolell L., Ferre-D'Amare A.R., Burley S.K. Co-crystal structure of sterol regulatory element binding protein la at 2.3 A resolution // Structure, 1998, Vol. 6(5), P. 661-672.

155. Pasini B., Stratakis C.A. SDH mutations in tumorigenesis and inherited endocrine tumours: lesson from the phaeochromocytoma-paraganglioma syndromes //J. Intern. Med., 2009, Vol. 266(1), P. 19-42.

156. Patel M.V., McKay I.A., Burrin J.M. Transcriptional regulators of steroidogenesis, DAX-1 and SF-1, are expressed in human skin // J. Invest. Dermatol., 2001, Vol. 117, P. 1559-1565.

157. Pawlu C., Bausch B., Neumann H.P. Mutations of the SDHB and SDHD genes // Fam. Cancer, 2005, Vol. 4(1), P. 49-54.

158. Pavesi G., Mereghetti P., Mauri G., and Pesole G. Weeder Web: Discovery of transcription factor binding sites in a set of sequences from co-regulated genes // Nucleic Acids Res., 2004, Vol. 32, P. W199-W203.

159. Pavesi G., Zambelli F., Pesole G. WeederH: an algorithm for finding conserved regulatory motifs and regions in homologous sequences // BMC Bioinformatics, 2007, Vol. 8, P.46.

160. Perissi V., Rosenfeld M.G. Controlling nuclear receptors: the circular logic of cofactor cycles // Nat. Rev. Mol. Cell. Biol., 2005, Vol. 6, P. 542-554.

161. Perier R.C., Praz V., Junier T., Bonnard C., Bucher P. The eukaryotic promoter database (EPD) // Nucleic Acids Res., 2000, Vol. 28(1), P. 302-303.

162. Phuc Le P., Friedman J.R., Schug J., Brestelli J.E., Parker J.B., Bochkis I.M., Kaestner K.H. Glucocorticoid receptor-dependent gene regulatory networks // PLoS Genet., 2005, Vol. 1(2), P. el6.

163. Reddy T.E., Pauli F., Sprouse R.O., Neff N.F., Newberry K.M., Garabedian M.J., Myers R.M. Genomic determination of the glucocorticoid responsejreveals unexpected mechanisms of gene regulation. // Genome Res., 2009, Vol. 19(12), P. 2163-2171.

164. Rice D.A., Mouw A.R., Bogerd A.M. and Parker K.L. A shared promoter element regulates the expression of three steroidogenic enzymes // Mol. Endocrinol., 1991, Vol. 5, P. 1552-1561'.

165. Roulet E., Fisch I., Junier T., Bucher P.', Mermod N. Evaluation of computer tools for the prediction of transcription factor binding sites on genomic DNA // In Silico Biol., 1998, Vol. 1(1), P. 21-28.

166. Roulet E., Bucher P., Schneider R., Wingender E., Dusserre Y., Werner T., Mermod N. Experimental analysis and computer prediction of CTF/NFI transcription factor DNA binding sites // J. Mol. Biol., 2000, Vol. 297(4), P. 833-848.

167. Sablin E.P., Blind R.D., Krylova I.N., Ingraham J.G., Cai F., Williams J.D., Fletterick R.JI, Ingraham H.A. Structure of SF-1 bound, by different phospholipids: evidence for regulatory ligands // Mol. Endocrinol., 2009, Vol. 23(1), P. 25-34.

168. Sandelin A., Wasserman W.W. Prediction of nuclear hormone receptor response elements //Mol. Endocrinol., 2005, Vol. 19(3), P. 595-606.

169. Sanchez H.B., Yieh L. and Osborne T.F. Cooperation by sterol regulatory element binding protein and Spl in sterol regulation of low density lipoprotein receptor gene // J. Biol. Chem., 1995, Vol. 270, P. 1161-1169.

170. Sato R., Inoue J., Kawabe Y., Kodama T., Takano T., Maeda M. Sterol-dependent transcriptional regulation of sterol regulatory element binding protein-2 // J. Biol. Chem., 1996, Vol. 271, P. 26461-26464.

171. Schneider T.D. Evolution of biological information. // Nucleic Acids Res., 2000, Vol. 28(14), P. 2794-2799.

172. Schoonjans K., Gelman L., Haby C., Briggs M., Auwerx J. Induction of LPL gene expression by sterols is mediated by a sterol regulatory element and is independent of the presence of multiple E boxes // J. Mol. Biol., 2000, Vol. 304(3), P. 323-334.

173. Shapiro D.J, Sharp P.A, Wahli W.W, Keller M.J. A high-efficiency HeLa cell nuclear transcription extract//DNA, 1988, Vol. 7, P. 47-55.

174. Shih H.M, Liu Z. and Towle H.C. Two CACGTG motifs with proper • spacing dictate the carbohydrate regulation of hepatic gene transcription // J. Biol. Chem, 1995, Vol. 270, P. 21991-21997.

175. Shimano H. Sterol regulatory element-binding proteins (SREBPs): transcriptional regulators of lipid synthetic genes // Prog. Lipid. Res, 2001, Vol. 40(6), P. 439-52.

176. Shimano H. SREBPs: physiology and pathophysiology of the SREBP family // FEBS J, 2009, Vol. 276(3), P. 616-21.

177. Sipila P, Jalkanen J, Huhtaniemi I.T, Poutanen M. Novel epididymal proteins as targets for the development of post-testicular male contraception //Reproduction, 2009, Vol. 137(3), P. 379-389.

178. Starr D.B., Hoopes B.C. and Hawley D.K. DNA bending is an important component of site-specific recognition by the TATA binding protein // J. Mol. Biol, 1995, Vol. 250, P. 434 -446.

179. Stoeckert C.J. Jr., Salas F., Brunk B., Overton G.C. EpoDB: a prototype database for the analysis of genes expressed during vertebrate erythropoiesis //Nucleic Acids Res., 1999, Vol. 27, P. 200-203.

180. Stoesser G., Tuli M.A., Lopez R., Sterk P. The EMBL Nucleotide Sequence Database//Nucleic Acids Res., 1999, Vol. 27(1), P. 18-24.

181. Stormo G.D., Schneider T.D., Gold L. Quantitative analysis of the relationship between nucleotide sequence and functional activity // Nucleic Acids Res., 1986, Vol. 14, P. 6661-6679.

182. Sun H., Palaniswamy S.K., Pohar T.T., Jin V.X., Huang T.H., Davuluri R.V. MPromDb: an integrated resource for annotation and visualization of mammalian gene promoters and ChlP-chip experimental data // Nucleic Acids Res., 2006, Vol. 34, P. D98-103.

183. Suomela S., Cao L., Bowcock A., Saarialho-Kere U. Interferon alpha-inducible protein 27 (IFI27) is upregulated in psoriatic skin and certain epithelial cancers // J. Invest. Dermatol., 2004, Vol. 122(3), P. 717-21.

184. Suzuki Y., Yamashita R., Sugano S., Nakai K. DBTSS, DataBase of transcriptional Start Sites: progress report // Nucleic. Acids. Res., 2004, Vol. 32, P. D78-D81.

185. Swinnen J.V., Alen P., Heyns W. and Verhoeven G. Identification of diazepam-binding Inhibitor/Acyl-CoA-binding protein as a sterol regulatory element binding protein-responsive gene // J. Biol. Chem., 1998, Vol. 273, P.19938-19944.

186. Tagle D.A, Koop B.F, Goodman M, Slightom J.L, Hess D.L. and Jones R.T. Embryonic e and y globin genes of a prosimian primate (Galago crassicaudatus) // J. Mol. Biol, 1988, Vol. 203, P. 439-455.

187. Taniguchi-Yanai K, Koike Y, Hasegawa T, Furuta Y, Serizawa M, Ohshima N, Kato N, Yanai K. // J. Recept Signal Transduct. Res, 2010, Vol. 30(2), P. 88-105.

188. Thompson W, Rouchka E.C, Lawrence C.E. Gibbs Recursive Sampler: finding transcription factor binding sites // Nucleic Acids Res, 2003, Vol. 31(13), P. 3580-3585.

189. Tompa M. Identifying functional elements by comparative DNA sequence analysis // Genome Res, 2005, Vol. 11, P. 1143-1144.

190. Toth J.L, Datta S, Athanikar J.N, Freedman L.P, Osborne T.F. Selective coactivator interactions in gene activation by SREBP-la and -lc // Mol. Cell. Biol, 2004, Vol. 24(18), P. 8288-8300.

191. Towle H.C. Metabolic regulation of gene transcription in mammals // J. Biol. Chem, 1995, Vol. 270, P. 23235-23238.

192. Tremblay J.J, Viger R.S. A mutated form of steroidogenic factor 1 (SF-1 G35E) that causes sex reversal in humans fails to synergize with transcription factor GATA-4 // J. Biol. Chem, 2003,Vol. 278, P. 4263742642.

193. Tronche F., Ringeisen F., Blumenfeld M., Yaniv M., Pontoglio M. Analysis of the distribution of binding sites for a tissue-specific transcription factor in the vertebrate genome // J. Mol. Biol., 1997, Vol. 266, P. 231-245*.

194. Tsien R.Y. The green fluorescent protein // Annu. Rev. Biochem., 1998, Vol. 67, P. 509-544.

195. Tsukiyama, T., Ueda, H., Hirose, S., Niwa, O. Embryonal long terminal repeatbinding protein is amurine homolog of FTZ-F1, amember of the steroid receptor superfamily // Mol. Cell Biol., 1992, Vol. 12, P. 12861291.

196. Tuerk C. and Gold L. Systematic evolution of ligands by exponential enrichment: RNA ligands to bacteriophage T4 DNA polymerase // Science, 1990, Vol. 249, P. 505-510.

197. Ueda H., Sonoda S., Brown J.L., Scott M.P., Wu C. A sequence-specific DNA-binding protein that activates fushi tarazu segmentation gene expression // Genes Dev., 1990, Vol. 4(4); P. 624-35.

198. Vavouri T. and Elgar G. Prediction of cis-regulatory elements using binding site matrices—the successes, the failures and the reasons for both // Curr. Opin. Genet. Dev., 2005, Vol. 15, P. 395-402.

199. Vlieghe D., Sandelin A., De Bleser P.J., Vleminckx K., Wasserman W.W.,van Roy F., Lenhard B. A new generation of JASPAR, the open-access repository for transcription factor binding site profiles // Nucleic Acids Res., 2006, Vol. 34, P. D95-97.

200. Vyhlidal C.A., Rogan P.K. and Leeder J.S. Development and refinement of pregnane X receptor (PXR) DNA binding site model using information theory: Insights into PXR-mediated gene regulation // J. Biol. Chem., 2004, Vol. 279, P. 46779-46786.

201. Wang D. and Sul H.S. Upstream stimulatory factor binding to the E-box at -65 is required for insulin regulation of the fatty acid synthase promoter // J. Biol. Chem., 1997, Vol. 272, P. 26367-26374.

202. Wang X., Sato R., Brown M.S., Hua X., Goldstein J.L. SREBP-1, a membrane-bound transcription factor released by sterolregulated proteolysis // Cell, 1994, Vol.77, P. 53-62.

203. Warburg O., Christian W. // Biochemische Z., 1941, V. 310, P. 384-421.

204. Wingender E. The TRANSFAC project as an example of framework technology that supports the analysis of genomic regulation // Brief. Bioinform, 2008, Vol. 9(4), P. 326-32.

205. Winnay J.N, Hammer G.D. Adrenocorticotropic hormone-mediated signaling cascades coordinate a cyclic pattern of steroidogenic factor 1-dependent transcriptional activation // Mol. Endocrinol, 2006, Vol. 20(1), P. 147- 166.

206. Wright W.E, Binder M, Funk W. Cyclic amplification and selection of targets (CASTing) for the myogenin consensus binding site // Mol. Cell. Biol, 1991, Vol. 11, P. 4104—4110.

207. Xie X, Lu J, Kulbokas E.J, Golub T.R, Mootha V, Lindblad-Toh K, Lander E.S, and Kellis M. Systematic discovery of regulatory motifs in human promoters and 3 UTRs by comparison of several mammals // Nature, 2005, Vol. 434, P. 338-345.

208. Yabe D, Brown M.S., Goldstein J.L. Insig-2, a second endoplasmic reticulum protein that binds SCAP and blocks export of sterol regulatory element-binding proteins // Proc. Natl. Acad. Sci, 2002, Vol. 99(20), P. 12753-8.

209. Yang H.M, Do H.J, Kim D.K, Park J.K, Chang W.K, Chung H.M, Choi S.Y, Kim J.H. Transcriptional regulation of human Oct4 by steroidogenic factor-1 // J. Cell. Biochem, 2007, Vol. 101(5), P. 1198-209.

210. Yang T, Espenshade P.J, Wright M.E, Yabe D, Gong Y, Aebersold R, Goldstein J.L, Brown M.S. Crucial step in cholesterol homeostasis: sterolspromote binding of SCAP retention of SREBPs in ER // Cell, 2002, Vol. 110(4), P. 489-500.

211. Yeung C.H., Perez-Sanchez F., Schroter S., Kirchhoff C., Cooper T.G. Changes of the major sperm maturation- associated epididymal protein HE5 (CD52) on human ejaculated spermatozoa during incubation // Mol. Hum. Reprod., 2001, Vol. 7, P. 617-624.

212. Yokoyama C., Wang X., Briggs M.R., Admon A., Wu J., Hua X., Goldstein J.L., Brown M.S. SREBP-1, a basic-helixloop-helix-leucine zipper protein that controls transcription of the lowdensity lipoprotein receptor gene // Cell, 1993, Vol. 75, P. 187-197.

213. Zhang M. and Marr T. A weight array method for splicing signal analysis // Comput. Appl. Biosci., 1993, Vol. 9, P. 499-509.

Информация о работе

Климова, Наталья Викторовна
кандидата биологических наук
Новосибирск, 2010
ВАК 03.02.07

Диссертация

Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Распознавание сайтов связывания транскрипционных факторов SF-1 и Srebp на ДНК с помощью экспериментально-компьютерного подхода - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы