Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Сравнительное картирование избегающих инактивации генов Х-хромосомы человека на хромосомах пяти видов полевок рода Microtus
ВАК РФ 03.00.15, Генетика
Автореферат диссертации по теме "Сравнительное картирование избегающих инактивации генов Х-хромосомы человека на хромосомах пяти видов полевок рода Microtus"
На правах рукописи УДК 576.316.74
АНОПРИЕНКО Ольга Валентиновна
СРАВНИТЕЛЬНОЕ КАРТИРОВАНИЕ ИЗБЕГАЮЩИХ ИНАКТИВАЦИИ ГЕНОВ Х-ХРОМОСОМЫ ЧЕЛОВЕКА НА
хромосомах пяти видов полевок рода икявтт
(ARVICOLINAE, RODENTIA)
Генетика- 03.00.15
Авт орефер ат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Новосибирск 2004
Работа выполнена в лаборатории биохимической генетики животных Института цитологаи и генетики СО РАН, г. Новосибирск.
Научный руководитель:
доктор биологических наук, профессор СМ. Закиян Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск
Официальные оппоненты:
член-корреспондент РАН И.Ф. Жимулев
Институт цитологии и генетики СО РАН, г. Новосибирск.
кандидат биологических наук, доцент О.В. Саблина Новосибирский государственный университет, СУНЦ, г. Новосибирск.
Ведущее учреждение:
Томский государственный университет, г. Томск
Защита диссертации состоится 24 марта 2004г. 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 Лаврентьева, 10. Факс: (3832) 33-12-78; e-mail: dissov@bionet.nsc.ru
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии и генетики СО РАН
Автореферат разослан
2004г.
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук
А.Д. Груздев
ВВЕДЕНИЕ
АКТУАЛЬНОСТЬ. Организация, функционирование и эволюция X-хромосомы плацентарных млекопитающих неразрывно связаны с уникальным механизмом регуляции экспрессии генов - инактивацией одной из X-хромосом у гомогаметных самок (Х-инактивацией). Несмотря на значительный прогресс, достигнутый за последнее десятилетие в понимании механизма инактивации Х-хромосомы, ряд ключевых моментов остается неясным.
Выявление избегающих инактивации генов у плацентарных млекопитающих позволило заключить, что Х-инактивация не носит тотального характера. Разные виды могут отличаться по статусу X-инактивации генов. Изменение функциональных параметров генов X-хромосомы, в том числе и статуса их экспрессии на неактивной Х-хромосоме, может быть вызвано эволюционными изменениями ее структурной организации (Disteche, 1999; Brown, Greally, 2003).
В плане разнообразия структурной организации половых хромосом отряд грызунов является интересной группой, представляющей широкий спектр кариотипических вариантов. Х-хромосома мыши, которая может оказаться самой перестроенной среди Х-хромосом плацентарных, имеет значительно меньше избегающих Х-инактивации генов, чем у человека (Disteche et al., 2002). Однако остается неясным насколько изменение порядка генов или различие в морфологии Х-хромосом человека и мыши ответственны за отличия в статусе инактивации генов у этих видов. Привлечение в сравнительные исследования Х-хромосомы новых видов поможет ответить на этот и другие актуальные на современном этапе вопросы: какие генетические и эпигенетические факторы вызывают изменение статуса экспрессии генов; какова роль гетерохроматиновых блоков в распространении Х-инактивации; и чем существенно различается конденсированное состояние конститутивного и факультативного гетерохроматина Х-хромосомы? Практический и теоретический интерес представляет изучение специфических способов регуляции экспрессии генов у разных видов, закрепившихся у них случайно или в результате отбора в ходе эволюции.
Перспективным подходом для изучения комплекса вопросов, связанных с эволюцией хромосом, механизмами хромосомных перестроек, эволюцией механизмов регуляции экспрессии генов и регуляторных элементов является исследование групп близкородственных видов. Серые полевки рода Microtus
РОС, НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА
относятся к быстро эволюционирующим линиям. Пять близкородственных видов полевок рода Microtus - M.rossiaemeridionalis, M.arvalis, M.kirgisorum, M.transcaspicus и M.agrestis - имеют отличные по размеру и морфологии X-хромосомы, и были выбраны нами для изучения эволюционных преобразований их Х-хромосом с помощью сравнительного картирования методом флуоресцентной in situ гибридизации (FISH) на метафазных хромосомах. Представленность генов, избегающих Х-инактивации у человека, во всех эволюционных стратах Х-хромосомы, делает их хорошими кандидатами для сравнительного картирования и изучения эволюционных , преобразований Х-хромосом других видов.
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Цель данной работы - определение степени и характера реорганизации Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок (род Microtus) в сравнении с Х-хромосомами человека и мышевидных грызунов.
Для достижения цели были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Получить зонды генов, избегающих Х-инактивации у человека и мыши.
2. Выделить геномные клоны полевок, содержащие ортологи избегающих инактивации генов человека и мыши.
3. Осуществить с помощью FISH локализацию клонов полевок, содержащих гены, ортологичные избегающим инактивации генам человека и мыши, на метафазных хромосомах полевок M.rossiaemeridionalis, M.arvalis, M.kirgisorum, M.transcaspicus и M.agrestis.
4. Проанализировать порядок расположения генов на Х-хромосомах пяти видов полевок и определить предковый для группы 'arvalis' тип хромосомы.
5. Провести сравнение порядка генов предковой Х-хромосомы обыкновенных полевок с порядком генов Х-хромосом человека и мышевидных грызунов (мыши, крысы). Проанализировать распределение избегающих Х-инактивации генов на хромосомах этих видов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые на хромосомах пяти видов полевок рода Microtus локализованы восемь избегающих Х-инактивации генов человека Eif4c, Rab9, ZJx, Crsp2, Utxl, Xel69, Sb1.8, Nap113, и два гена второго псевдоаутосомного района человека Sybil и Spry3. Сравнительный анализ локализации десяти новых и пяти картированных ранее генов у обыкновенных полевок позволил выявить новые перестройки и уточнить
границы определенных ранее инверсий, имевших место в ходе эволюции X-хромосом полевок. Впервые установлено, что по порядку генов Х-хромосомы M.kirgisorum и M.arvalis наиболее близки к предковому для группы 'arvalis' типу Х-хромосомы. Впервые проведено сравнение порядка генов на X-хромосомах обыкновенных полевок с порядком генов на Х-хромосомах мыши, крысы, других грызунов. Выведена предковая Х-хромосома семейства Muridae и предложена схема возможных перестроек, разделивших X-хромосомы человека, полевок и крысы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Полученные в работе результаты лягут в основу изучения статуса Х-инактивации картированных генов и механизма осуществления регуляции экспрессии этих генов. Проведенный анализ предоставил дополнительную информацию о консервативных кластерах на X-хромосоме, и позволил более точно оценить степень реорганизации X-хромосомы у близкородственных видов полевок, что в целом, вносит вклад в понимание закономерностей эволюции половых хромосом и всего генома.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Материалы диссертации были представлены на 6-ой Пущинской школе-конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века", Пущино, 2002, Международном симпозиуме по проблемам мейоза, Санкт-Петербург, 2003. По материалам диссертации автором опубликованы две научные статьи в отечественной и зарубежной печати.
ВКЛАД АВТОРА. Основная часть экспериментальных работ и анализ полученных данных проводился автором самостоятельно. Л.Кэррол (UMMS, Worcester, USA), М.Матараззо (IGB, Naples, Italy) и С.Павловой были выбраны и предоставлены праймеры для части генов. Скрининг геномной библиотеки, анализ полученных клонов, их субклонирование и частичное секвенирование проводились совместно с А.И.Шевченко. Препараты для FISH получены Н.В. Рубцовой. Основная часть гибридизационных in situ экспериментов проведена Н.А.Мазурок. Совместно с Н.А.Мазурок автором проводилась обработка данных FISH экспериментов. Контекстный анализ нуклеотидных последовательностей проводился совместно с Е.А.Елисафенко.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ. Диссертация включает разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты и обсуждение, заключение, выводы, список цитируемой литературы (251 ссылка); изложена на 136 страницах машинописного текста, иллюстрирована 20 рисунками и содержит 7 таблиц.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Животные. В работе были использованы 5 видов полевок рода Microtus: 4 вида полевок группы "arvalis" — M.arvalis, M.kirgisorum, M.rossiaemeridionalis, и M.transcaspicus и один вид из группы "agrestis" — M.agrestis. Животные были отловлены в разных регионах бывшего СССР и содержались в виварии Института цитологии и генетики СО РАН.
Молекулярные методы, связанные со скринингом геномной библиотеки, выделением, очисткой, клонированием, амплификацией и сиквенсом НК выполнялись по стандартным протоколам (Маниатис и др., 1984; Sambrook et al., 1994; Promega guide 1990) или протоколам фирм-производителей.
Флуоресцентная in situ гибридизация (FISH). Цитогенетические препараты метафазных хромосом готовили из клеточных линий и первичных культур фибробластов легкого. Клетки получали методом трипсинизации от одно- или двухмесячных животных (Nesterova et al., 1994). FISH и детекцию меченых ДНК-проб проводили по методу, описанному у Pinkel et al., 1986 и Lichter et al., 1988. Для окрашивания хромосом применяли DAPI.
Компьютерный анализ последовательности выполнен с помощью пакетов программ BLAST (Altschul et ah, 1990, http://vww.ncbi.nlm.nih.gov/), RepeatMasker (A. Smit, htф7/www.genome. washmgton.edu/UWGC/analysistools/repeatmask.htm), FASTA (Pearson, Lipman, 1988), DNAStar (DNASTAR Inc.) а также программ на серверах http://genome.ucsc.edu/, http://www.ensembl.org/. Для выявления повторяющихся элементов использовалась база данных повторов в геномах человека и грызунов (Jurka et al., 1992; Jurka,1995). Выбор олигонуклеотидов проводился с помощью программы PrimerSelect из пакета DNAStar.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 1. Получение зондов для избегающих инактивации генов.
Для сравнительного картирования у близкородственных видов обыкновенных полевок были выбраны следующие гены: MIC2, локализованный в первом псевдоаутомомном районе (ПАР1) Х-хромосомы человека; гены короткого плеча EIF4C, MIDI, RAB9, ZFX, CRSP2, UTX1, UBE1, PCTKI, SB1.8, ХЕ169; гены NAP1L3 и RPS4X, локализованные в длинном плече Х-хромосомы человека; и гены ПАР2 человека SPRY3, SYBL1, IL9R, CXYorfl.
С помощью ПЦР на кДНК были получены зонды для последующего скрининга фаговой геномной библиотеки полевки M.rossiaemeridionalis. Праймеры для ПЦР были выбраны по известным последовательностям генов человека и мыши в базе данных http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez. В качестве источника кДНК использовали мРНК, выделенную из печени
M.rossiaemeridionalis, либо мРНК из перевиваемой культуры клеток человека HELA (Рис. 1). Соответствие ПЦР-продуктов выбранным генам проверялось секвенированием продуктов амплификации.
Рисунок 1. Варианты ПЦР для некоторых генов,
использованных в качестве зондов при скрининге геномной библиотеки. Дорожки: 1 - ген UTXl, а - кДНК M.rossiaemeridionalis, б — кДНК клеток HELA; М - маркер lkb ladder; 2 - ген ZFX, а - кДНК HELA,
б - кДНК M.rossiaemeridionalis; 3 - ген SBl.S, а - кДНК M.rossiaemeridionalis, внешняя пара праймеров 11/14, б — кДНК M.rossiaemeridionalis, пара праймеров 11/13. На дорожках 4 и 5 кДНК M.rossiaemeridionalis гены MIDI и RAB9; дорожки б — S в качестве источника кДНК была использована культура клеток HELA. б — ген NAPШ; 7 - ген CRSP2; S - ген EIF4C.
Для шести генов МС2, XEl69, SPRY3, SYBLl, IL9R и CXYorfl в качестве зондов для скрининга геномной библиотеки использовали клонированные фрагменты кДНК человека или мыши.
Для большинства зондов в результате скрининга геномной библиотеки M.rossiaemeridionalis был получен более чем один позитивный фаговый клон, дающий сигнал гибридизации. Фаговые клоны анализировали с помощью рестрикции и блот-гибридизации (Рис. 2). Совместный рестрикционный и гибридизационный анализ позволял разделить фаговые клоны, соответствующие одному зонду, на группы, содержащие либо идентичные фаги, либо клоны, составляющие контиги. Из группы выбирался один фаговый клон, с которым проводилась FISH на метафазных хромосомах M.rossiaemeridionalis.
Таким образом, в ходе работы были предварительно проанализированы 59 фаговых клонов, полученных при скрининге геномной библиотеки M.rossiaemeridionalis зондами 16 генов: MC2, EIF4C, ZFX, UTXl, UBE, RPS4X, MIDI, XEl69, SBl.S, NAPШ, CRSP2, RAB9, SYBLl, SPRY3, IL9R, CXYorfl.
А Б
Рисунок 2. Рестрикционный анализ и блот-гибридизация фаговых клонов, отобранных в результате скрининга геномной библиотеки М. rossiaemeridionalis, зондами: А - RAB9; Б - SYBL1. На первой дорожке нанесен маркер "lkb ladder" (стрелками указано положение полос 3kb и lkb). На следующих дорожках нанесены индивидуальные фаговые клоны, обработанные рестриктазой EcoRI.
2. FISH фаговых клонов на метафазных хромосомах пяти видов полевок
рода Microtus.
В результате проведенной in situ гибридизации на Х-хромосомах полевок M.rossiaemeridionalis, M.transcaspicus, M.kirgisorum, M.arvalis, и M.agrestis была установлена локализация фаговых клонов для 11 генов: E1F4C, ZFX, UTX1, MIDI, ХЕ169, SB1.8, CRSP2, NAP1L3, RAB9, SYBL1 и SPRY3. Фаговые клоны двух генов CRSP2 и SYBL1 одновременно с локализацией на X-хромосоме выявили аутосомную локализацию. Только аутосомную локализацию выявили фаговые клоны гена ПАР1 человека - МЮ2 и генов ПАР2 - I19R и CXYorf1 (анализ трех последних клонов в данной работе не проводился). Фаговый клон гена ХЕ169 выявлял слабые множественные сигналы гибридизации на Х-хромосоме и аутосомах M.rossiaemeridionalis. По ряду других признаков был сделан вывод о том, что клон, возможно, содержит псевдогенную или дуплицированную последовательность и его локализация в дальнейшем не учитывалась.
В качестве зонда при скрининге геномной библиотеки для гена ХЕ169 использовалась мышиная кДНК размером 2.3 тпн. Такой размер позволяет использовать клон кДНК в качестве самостоятельного зонда для FISH. Удовлетворительный сигнал FISH был получен на Х-хромосоме M.agrestis. Локализация гена Хе 169 установлена в районе ХрЗ.5 Х-хромосомы M.agrestis.
б
R Т К A AG
Рисунок 3. Флуоресцентная in situ гибридизация фаговых клонов на X-хромосомах M.rossiaemeridionalis (R),. M.transcaspicus (T), M.kirgisorum (К)
M.arvalis (А), и M.agrestis (AG). Слева: окрашенные DAPI Х-хромосомы с сигналами зондов двух фаговых клонов. Справа: инвертированный G-подобный DAPI бэндинг тех же хромосом. Верхний сигнал - фаговый клон гена RAB9, нижний -NAP1L3.
Таблица 1. Локализация фаговых клонов M.rossiaemeridionalis и мышиного кДНК-клона Хе169 на Х-хромосомах четырех видов полевок.
Клоны Позиции клонов на Х-хромосомах полевок
генов
Mross Mtranscasp. M kirgisorum Marvalis M agrestis
EIF4 Xqt.7 Xq3.4 Xq2.1 Xpl.5 -p2.1 Xp3.4
RAS9 Xql.6-ql.9 Xq3.4-q3.5 Xq2.1 —ql.ll Xp2.1 -p2.2 Xp3.4-p3.5
Sbl.8 Xql.5 Xq3.5 Xql.ll — ql.12 Xp2.2 Xp3.5
XeI69 - - - - Xp3.5
(кДНК)
CRSP2 Xql.4-qlJ Xq3.6 Xql.10 Xp23 ХрЗ.б
unci XqU-ql.3 Xq2.7 Xql.9 Xp2.4 Xp3.7
ZFX Xq2.3-q2.4 Xq2.16-q3.1 Xq2.4-q2.5 Xpl.3-pl.4 Xp3.1 —p2.13
NAPL Xq3.18 Xq2.1 Xq3.3-q3.4 Xql.l-ql.2 Xp2.9—p2.10
MIDI Xq2.15-q2.l6 Xq2.3 Xq4.2 Xq2.3 Xp2.5-p2.6
SYBL1 Xql.lS Xq2.1 Xq4J Xq2.6 Xp2.9
SPRY3 Xql.18 Xq2.1 Xq4.5 Xq2.6 Xp2.9
В целом, в результате проведенной in situ гибридизации на хромосомах пяти видов полевок была установлена локализация на Х-хромосомах всех пяти видов 10 индивидуальных фаговых клонов и клона кДНК гетХе 169 на Х-хромосоме М. agrestis (Табл. 1).
3. Контекстный анализ нуклеотидных последовательностей фаговых
клонов.
Для подтверждения наличия в фаговых клонах гомологичных генам последовательностей и локализации соответствующих генов в определенных районах Х-хромосом было проведено частичное секвенирование клонов. Последовательности анализировали с помощью программ на серверах http://wvm.ncbi.nlm.nih.gov/, http://genome.ucsc.edu/, http://www.ensembl.org/. Фрагменты для 9 генов (кроме гена MIDI) содержали гомологичные соответствующим генам Х-хромосомы человека и мыши последовательности. Для 8 генов (кроме Eif4c) были выявлены фрагменты, содержащие белок-кодирующие последовательности. Все кодирующие последовательности имели непрерывные рамки считывания. Секвенированный субклон для гена Eif4c показывал гомологию 5-нетранслируемой области транскрипта. Высокая степень гомологии с соответствующими генами была установлена для большинства кодирующих и некодирующих последовательностей (Табл. 2). Сиквенсы, не выявлявшие значимой гомологии с последовательностями мыши или человека, в основном содержали специфические для полевок SINE повторы.
Большинство секвенированных субклонов фага гена MIDI показало высокую степень гомологии с различными участками последовательности интрона 1 гена HS6ST2 (гепарин сульфат 6-О-сульфотрансфераза 2) человека и ортологичного гена мыши. Сравнительный анализ района локализации клона и высокая гомология последовательностей позволили нам обозначить его как истинный интронный фрагмент гена HS6ST2 (сокращенно inlHst2).
Таким образом, результаты FISH и анализа нуклеотидных последовательностей 10 фаговых клонов дают основание обозначать районы их локализации на Х-хромосомах полевок как районы локализации соответствующих им генов Eif4c, Zfx, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napll3, Sybil, Spry3 и интрона 1 гена Hs6st2 (inlHst2). Локализация клона кДНК гена Xel69 мыши на Х-хромосоме M.agrestis непосредственно свидетельствует о локализации в районе ХрЗ.5 соответствующего гена. Аутосомные сигналы FISH фаговых клонов генов Crsp2 и Sybil указывают на наличие в этих аутосомах высокогомологичных последовательностей. По результатам FISH на хромосомах мыши зонд гена Sybil также дает сигнал гибридизации как на Х-хромосоме, так и на аутосоме (Charchar et al., 2003).
Таблица 2. Данные сравнительного анализа нуклеотидных последовательностей субклонов фагов M.rossiaemeridionalis, локализованных на
Х-хромосомах полевок (сокращенно).
Поисковый1 ■ > - ~ ** ГЬн^влавегаи^' мыши "»области.» »■' лшшшфгкяе." снквенсами ~Jl£rosx. Сяквенсы? axuoHHj » _ rfOJIEBKW \ i АЙС'кДИК,,." * -V« - 1 ^ in i -"д^ (челЗмыцгь} Гочгодогюгт -ПО-HTvy V .-"v {■кл&вишЗ^ ; Гомологиипо a»,..
1.SPRY3 SPRY3 -ех2 pMrSpRI NM 005840/ XM~142331 85 6%/93% 94,9%/95,5%
2 EIF1A E1F1A - ¡пб—» ех7 (З'-utr) pMrEXl NM 001412/ NM_025437 69.6%/74% -
- dr. pMrE2-t7 -/73.7% -
3.NAPm NAPII3 - рг-»ех 1 exl pMrN13-v NM 004538/ NM_138742 78 4%/73,4% 80.7%/81,8% (88,2% / 83,9%)
4.RAB9 RAB9 - ех 3 pMrR42-3t NM 004251/ NM 019773 91%/92 5% 98% /97%
•ш2 pMrR4-23t7 -/75% -
5. SB1-8 SB1-8 - in 19—>ех24 -ех pMrSblO-t7 NM 006306 / NM_019710 95%/97% 93-96%/94-97%
- in 7 pMrSb4-t7 -1112.% -
6. SYBL1 SYBL1 -inl-»in2 -exl pMrSy21 NM 005638/ XMJ35737 96%/100% 100%/100%
-5'-utr pMrdSy20 57%/63% -
-ml pMrSy26-t7 -/77% -
7.ZFX ZFX - ex 3 NM 003410/ NM_011768 92%/93% 92%/95%
8.UTX1 UTX1 - in25-»m26 pMrUtxlv NM 021140/ XM 135790 92%/93 6% 99%/99%
-m26 pMrtJs2-40 73 9%T77.8% —
9.CRSP2 CRSP2 - m5—nn7 pMrCr2-c NM 004229 NM 012005 89%/93% 97%/97 8%
-in2 pMrCr6-t7 -/74.4% -
10.МШ1 Hs6st2 - ml Юразл. сиквенсов -/ 64%-80% -
ех - экзон; in - шпрон; рг - промотор; dr - область за геном (downstream region); Для интронных последовательностей и последовательностей за пределами генов (dr) указывается только гомология с мышиной последовательностью. Для гена Nap 113 в скобках указана гомология кодирующих областей с поправкой на дслецию.
4. Анализ порядка расположения генов и возможных путей эволюции Х-хромосомы полевок рода Microtus.
Картирование 10 новых генов позволило равномерно маркировать X-хромосомы полевок группы 'arvalis' (Рис. 5). Районы Х-хромосом, содержащие 5 генов Utxll, Crsp2, Sbl.8, Rab9 и Eif4c, у всех видов полевок группы 'arvalis' и полевки M.agrestis сохраняют идентичный порядок генов на фоне очень схожего GTG-бэндинга, расположение же остальных 10 маркеров в различной степени отличается у всех видов. Это позволяет сделать предположение о локализации гена Хе169 в Х-хромосомах полевок группы 'arvalis'. Локализация гена Хе 169 установлена в районе ХрЗ.5 Х-хромосомы M.agrestis, где также картирован ген Sbl.8. Поскольку эти два гена у человека и у мыши находятся в небольшом кластере размером около 370kb, и у всех пяти видов полевок район локализации Sbl.8 выглядит неперестроенным, вероятность совместной локализации генов Хе169 и Sbl.8 и в Х-хромосомах полевок группы 'arvalis' достаточно высока. Равномерное расположение выбранных генов позволило, во-первых, дополнить и уточнить картину перестроек Х-хромосом полевок группы 'arvalis'. Во-вторых, были определены предполагаемые перестройки, разделяющие Х-хромосомы M.agrestis, как представителя аутгруппы, и остальных четырех видов. А это, в свою очередь, позволило уточнить характер предковой формы Х-хромосомы группы 'arvalis'.
Анализ порядка расположения генов на Х-хромосомах полевок подтверждает выводы, основанные на большом количестве современных данных о том, что транспозиция центромер может проходить независимо от других внутрихромосомных перестроек (Zhdanova et al., 2000; Ventura et al., 2001; Band et al., 2001). У всех четырех видов полевок группы 'arvalis' при различном положении центромер сохранены идентичные кластеры генов (Utxl-Eif4c и Sybll-Spry3), фланкирующие эухроматиновые районы X-хромосомы.
4.1. Реорганизация Х-хромосом пяти видов полевок рода Microtus.
При анализе возможных путей реорганизации Х-хромосомы полевок был сделан выбор в пользу инверсионных перестроек, так как при делециях и последующих инсерциях хромосомных фрагментов необходимо большее число актов разрывов-воссоединений. Наряду с локализацией генных маркеров во внимание принималось изменение GTG-рисунка Х-хромосом.
Рисунок 4. Цитогенетические карты эухроматиновых районов Х-хромосом пяти исследованных видов полевок: М. rossiaemeridionalis (И), М. transcaspicus
(Т), М.к^шошш (К), М.аюаШ (А), и ALagrestis (AG) по совокупности результатов картирования генов и районоспецифических ДНК-проб. Слева обозначенными районами локализации генов и справа - предполагаемыми инверсиями, разделяющими Х-хромосомы М.аг\>аИ8 и остальных видов; * -центромера, ту -инверсии.
Ранее, на основе анализа целого ряда цитогенетических данных был сделан вывод о том, что наиболее близкой к предковой форме в группе обыкновенных полевок является Х-хромосома МЛгатешркш (Кев1еюта е! а1., 1998; Ма2игок е! а1., 2001). Сравнение порядка генов Х-хромосомы M.transcaspicus и Х-хромосомы представителя аутгруппы M.agrestis показало, что на уровне картирования 15 маркеров существующие между ними различия можно вывести с помощью, как минимум, четырех инверсий. Существенным для анализа реорганизации хромосом является взаиморасположение генов Napll3 и Gla. На "пути" между Х-хромосомами M.transcaspicus и M.agrestis двумя промежуточными формами являются формы, схожие по порядку генов с Х-хромосомами M.kirgboruш и M.arvalis. Следовательно, Х-хромосомы последних двух видов по порядку генов ближе к предковой форме Х-хромосомы группы 'апаИ8', чем Х-хромосома М.
Район локализации генов NapH3 и Gla вовлекался в независимые инверсии, по-видимому, у всех исследованных видов. Возможно, существование "горячих точек" перестроек, в частности, локализованных в
кластерах повторенных последовательностей ответственно за этот факт (ЯиЫзоу Ы а1., 2002).
Анализ преобразований Х-хромосом полевок был дополнен данными о локализации на Х-хромосомах пяти видов полевок четырех перекрывающихся районоспецифичных ДНК-проб Х-хромосомы M.rossiaemeridionalis (ЯиЫвоу Ы а1., 2002). Различия в локализации сигналов районоспецифических ДНК-проб на Х-хромосомах полевок полностью соответствовали различиям хромосом, установленным на основе локализации 15 генных маркеров. На основе локализации районспецифических ДНК-проб и изменении ОТО-бэндинга было сделано предположение о небольшой инверсии в районе гена Х).X в Х-хромосоме М.апаШ. Однако и в этом случае от гипотетической предковой формы Х-хромосомы группы 'апаШ хромосомы М.ап>аИ8 и М.кг^огит может отделять по одной независимой инверсии.
В целом, шесть различных инверсий, отличающих между собой X-хромосомы видов полевок группы 'ап>аИ8', были выявлены в результате анализа локализации 15 генных маркеров и четырех районспецифических ДНК-проб. 7 кластеров консервативной синтении могут быть выделены в X-хромосоме в пределах группы обыкновенных полевок: кластеры генов Шх1-Е1/4е, Х/х, ХЫрк, ШрПЗ, 01а, ШШ2-0бРБ, ЗуЪП-БргуЗ. С учетом относительно небольшого эволюционного возраста группы (0.5-0.6 млн лет) это представляет довольно высокую скорость реорганизации и закрепления перестроек на Х-хромосоме у ее видов. Анализ реорганизации Х-хромосом полевок группы агуаШ' с использованием в качестве аутгруппы хромосомы M.agrestis позволяет прийти к заключению, что Х-хромосомы ЫМгрзотт и М.апаШ могут быть в равной степени близки к предковой форме X-хромосомы группы 'аюаШ'. От Х-хромосомы M.agrestis хромосомы М.атуаШ и Ы.Ш^отт отделяют две или три независимые инверсии, минимум четыре инверсии отделяют от хромосомы M.agrestis Х-хромосомы M.transcaspicus и M.rossiaemeridionalis. Две из этих инверсий у M.transcaspicus и M.rossiaemeridionalis являются общими (Рис. 4). Следовательно, анализ реорганизации Х-хромосомы в группе 'а>~уаШ' подтверждает выводы, сделанные на основе других цитогенетических данных, об объединении M.transcaspicus и M.rossiaemeridionalis в общую эволюционную линию.
Наши данные демонстрируют, что Х-хромосомы М.апаШ и M.rossiaemeridionalis не являются наиболее близкими по порядку генов хромосомами. Этот факт заставляет более внимательно отнестись к несовпадению для группы 'апаШ' филогенетических построений при
разных подходах (Mazurok et al., 2001; Shevchenko et al., 2002; Малыгин, Луиш Пантелейчук, 2003). На наш взгляд одной из самых интересных и перспективных гипотез является предположение об осуществлении в прошлом гибридизации между симпатрическими видами M.arvalis и M.rossiaemeridionalis.
4.2. Сравнительный анализ Х-хромосом полевок и других видов млекопитающих.
9 генных маркеров большого плеча Х-хромосомы человека имеют сходное расположение на Х-хромосомах человека, M.kirgisorum и M.arvalis. На данном этапе мы можем заключить, что в гипотетической предковой форме Х-хромосомы группы 'arvalis' порядок генов большого плеча X-хромосомы человека в значительной степени был сохранен. В дальнейшем сравнительном анализе в качестве предковой формы по расположению генов в группе 'arvalis' мы рассматриваем Х-хромосому M.kirgisorum. Взаиморасположение 6 генов малого плеча Х-хромосомы человека претерпело изменения в гипотетическом предковом варианте Х-хромосомы полевок.
Реконструкция предковой Х-хромосомы семейства Muridae.
Картирование с помощью FISH 26 мышиных кДНК-клонов на X-хромосомах пяти видов мышевидных грызунов было предпринято ранее с целью определения предкового для грызунов типа Х-хромосомы (Kuroiwa et al., 2001). На основе этих данных был сделан вывод о том, что порядок генов крысиной Х-хромосомы может быть предковым для Х-хромосом мышевидных грызунов.
Однако проведенный нами детальный анализ локализации границ предполагаемых инверсий у крысы (Rattus norvegicus) и мыши (Mus musculus), а также анализ ПАР мышевидных грызунов не подтверждают этот вывод. Вероятно, для сем. Muridae предковой формой Х-хромосомы был вариант более схожий с Х-хромосомой человека и содержащий, по крайней мере, часть прото-ПАР плацентарных млекопитающих.
При реконструкции порядка генов, локализованных на Х-хромосомах полевок, от Х-хромосомы человека с помощью инверсий, которые были предложены для крысиной хромосомы, мы получили порядок, установленный на предковой Х-хромосоме полевок. Однако, на наш взгляд, сходство расположения генов в Х-хромосомах крысы, полевок и некоторых других грызунов (Kuroiwa et al., 2001) является либо случайным совпадением из-за
недостаточной плотности локализованных маркеров, либо примером конвергентных событий, произошедших в результате значительных преобразований Х-хромосом у мышевидных грызунов, и отражающих наличие "горячих точек" перестроек. На рисунке 5 с учетом всех проанализированных данных приведен возможный путь реорганизации X-хромосом некоторых мышевидных грызунов.
Рисунок 5. Гипотетический путь реорганизации Х-хромосомы крысы и предковой Х-хромосомы полевок группы 'а^а^' из общей предковой хромосомы. Огибающими стрелками обозначены предполагаемые инверсии, изменившие порядок генов на хромосомах мыши, крысы, полевок и человека.
4.3. Анализ расположения избегающих инактивации генов на X-хромосомах полевок.
Семь картированных в данной работе генов (Eif4c, Zfx, Utxl, Sbl.8, Crsp2, Rab9, Xel69) представляют гены короткого плеча Х-хромосомы человека, обогащенного избегающими Х-инактивации генами. Проведенный сравнительный анализ реорганизации Х-хромосомы у мышевидных грызунов позволяет прийти к выводу, что по отношению к положению избегающих X-
инактивации генов человека в предковой Х-хромосоме приматов и грызунов, изменения в расположении их ортологов у полевок и мыши происходили независимо.
Анализ реорганизации Х-хромосомы мыши показывает, что в ней есть как избегающие инактивации гены, которые расположены в районах, многократно вовлекавшихся в перестройки (например, Utxl), так и гены, незначительно изменившие свое положение по сравнению с X человека, но изменившие статус экспресии на инактивируемый (например, 5!Ь1.8).
На Х-хромосомах пяти исследованных видов полевок представлен довольно широкий спектр вариантов взаиморасположения ортологов избегающих Х-инактивации генов человека с одной стороны и центра инактивации Xic, центромер и блоков С-гетерохроматина с другой. Общим и отличным свойством Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок и мыши является то, что центр инактивации Xic, содержащий ген Xist, не отделен центромерой от района, обогащенного генами, избегающими X-инактивации у человека.
Анализ реорганизации Х-хромосом пяти исследованных видов полевок, а также ряда других видов мышевидных грызунов, выявил довольно распространенные у них перестройки в районе гена Xist. Мы полагаем, что такие преобразования либо не критичны для системы Х-инактивации, либо нарушения каким-то образом компенсируются у разных видов. Реорганизация Х-хромосом грызунов также может отражать более гомогенный профиль инактивации их Х-хромосом (по типу мыши). С другой стороны, перестройки в районе гена Xist и в целом по Х-хромосоме могут вызывать у особей возникновение специфических отличий, которые, в свою очередь, могут способствовать обособлению нового вида.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Картирование 10 новых генов на Х-хромосомах пяти близкородственных видов полевок позволило соотнести порядок генов эухроматиновых районов Х-хромосом полевок с порядком на базовой Х-хромосоме человека и перестроенных хромосомах представителей семейства Мипёае и предложить схему возможных перестроек, разделивших Х-хромосомы человека, обыкновенных полевок и некоторых мышевидных грызунов. Х-хромосомы полевок, в целом, перестроены в меньшей степени, чем Х-хромосома мыши, но по крайней мере три вида — M.rossiaemeridionalis, M.transcaspicus и
M.agrestis имеют значительно перестроенные Х-хромосомы и характеризуются наличием инверсий, уникальных для каждого вида.
Проведенный сравнительный анализ реорганизации Х-хромосомы у мышевидных грызунов позволяет прийти к выводу о том, что изменения в расположении ортологов избегающих Х-инактивации генов человека у полевок и мыши происходили независимо относительно их расположения на предковой хромосоме приматов и грызунов. Общим и отличным свойством X-хромосом пяти близкородственных видов полевок и мыши является то, что центр инактивации Xic, содержащий ген Xist, не отделен центромерой от района, обогащенного генами, избегающими Х-инактивации у человека.
Выделенные в ходе скрининга геномной библиотеки M.rossiaemeridionalis фаговые клоны, содержащие фрагменты картированных генов, позволят в дальнейшем определить последовательность и структуру интересующего гена и его регуляторных областей. Эти данные, дополненные известной для четырех видов обыкновенных полевок структурой гена Xist (Nesterova et al., 2001), помогут установить дополнительные факторы, объясняющие механизм передачи сигнала инактивации от основного гена центра инактивации к инактивируемым генам.
ВЫВОДЫ
1. Выделены и секвенированы последовательности различных структурных элементов (экзоны, интроны, нетранслируемые участки) 9 генов полевки M.rossiaemeridionalis: Eif4c, Zfa, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napltt, Sybil, Spry3 и inlHst6st2. Степень гомологии сиквенсов кодирующих районов полевки с соответствующими районами генов человека и мыши в среднем составляет 96% по нуклеотидным и 95.3% по аминокислотным последовательностям, некодирующих районов — в среднем 73% гомологии с последовательностями мыши.
2. Впервые установлена локализация 9 генов: Eif4c, Zfic, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napll3, Sybil, Spry3 и молекулярного маркера inlHst2 в X-хромосомах пяти видов полевок рода Microtus. Локализация гена Хе169 определена в районе ХрЗ.5 Х-хромосомы M.agrestis.
3. На основе сравнительного анализа локализации 14 генов и одного молекулярного маркера в Х-хромосомах четырех видов полевок группы
'arvalis' выявлены четыре новые инверсии и уточнены границы двух определенных ранее инверсий. Выявлено 7 кластеров консервативной синтении в Х-хромосомах обыкновенных полевок.
4. Сравнительным анализом порядка генов Х-хромосомы M.agrestis показано, что хромосомы M.arvalis и M.Mrgisorum являются наиболее близкими к предковой Х-хромосоме группы 'arvalis': от Х-хромосомы M.agrestis хромосомы M.arvalis и MMrgisorum отделяют две или три инверсии и хромосомы M.transcaspicus и Mrossiaemeridionalis - четыре инверсии.
5. На основе сравнительного анализа структуры Х-хромосом мышевидных грызунов и человека выведена предковая Х-хромосома семейства Muridae и предложена схема возможных перестроек, разделивших порядок генов Х-хромосом человека, полевок и крысы.
6. Установлено, что изменение расположения ортологов избегающих X-инактивации генов человека у полевок и мыши происходили независимо относительно их расположения на предковой Х-хромосоме приматов и грызунов. Общим и отличным свойством Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок и мыши является то, что центр инактивации Xic не отделен центромерой от районов, обогащенных ортологами избегающих Х-инактивации генов человека.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
1. Аноприенко О.В., Шевченко А.И. Картирование генов, избегающих инактивации, у обыкновенных полевок рода Microtus II 6-я Путинская школа-конференция молодых ученых "Биология - наука XXI века". Пущино (Россия), 20-24 мая 2002. С. 212.
2. Rubtsov N.B., Rubtsova N.V., Anopriyenko O.V., Karamysheva T.V., Shevchenko A.I., Mazurok N.A., Nesterova T.B. and Zakian S.M. Reorganization of the X chromosome in voles of the genus Microtus II Cytogenet Genome Res. 2002. V. 99. P. 323-329.
3. Аноприенко О.В., Шевченко А.И., Рубцова Н.В., Мазурок НА., Закиян СМ. Изучение эволюционной судьбы генов псевдоаутосомных районов у полевок рода Microtus // Международный симпозиум по проблемам мейоза. Санкт-Петербург (Россия), 17 октября 2003. Цитология, Т. 45. № .9. С. 954.
4. Аноприенко О.В., Закиян СМ. Эволюция половых хромосом млекопитающих: взаимодействие генетических и эпигенетических факторов // Генетика 2004. в печати.
Р- 26 72
Подписано к печати 30.01.2004.
Формат бумаги 60 х 90 1/16. Печ. л. 1. Уч. изд. л. 0,7
Тираж 100 экз. Заказ 19.
Ротапринт Института цитологии и генетики СО РАН 630090, Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 10.
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Аноприенко, Ольга Валентиновна
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1. Методы анализа организации эукариотического генома в изучении половых хромосом млекопитающих.
1.1.1. Сравнительный анализ рутинно- и дифференциально-окрашенных хромосом и хромосомный пэйнтинг.
1.1.2. Сравнительное генетическое картирование и сравнительный анализ первичной нуклеотидной последовательности.
1.2. Развитие представлений об эволюции половых хромосом.
1.3. Организация и эволюция половых хромосом млекопитающих.
1.3.1. Консерватизм генного состава Х-хромосомы.
1.3.2. Эволюционные страты и последовательность эволюционных изменений Х-хромосомы.
1.3.3. Псевдоаутосомныс районы половых хромосом.
1.3.4. Избегающие инактивации гены дифференцированных районов Х-хромосомы.
1.3.5. Особенности дифференцированного района Y-хромосомы.
1.3.6. Генетический и биологический диморфизм.
1.3.7. Молекулярные механизмы инактивации Х-хромосомы.
1.4. Группа обыкновенных полевок рода Microtus.
Итоги обзора литературы.
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ.
2.1. Среды, стоковые растворы, ферменты.
2.2. Экспериментальные животные.
2.3. Микробиологические методы работы.
2.3.1.Приготовление компетентных клеток E.coli.
2.3.2.Трансформация E.coli.
2.4. Скрининг геномной фаговой библиотеки.
2.5. Методы выделения ДНК.
2.5.1.Выделение плазмидной ДНК.
2.5.2.Выделепис ДНК фагов.
2.6. Методы работы с рекомбинантной ДНК.
2.6.1.Общие методы клонирования.
2.6.2.Получение направленных делений.
2.7. Саузерн блот-гибридизация фаговых клонов.
2.8. Выделение тотальной РНК из органов животных и культур клеток.
2.9. Синтез первой цепи кДНК.
2.10. Полимеразная цепная реакция.
2.11. Флуоресцентная гибридизация in situ.
2.12. Определение нуклеотидной последовательности ДНК.
2.13. Контекстный анализ последовательности ДНК.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Получение зондов избегающих инактивации генов.
3.2. Флуоресцентная in situ гибридизация фаговых клонов на метафазнмх хромосомах пяти видов полевок.
3.3. Контекстный анализ нуклеотидных последовательностей фаговых клонов.
3.4. Анализ порядка расположения генов и возможных путей эволюции Х-хромосомы полевок группы 'arvalis'.
3.4.1. Реорганизация Х-хромоеом пяти видов полевок рода Microtus.
3.4.2. Сравнительный анализ Х-хромоеом полевок и других видов млекопитающих.
3.4.3. Анализ расположения избегающих инактивации генов на Х-хромоеомах полевок.
Введение Диссертация по биологии, на тему "Сравнительное картирование избегающих инактивации генов Х-хромосомы человека на хромосомах пяти видов полевок рода Microtus"
Х-хромосома плацентарных млекопитающих, будучи одной из самых изученных во многих аспектах хромосом, еще храпит в себе большое количество загадок. Ее организация, функционирование и эволюция неразрывно связаны с уникальным механизмом регуляции экспрессии генов — инактивацией одной из Х-хромосом у гомогаметных самок (Х-инактивацией). Несмотря на большой прогресс, достигнутый за последнее десятилетие, в понимании того, как разворачивается комплексный процесс инактивации Х-хромосомы, ряд ключевых моментов все еще остается неясным. До сих пор пс известен конкретный механизм передачи сигнала инактивации от основного гена центра инактивации Х-хромосомы (XIC) - XIST (inactive X-chromosomc specific transcript) к ииактивируемым генам. Несмотря на то, что по данным секвспирования геномов человека и мыши для обоих видов установлена почти двукратная разница по составу LINE1 элементов в аутосомах и половых хромосомах, не получено пока никаких конкретных данных о том, каким образом п распространении сигнала инактивации участвуют LINE1 элементы.
Выявление избегающих инактивации генов у плацентарных млекопитающих привело к выводу, что Х-ииактивация пс носит, как предполагали раньше, тотального характера. Эти данные добавили новые акценты в картину эволюции половых хромосом и изучение моноаллельной экспрессии генов Х-хромосомы. Анализ регуляторпых областей избегающих инактивации генов и генов, подверженных ей, показал, что на данный момент не представляется возможным идентифицировать ген как избегающий инактивации, либо инактивирусмый на основе последовательностей промоторов генов. Эволюционные изменения структурной организации Х-хромосомы могут вести к изменению функциональных параметров ее генов, в том числе и статуса экспрессии генов на неактивной X-хромосоме. Однако конкретные факторы, влияющие на это, не установлены.
Для многих видов плацентарных млекопитающих характерна структура X-хромосомы человека. Являясь самой изученной не только в плане состава и порядка расположения генов, но и их транскрипционных характеристик, X-хромосома человека служит своеобразным стандартом для сравнения с X-хромосомами других видов. Второй по изученности является Х-хромосома мыши, которая имеет шансы оказаться самой перестроенной среди Х-хромосом плацентарных. По последним данным эти виды также значительно различаются по количеству гепов, избегающих инактивации. Однако не известно, насколько псрсстроенпость Х-хромосомы мыши или различие в морфологии Х-хромосом человека и мыши ответственны за отличия в статусе инактивации генов у этих видов. Поэтому необходимо привлечение новых видов в координированные исследования по изменению структурной организации Х-хромосомы и регуляции экспрессии ее генов.
Секвенирование полных геномов человека и мыши лишь оформило в некие рамки всю невообразимую сложность организации геномов высших организмов. Можно предположить, что в ближайшем будущем внимание исследователей в области сравнительной геномики будет сконцентрировано па изменениях в ipynnax близкородственных видов. Комбинация данных по локализации генов, их хромосомному окружению, нуклеотидиым последовательностям и транскрипционной информации в группах родственных видов позволит установить факторы, ответственные за тот или иной .механизм регуляции и исключительно детально проследить эволюцию регуляториых элементов генома.
В представляемой работе мы использовали группу обыкновенных полевок ('arvalis") рода Microtus, состоящую из четырех близкородственных видов, и один вид из наиболее близкой к ним группы 'agrestis' для изучения эволюционных преобразований их Х-хромосом с помощью сравнительного картирования методом флуоресцентной in situ гибридизации (FISH) на мстафазных хромоосмах. Для сравнительного картирования Х-хромосом полевок были выбраны гены, избегающие инактивации на неактивной Х-хромосоме человека и, в некоторых случаях, мыши. Картирование этих генов позволяет установить соответствие по порядку генов структуры эухроматиновых районов Х-хромосом полевок базовой структуре хромосомы человека, либо перестроенных хромосом более близких мышевидных родственников (мышь, крыса, некоторые другие грызуны) и оценить в сравнении с ними распределение в Х-хромосомах кластеров или районов, обогащенных избегающими инактивации генами.
Цели и задачи исследования. Цель данной работы - выявление степени и характера реорганизации Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок (род Microtus) в сравнении с Х-хромосомами человека и мышевидных грызунов. Для достижения цели были поставлены следующие конкретные задачи:
1. Получить зонды генов, избегающих Х-инактивации у человека и мыши.
2. Выделить геномные клопы полевок, содержащие ортологи избегающих инактивации генов человека и мыши.
3. Осуществить с помощью FISH локализацию клонов полевок, содержащих гены, ортологичные избегающим инактивации генам человека и мыши, на метафазпые хромосомы полевок M.rossiaemeridionalis, M.arvalis, M.kirgisorum, M.transcaspicus и M.agrestis.
4. Проанализировать порядок расположения генов на Х-хромосомах пяти видов полевок и определить предковый для группы 'arvalis' тип хромосомы.
5. Провести сравнение порядка генов предковой Х-хромосомы обыкновенных полевок с порядком генов Х-хромосом человека и мышевидных грызунов (мыши, крысы). Проанализировать распределение избегающих X-инактивации генов па хромосомах этих видов.
Научная новизна. Впервые на хромосомах пяти видов полевок рода Microtus локализованы восемь избегающих Х-инактивации у человека генов Eif4c, Rab9, Zfx, Crsp2, Utxl, Xel69, Sbl.8, Napll3, и два гена второго псевдоаутосомпого района человека Sybil и Spry3. Сравнительный анализ локализации десяти новых и пяти картированных ранее генов у обыкновенных полевок позволил выявить новые перестройки и уточнить границы определенных ранее инверсий, имевших место в ходе эволюции Х-хромосом полевок. Впервые установлено, что по порядку генов Х-хромосомы M.kirgisorum и M.arvalis наиболее близки к предковому для группы 'arvalis' типу Х-хромосомы. Впервые проведено сравнение порядка генов на X-хромосомах обыкновенных нолевок с порядком генов на Х-хромосомах мыши, крысы, других грызунов. Выведена предковая Х-хромосома семейства Muridae и предложена схема возможных перестроек, разделивших Х-хромосомы человека, полевок и крысы.
Практическая ценность. Полученные в работе результаты лягут в основу для изучения статуса Х-ипактивации картированных генов и механизма осуществления регуляции экспрессии этих генов. Проведенный анализ предоставил дополнительную информацию о консервативных кластерах на X-хромосоме, и позволил более точно оценить степень реорганизации Х-хромосомы у близкородственных видов полевок, что в целом, вносит вклад в понимание закономерностей эволюции половых хромосом и всего генома.
Апробация равоты. Материалы диссертации были представлены на 6-ой Путинской школе-конференции молодых ученых "Биология - наука XXI века", Пушимо, 2002, Международном симпозиуме по проблемам мейоза, Санкг-Пстсрбург, 2003, семинарах и отчетных сессиях Института цитологии и генетики СО РАН.
Публикации. По материалам диссертации автором опубликовано две научные статьи в отечественной и зарубежной печати.
Вклад автора. Основная часть экспериментальных работ и анализ полученных данных проводился автором самостоятельно. Л.Кэррол (UMMS, Worcester, USA), М.Матараззо (IGB, Naples, Italy) и С.Павловой были выбраны и предоставлены праймеры для части генов. Скрининг геномной библиотеки, анализ полученных клопов, их субклопирование и частичное секвенировапис проводились совместно с А.И. Шевченко. Препараты для FISH получены II.B. Рубцовой. Основная часть гибридизационпых in situ экспериментов проведена II.A. Мазурок. Совместно с Н.А. Мазурок автором проводилась обработка данных FISII экспериментов. Контекстный анализ нуклеотидных последовательностей проводился совместно с Е.А. Елисафенко.
Заключение Диссертация по теме "Генетика", Аноприенко, Ольга Валентиновна
ВЫВОДЫ
1. Выделены и ееквенировапы последовательности различных структурных элементов (экзоны, интропы, нетраислируемыс участки) 9 генов полевки M.rossiaemeridionalis: Eif4c, Zfx, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napll3, Sybil, Spry3 и inlHst6st2. Степень гомологии сиквенсов кодирующих районов полевки с соответствующими районами генов человека и мыши в среднем составляет 96% по пуклеотидпым и 95.3% по аминокислотным последовательностям, некодирующих районов - в среднем 73% гомологии с последовательностями мыши.
2. Впервые установлена локализация 9 генов: Eif4c, Zfx, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napll3, Sybil, Spry3 и молекулярного маркера inlHst2 в Х-хромосомах пяти видов полевок рода Microtus. Локализация гена Хе169 определена в районе Хр3.5 Х-хромосомы M.agrestis.
3. На основе сравнительного анализа локализации 14 генов и одного молекулярного маркера в Х-хромосомах четырех видов полевок группы 'arvalis' выявлены четыре новые инверсии и уточнены границы двух определенных рапсе инверсий. Выявлено 7 кластеров консервативной сиитснии в Х-хромосомах обыкновенных полевок.
4. Сравнительным анализом порядка генов Х-хромосомы M.agrestis показано, что хромосомы M.arvalis и M.kirgisorum являются наиболее близкими к предковой Х-хромосоме группы 'arvalis': от Х-хромосомы M.agrestis хромосомы M.arvalis и M.kirgisorum отделяют две или три инверсии и хромосомы M.transcaspicus и M.rossiaemeridionalis - четыре инверсии.
5. Па основе сравнительного анализа структуры Х-хромосом мышевидных грызунов и человека выведена нредковая Х-хромосома семейства Muridae и предложена схема возможных перестроек, разделивших порядок генов X-хромосом человека, полевок и крысы.
6. Установлено, что изменение расположения ортологов избегающих X-инактивации генов человека у полевок и мыши происходили независимо относительно их расположения па предковой хромосоме приматов и грызунов. Общим и отличным свойством Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок и мыши является то, что центр инактивации Xic не отделен центромерой от районов, обогащенных ортологами избегающих X-ииактивации генов человека.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Картирование и ссквенирование геномов различных организмов позволяет попять степень консервативности и динамичности геномной организации. Разнообразие экологических, морфологических и генетических характеристик современных видов млекопитающих представляет практически неисчерпаемый материал для изучения видообразования, возникновения адаптивных особенностей, молекулярной эволюции и геномной организации и других направлений (O'Brien ct al., 1999). Изучение функции генов, регуляции их экспрессии и комплексных взаимодействий всех элементов генома у разных видов необходимо для понимания процессов филогенетического и онтогенетического развития организмов.
Представленная работа направлена на решение фундаментальных проблем, связанных с эволюцией, структурно-функциональной организацией и феноменом инактивации Х-хромосомы. Половые хромосомы по многим параметрам являются уникальными в системе комплемента млекопитающих. Сложная картина эволюции половых хромосом висела свои вопросы в проблему координации и взаимосвязи эволюционных изменений на разных уровнях: уровне кодирующих последовательностей генов и их взаиморасположения в хромосоме и уровнях регуляторпых генетических и эпигенетических факторов. Привлечение в сравнительные исследования Х-хромосомы новых видов поможет ответить на некоторые актуальные па современном этапе вопросы: вызывает ли изменение положения генов в Х-хромосомс изменение статуса их экспрессии на неактивной Х-хромосоме; какие генетические и эпигенетические факторы необходимы для изменения статуса экспрессии генов; какова роль гетерохроматиновых блоков в распространении инактивации; в чем состоит существенное различие между конденсированным состоянием конститутивного и факультативного гстерохроматина Х-хромосомы?
Выбор модельного объекта для привлечения в сравнительные исследования Х-хромосомы будет определять степень успешности при ответе на эти вопросы. Пять близкородственных видов полевок рода Microtus - M.rossiaemeridionalis, M.arvalis, M.kirgisorum, M.transcaspicus и M.agrestis - имеют отличные по размеру и морфологии Х-хромосомы, и были выбраны нами для изучения эволюционных преобразований их Х-хромосом с помощью сравнительного картирования метолом флуоресцентной in situ гибридизации на метафазных хромосомах. Для картирования Х-хромосом полевок были выбраны гены с известными характеристиками статуса транскрипции (в основном гены, избегающие X-ннактивации) па неактивной Х-хромосоме человека и, в некоторых случаях, мыши. В качестве аупруппы был привлечен вид M.agrestis из наиболее близкой к обыкновенным полевкам группы 'agrestis'.
Скрининг геномной библиотеки M.rossiaemeridionalis и последующее частичное секвенировапие фаговых клонов, выявивших уникальные сигналы FISH на Х-хромосомах пяти видов полевок рода Microtus, позволили установить локализацию 9 генов: Eif4c, Zfx, Rab9, Crsp2, Utxl, Sbl.8, Napll3, Sybil, Spry3 и одного молекулярного маркера inlllst2 на их Х-хромосомах. Локализация гена Хе169 установлена в районе Хр3.5 Х-хромосомы M.agrestis, где также картирован ген Sbl.8. Поскольку эти два гена и у человека, и у мыши находятся в небольшом кластере размером около 370тпп, и у всех 5 видов полевок район локализации Sbl.8 выглядит практически идентично, сделано предположение о высокой вероятности солокализации генов Хе169 и Sbl.8 и в Х-хромосомах полевок группы 'arvalis'.
Удачный выбор генов для картирования Х-хромосом полевок позволил получить интересную уточняющую информацию. Анализ расположения десяти новых генных .маркеров, ияти локализованных ранее генов и четырех районспецифичсских библиотек на Х-хромосомах полевок группы 'arvalis' позволил выявить четыре дополнительные инверсии и уточнить границы двух определенных ранее инверсий в группе 'arvalis'. Впервые установлено количество предполагаемых инверсий, разделивших Х-хромосомы полевок группы 'arvalis' и M.agrestis. Это позволило прийти к выводу, что X-хромосомьг M.kirgisorum и М.arvalis являются более близкими к предковой форме Х-хромосомы ipynni.i 'arvalis'. Поскольку ранее более близкими к предковому кариогииу фуппы 'an'alis' считались кариотипы M.rossiaemeridionalis и M.transcaspicus, этот вывод приводит к заключению, что, либо темпы перестроек аутосом и половых хромосом в группе не совпадают, либо предковый кариотип группы значительно отличается от гипотетического предкового кариотипа, предложенного ранее для семейства
Arvicolidae. Проведение сравнительного хромосомного пэйнтинга у представителей разных групп рода Micriotus могло бы прояснить ситуацию. Анализ реорганизации Х-хромосомы в группе 'ar\>alis' подтвердил вывод, сделанный на основе других цитогепетичсских данных, об объединении М.transcaspicus и M.rossiaemeridionalis в общую эволюционную линию (Mazurok et al., 2001). Паши данные органично дополняют спектр имеющейся на сегодня зоологической, цитогснстичсской и молекулярной информации о полевках группы 'arvalis', и заставляют более внимательно отнестись к несовпадению для группы филогенетических построений при разных подходах (Mazurok et al., 2001; Shevchenko et al., 2002; Малыгин, Луиш Паптслсйчук, 2003). На наш взгляд одной из самых интересных и перспективных гипотез является предположение об осуществлении в прошлом гибридизации между симнатричсскими видами M.arvalis и M.rossiaemeridionalis.
Картирование 10 новых генов на Х-хромосомах пяти близкородственных видов полевок позволило более точно соотнести порядок гепов эухроматиновых районов Х-хромосом полевок с порядком генов на базовой Х-хромосоме человека и перестроенных хромосомах представителей семейства Muridae и предложить схему возможных перестроек, разделивших Х-хромосомы человека, обыкновенных полевок и некоторых мышевидных грызунов. Х-хромосомы полевок, в целом, перестроены в меньшей степени, чем Х-хромосома мыши, по по крайней мерс три вида - M.rossiaemeridionalis, M.transcaspicus и M.agrestis имеют значительно перестроенные Х-хромосомы и характеризуются наличием инверсий, уникальных для каждого вида. Поскольку по взаиморасположению генов Napll3 и Gla не удалось определить, у каких видов полевок M.kirgisorum, M.arvalis или M.agrestis произошли перестройки в этом районе по сравнению с предковой хромосомой группы 'arvalis', локализация большего количества генов на этом участке у полевок могла бы ответить на этот вопрос.
Семь картированных в нашей работе генов (Eif4c, Zfx, Utxl, Sbl.8, Crsp2, Rab9, Xel69) представляют гены короткого плеча Х-хромосомы человека, обогащенного избегающими Х-ипактивании генами. Проведенный сравнительный анализ реорганизации Х-хромосомы у мышевидных грызунов позволяет прийти к выводу о том, что по отношению к положению избегающих Х-ипактивации генов человека в иредковой Х-хромосоме приматов и грызунов, изменения в расположении их ортологов у полевок и мыши происходили независимо. На X-хромосомах пяти исследованных видов полевок представлен довольно широкий спектр вариантов взаиморасположения ортологов избегающих Х-инактивации генов человека с одной стороны и центра инактивации Xic, центромер и блоков С-гетерохроматипа с другой. Общим и отличным свойством Х-хромосом пяти близкородственных видов полевок и мыши является то, что центр инактивации Xic, содержащий геи Xist, не отделен центромерой от района обогащенного генами, избегающими Х-инактивации у человека. Положение гена Napll3 (одного из немногих генов большого плеча Х-хромосомы человека, избегающих X-инактивации) на Х-хромосомс M.kirgisorum может оказаться сходным с его расположением у человека но отношению к гену Xist. Поэтому изучение его экспрессии у полевок является исключительно интересным. Кластер генов Sbl.8 и Хе169, детально охарактеризованный у человека и мыши и имеющий отличия в статусе Х-инактивации входящих п него генов, также заслуживает пристального внимания.
Анализ реорганизации Х-хромосом пяти исследованных видов полевок, а также ряда других грызунов (в частности, Сирийского хомячка и Индийской игольчатой мыши) выявил довольно распространенные перестройки в районе гена Xist у мышевидных грызунов. На наш взгляд, это свидетельствует о том, что, либо такие преобразования не критичны для системы Х-инактивации, либо нарушения каким-то образом компенсируются у разных видов. Реорганизация Х-хромосом грызунов также может отражать более гомогенный профиль инактивации их X-хромосом (но типу мыши). С другой стороны, перестройки в районе гена Xist и в целом но хромосоме могут вызывать возникновение у особей специфическиех отличий, которые, в свою очередь, могут способствовать обособлению нового вида.
Анализ литературных данных позволяет прийти к выводу об иерархичности задействованных в инактивации Х-хромосомы механизмов. Эти механизмы могут включать факторы уникальные для каждого индивидуального гена, а также факторы, координировано контролирующие экспрессию гепов в пределах доменов Х-хромосомы, и комбинацию этих факторов. Данные, полученные на Х-хромосомс человека, указывают на то, что рефляция избегания инактивации возможна на доменном уровне (Carrel et al., 1999; Miller, Willard, 1998; Tsuchiya,. Willard, 2000). I la основе последовательностей промоторов генов в настоящий момент идентифицировать ген как избегающий инакгивации или подверженный ей не представляется возможным. Не получено пока и конкретных данных о том, каким образом в распространении сигнала инактивации участвуют LINE-1 элементы.
Выделенные в ходе скрининга геномной библиотеки M.rossiaemeridionalis фаговые клопы, содержащие фрагменты картированных генов позволят в дальнейшем определить последовательность и структуру интересующего гена и его регуляторных областей. Эти данные, дополненные известной для четырех видов обыкновенных полевок структурой гена Xist, ответственного за распространение инактивации по Х-хромосоме (Nesterova et al., 2001), помогут установить дополнительные факторы, объясняющие механизм передачи сигнала инактивации от основного гена центра инактивации к инактивируемым генам.
Выбранная нами для изучения эволюции Х-хромосомы группа близкородственных видов обыкновенных полевок, несмотря на свой эволюционно молодой возраст, характеризуется значительной степенью дивергенции кариотипов входящих в нее видов. Высокий темп эволюции установлен в целом у арвиколип и на уровне последовательности ДИК (Britten, 1986; Catzeflis et al., 1987). Эти свойства делают группу видов обыкновенных полевок особенно привлекательной для изучения целого ряда вопросов, связанных с эволюцией хромосом, механизмами хромосомных перестроек, эволюцией механизмов регуляции экспрессии генов и регуляторных элементов.
Таким образом, полученные в работе результаты создали основу для изучения статуса Х-инактивации картированных генов и поиска механизмов регуляции их экспрессии.
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Аноприенко, Ольга Валентиновна, Новосибирск
1. Лхвердян М.Р. Особенности поведения половых хромосом в мейозе у серого хомячка (Cricetulus Migratorius Pallas, 1770) // Генетика. 1993. Т. 29. №. 6. С. 950-957.
2. Бородин П.М., Саблина О.В., Закиян С.М., Нестерова Т.Е., Мейер М.Н. Морфология и поведение в мейозе половых хромосом у четырех видов полевок рода Microtus // Генетика. 1991. Т. 27. №. 6. С. 1059-1065.
3. Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев: Наук, думка. 1991. 111с.
4. Графодатский А.С., Раджабли С.И. Хромосомы сельскохозяйственных и лабораторных млекопитающих. Новосибирск: Наука. 1988. 128с.
5. Малыгин В.М., Луиш Пантелейчук Т.М. Эффективное!» механизмов репродуктивной изоляции у шести видов обыкновенных полевок (Microtus, Rodentia) // Сборник научных трудов "Проблемы эволюции". Владивосток: Дальнаука. 2003. 304с.
6. Маниатис Т., Фрич Э., Сомбрук Дж. Методы генетической инженерии. Молекулярное клонирование. Москва: Мир. 1984. 397с.
7. Мейер М.Н., Раджабли С.И., Булатова Н.Ш, Голенищев Ф.Н. Кариологичсскис особенности и вероятные родственные связи полевок группы "arvalis" (Rodcntia, Cricetidac) // Зоол. журн. 1985. Т. 64. С. 417-428.
8. Мейер М.Н., Голенищев Ф.Н., Радэ/сабли С.И., Саблина О.Л. Серые полевки фауны России и сопредельных территорий. Санкт-Петербург: Труды Зоологического института. 1996. Т. 232. 320с.
9. Нестерова Т.Е., Закиян С.М. Инактивация Х-хромосомы у млекопитающих // Генетика. 1994. Т. 30. №. 3. С. 293-317.
10. Орлов D.IL, Булатова Н.Ш. Сравнительная цитогенетика и кариосисгематика млекопитающих. Москва: Наука. 1983. 405с.
11. Adkins R.M., Gelke E.L., Roue D., Honeycutt R.L. Molecular phylogeny and divergence time estimates for major rodent groups: evidence from multiple genes // Mol. Biol. Evol. 2001. V. 18.№. 5. P. 777-791.
12. Adler D.A., Bressler S.L., Chapman V.M., Page D.C., Disteche CM. Inactivation of the Zfx gene on the mouse X chromosome. // Proc Natl Acad Sci USA. 1991. V. 88. №. 11. P. 4592-4595.
13. Agulnik A.I., Mitchell M.J., Mattel M.G., Borsani G., Avner P.A., Lerner J.L., Bishop C.E. A novel X gene with a widely transcribed Y-linkcd homologue escapes X-inactivation in mouse and human // Hum Mol Genet. 1994. V.6. P.879-884.
14. Amar L.C., Danadalo L., Hanauer A., et al. Conservation and reorganization of loci on the mammalian X chromosome: A molecular framework for the identification of homologous subchromosomal regions in man and mouse. // Genomics. 1988. V. 22. P. 220-230.
15. Anderson C.L., Brown C.J. Polymorphic X-chromosomc inactivation of the human T1MP1 gene // Am J Hum Genet. 1999. V. 65. №. 3. P. 699-708.
16. Arnason U., Adegoke J.A., Bodin K., Born E.W., Esa Y.B., Gullberg A., Nilsson M., Short R.V., Xu X, Janke A. Mammalian mitogenomic relationships and the root of the euthcrian tree // PNAS. 2002. V. 99. №. 12. P. 8151 -8156.
17. Ashley Т., Fredga K. The curious normality of the synaptic association between the sex chromosomes of two arvicoline rodents: Microtus oeconomus and Clcthrionomys glarcolus // Hercditas. 1994. V. 120. P. 105-111.
18. Ashley Т., Jaarola M„ Fredga K. The behavior during pachynema of a normal and an inverted Y chromosome in Microtus agrestis // Hcreditas. 1989. V. 111. №. 3. P. 281-294.
19. Ashley Т., Moses M.J., Solari A.J. Fine structure and behaviour of a pericentric inversion in the sand rat, Psammomys obesus // J Cell Sci. 1981. V. 50. P. 105-119.
20. Ashworth A., Rcistan S., Lovell-Badge R., Kay G. X-chromosomc inactivation may explain the difference in viability of XO humans and mice // Nature. 1991. V. 351. №. 6325. P. 406-408.
21. Avner P., Heard E. X-chromosomc inactivation: counting, choice and initiation // Nat Rev Genet. 2001. V. 2. №. 1. P. 59-67.
22. Bailey J.A., Gu Z., Clark R.A., Reinert K., Samonte R.V., et al. Recent segmental duplications in the human genome // Scicncc. 2002. V. 297. №. 5583. P. 945-947.
23. Ballabio A., Willard H.F. Mammalian X-chromosome inactivation and the XIST gene // Curr Opin Genet Dev. 1992. V. 2. №. 3. P. 439-447.
24. Band M.R., Larson J.II., Rebeiz M., et al. An ordered comparative map of the cattlc and human genomes // Genome Res. 2000. V. 10. P. 1359-1368.
25. Bartolomei M.S., Zemel S., Tilghntan S.M. Parental imprinting of the mouse H19 gene//Nature. 1991. V. 351. №. 6322. P. 153-155.
26. Bashaw G.J., Baker B.S. Dosage compensation and chromatin structure in Drosophila // Curr Opin Genet Dev. 1996. V. 6. №. 4. P. 496-501.
27. Berend S.A. Ilale D.W. Engstrom M.D. and Greenbaum I.F. Cytogenetics of collarcd lemmings (Dicrostonyx groenlandicus). I. Mciotic behavior and evolution of the nco-XY sex-chromosome system // Cytogcnct Cell Genet. 1997. V. 79. P. 288-292.
28. Blair H.J., Reed V., Laval S.H., Boyd Y. New insights into the man-mouse comparative map of the X chromosome// Genomics. 1994. V. 19. P. 215-220.
29. Boyd Y., Blair 11. J., Cunliffe P., Masson W.K., Reed V. A phenotypc map of the mouse X chromosome: models for human X-linked disease // Genome Res. 2000. V. 10. №. 3. P. 277-292.
30. Britten R.J. Rates of DNA sequence evolution differ between taxonomic groups // Science. 1986. V. 231. P. 1393-1398.
31. Brockdorff N. X-chromosome inactivation: closing in on proteins that bind Xist RNA // Trends Genet. 2002. V. 18. №. 7. P. 352-358.
32. Brown C.J., Ballabio A., Rupert J.L., Lafreniere R.G., Grompe M„ Tonlorenzi R., Willard H.F. A gene from the region of the human X inactivation ccntrc isexpressed exclusively from the inactive X chromosome // Nature. 1991. V. 349. №. 6304. P. 38-44.
33. Brown C.J., Carrel L., Willard H.F. Expression of genes from the human active and inactive X chromosomes // Am J Hum Genet. 1997. V. 60. №. 6. P. 1333-1343.
34. Brown C.J., Willard H.F. Noninactivation of a selectable human X-Iinked gene that complements a murine temperature-sensitive cell cycle defect // Am J Hum Genet. 1989. V. 45. №. 4. P. 592-598.
35. Bull J.J. Evolution of sex determining mechanisms (Benjamin Cummings, Menlo Park, CA). 1983.
36. Carrel L., Cottle A.A., Goglin K.C., Willard H.F. A first-generation X-inactivation profile of the human X chromosome // Proc Natl Acad Sci USA. 1999. V. 96. №. 25. P. 14440-1444.
37. Carrel L., Willard H.F. Heterogeneous gene expression from the inactive X chromosome: an X-linked gene that escapes X inactivation in some human cell lines but is inactivated in others // Proc Natl Acad Sci USA. 1999. V. 96. №. 13. P. 7364-7369.
38. Carver E.A., Stubbs L. Zooming in on the human-mouse comparative map: genome conservation re-examined on a high-resolution scale // Genome Res. 1997. V. 7. №. 12. P. 1123-1137.
39. Cattanach B.M., Pollard C.E., Perez J.N. Controlling elements in the mouse X-chromosome. I. Interaction with the X-linkcd genes. Genet Res. 1969 Dec; 14(3): 223-35.
40. Cattanach B.M., Beechey C.V. Autosomal and X-chromosome imprinting // Dev Suppl. 1990. P. 63-72.
41. Catzejlis F.M., Sheldon F.H., Ahlquist J.E., Sibley C.G. DNA-DNA hybridization evidence of the rapid rate of muroid rodent DNA evolution // Mol Biol Evol. 1987. V. 4. P. 242-253.
42. Cavagna P., Stone G., Stanyon R. Black rat (Rattus rattus) genomic variability characterized by chromosome painting // Mamm Genome. 2002. V. 13. P. 157-163.
43. Choline J., Graf J.-D. Phylogeny of the Arvicolidae (Rodcntia): biochemical and palcontological evidence//J. Mammal. 1988. V. 69. P. 22-33.
44. Chandra H.S. Is human X chromosomc inactivation a scx-dctcrmining dcvice? // Proc Natl Acad Sci USA. 1985. V. 82. №. 20. P. 6947-6949.
45. Charchar F.J, Svartman M., El-Mogharbel N., etn al. Complex events in the evolution of the human pscudoautosomal region 2 (PAR2) // Genome Research. 2003. V. 13. P. 281-286.
46. Charlesworth B. The evolution of sex chromosomes // Science. 1991. V. 251. №. 4997. P. 1030-1033.
47. Charlesworth B. The evolution of chromosomal sex determination and dosage compensation // Curr Biol. 1996. V.l.№. 6. P. 149-162.
48. Chomczynski P., Sacchi N. Single-step method of RNA isolation by acid guanidinium thiocyanate-phenol-chloroform extraction // Anal Biochcm. 1987. V. 162. №. 1. P. 156-159.
49. Ciccodicola A., D'Esposito M., Esposito Т., Gianfrancesco F., et al. Differentially regulated and evolved genes in the fully sequenced Xq/Yq pscudoautosomal region // Hum. Mol. Genet. 2000. V. 9. №. 3. P. 395-401.
50. Cline T.W., Meyer B.J. Vive la difference: males vs females in flies vs worms // Annu Rev Genet. 1996. V. 30. P. 637-702.
51. Clumg C.T. et al. II Biochemistry. 1989. V.86. P. 2172-2175.
52. Cooper D.W., Johnston P.G., Watson J.M., Graves J.A.M. X-inactivation in marsupials and monotrcmes//Dev Biol. 1993. V. 4. P. 117-128
53. Cremer Т., Lichter P., Borden J., Ward D.C., Manuelidis L. Detection of chromosome aberrations in metaphase and interphase tumor cells by in situ hybridization using chromosome-specific library probes // Hum Genet. 1988. V. 80. №. 3. P. 235-246.
54. Csankovszki G., Nagy A., Jaenisch R. Synergism of Xist RNA, DNA mcthylation, and histone hypoacetylation in maintaining X chromosomc inactivation // J Cell Biol. 2001. V. 153. №. 4. P. 773-784.
55. D'Erchia A.M., Gissi C„ Pesole G., Saccone C., Arnason U. The guinea pig is not a rodent // Nature. 1996. V.381 P.597-599.
56. Davisson M.T. X-linkcd genetic homologies between mouse and man // Genomics. 1987. V. 1. №. 3. P. 213-227.
57. DeBry R. W., Seldin M.F. Human/mouse homology relationships // Genomics. 1996. V. 33. P. 337-351.
58. Delbridge M.L., Ma K., Subbarao M.N., Cooke H.J., Bhasin S., Graves J.A. Evolution of mammalian HNRPG and its relationship with the putative azoospermia factor RBM // Mamm Genome. 1998. V. 9. №. 2. P. 168-170.
59. D'Esposito M., Matarazzo M.R., Ciccodicola A., et ai Differential expression pattern of XqPAR-linked genes SYBL1 and IL9R correlates with the structure and evolution of the region. // Hum Mol Genet. 1997. V. 6. N 11. P. 1917-1923.
60. Dinulos M.B., Bassi M.T., Rugarli E.I., Chapman V., Ballabio A., Disteche С.М. A new region of conservation is defined between human and mouse X chromosomes // Genomics. 1996. V. 35. №. 1. P. 244-247.
61. Disteche C.M., Zacksenhaus E., Adler D.A., Bressler S.L., Kcitz B.T., Chapman V.M. Mapping and expression of the ubiquitin-activating enzyme El (Ubel) gene in the mouse // Mamm Genome. 1992. V.3. N.3. P. 156-161.
62. Disteche C.M., Brannan C.I., Larsen A., Adler D.A., Schorderet D.F., Gearing D., Copeland N.G., Jenkins N.A., Park L.S. The human pseudoautosomal GM-CSF receptor alpha subunit gene is autosomal in mouse // Nat Genet. 1992. V.l. N.5. P.333-336.
63. Disteche C.M. Escape from X inactivation in human and mouse // Trends Genet. 1995. V. 11. №. l.P. 17-22.
64. Disteche C.M. Escapees on the X chromosome И Proc Natl Acad Sci USA. 1999. V. 96. P. 14180-14182.
65. Disteche C.M., Filippova G.N., Tsuchiya K.D. Escape from X inactivation // Cytogcnct Genome Res. 2002. V. 99. №. 1-4. P. 36-43.
66. Eichler E.E. Recent duplication, domain accretion and the dynamic mutation of the human genome // Trends Genet. 2001. V. 17. P. 661-669.
67. Ellison J.W., Li X., Francke U., Shapiro L.J. Rapid evolution of human pseudoautosomal genes and their mouse homologs // Mamm Genome. 1996. V. 7. №. 1. P. 25-30.
68. Ellison J. IV., Salido E.C., Shapiro L.J. Genetic mapping of the adenine nucleotide translocasc-2 gene (Ant2) to the mouse proximal X chromosome // Genomics. 1996. V. 36. №.2. P. 369-371.
69. Everts R.E., van Wolferen M.E., Versteeg S.A., Zijlstra C., Engelen J.J., Bosnia Л.Л., Rothuizen J., van Oost B.A. A radiation hybrid map of the X-chromosomc of the dog (Canis familiaris) II Cytogenet. Cell Genet. 2002. V.98. P.86-92.
70. Fisher R.A. II Am. Nat. 1935. V. 69. P. 446.
71. Foster J.W., Graves J.A. An SRY-rclatcd sequence on the marsupial X chromosome: implications for the evolution of the mammalian tcstis-determining gene// Proc Natl Acad Sci USA. 1994. V. 91. №. 5. P. 1927-1931.1.
72. Franco В., Guioli S., Pragliola A., et al. A gene deleted in kallmann's syndrome shares homology with neural cell adhesion and axonal path-finding molcculcs // Nature. 1991. V. 353. P. 529-536.
73. Fredga K. Aberrant sex chromosome mechanisms in mammals // Evolutionary aspccts. Differentiation. 1983. V. 23. P. 23-30.
74. Fredga K., Santensson B. Male mciosis in the Syrian, Chinese and European hamsters // Hcrcditas. 1964. V. 52. №. 1. P. 36-48.
75. Fridolfsson A.K., Cheng H., Copeland N.G., et al. Evolution of the avian sex chromosomes from an ancestral pair of autosomes // Proc Natl Acad Sci USA. 1998. V. 95. №. 14. P. 8147-8152.
76. Fronicke L., Wienberg J. Comparative chromosome painting defines the high rate of karyotype changes between pigs and bovids // Mamm Genome. 2001. V. 12. №. 6. P. 442-449.
77. Gianfrancesco F., Sanges R., Esposito Т., et al. Differential divergence of three human pseudoautosomal genes and their mouse homologs: implications for sex chromosome evolution//Genome Res. 2001. V. 11.№. 12. P. 2095-2100.
78. Golenishchev F.N., Meyer M.N., Bulatova N.Sh. The hybrid zone between two karyomorphs of Microtus arvalis (Rodentia, Arvicolinae) // Proceedings of the Zoological Institute RAS, 2001. V.289. P. 89-94.
79. Goodfellow P., Banting G., Sheer D., Ropers H.H., Caine A., Ferguson-Smith M.A., Povey S., Voss R. Genetic evidence that a Y-linkcd gene in man is homologous to a gene on the X chromosome // Nature. 1983. V. 302. №. 5906. P. 346-349.
80. Graphodatsky A., Perelman P., Alkalaeva E., Trifonov V., et al. Karyotype evolution in mammals: a reappraisal by comparative chromosome painting // Proceedings third int conf BGRS. 2002. V. 4. P. 78.
81. Graphodatsky A.S. Conserved and variable elements of mammalian chromosomes // In Hainan CRE (ed). Cytogenetics of Animals. 1989. P. 95-123.
82. Graves J.A. The evolution of mammalian sex chromosomes and the origin of sex determining genes // Philos Trans R Soc Lond В Biol Sci. 1995. V.350. N.1333. P.305-311.
83. Graves J.A.M., Disteche C.M. and Toder R. Gene dosage in the evolution and function of mammalian sex chromosomes // Cytogenet Cell Genet. 1998a. V. 80. P. 94-103.
84. Graves J.A.M., Wakefield M.J. and Toder R. The origin and evolution of the pseudoautosomal regions of human sex chromosomes // Hum Mol Genet. 1998b. V. 7. №. 13. P. 1991-1996.
85. Greenfield A., Carrel L., Pennisi D., et al. The UTX gene escapes X inactivation in mice and humans. Hum Mol Genet. 1998 Apr; 7(4): 737-42.
86. Hall I.M., Shankaranarayana G.D., Noma K., Ayonb N. Cohen A., Grewal S.I. Establishment and maintenance of a heterochromatin domain // Sciencc. 2002. V. 297. №. 5590. P. 2232-2237.
87. Hannon GJ. RNA interference // Nature. 2002. V. 418. P. 244-250.
88. Hassanane M.S., Chaudhary R., Chowdhary B.P. Microdisscctcd bovine X chromosome segment delineates homocologous chromosomal regions in sheep, goat and buffalo // Chromosome Res. 1998. V. 6. №. 3. P. 213-217.
89. Hayes H. Chromosome painting with human chromosome-speific DNA libraries reveals the extent and distribution of conserved segments in bovine chromosomes // Cytogenet. Cell Genet. 1995. V. 71. P. 168-174.
90. Horvath J.E., Bailey J.A., Locke D.P., Eichler E.E. Lessons from the human genome: transitions between cuchromatin and heterochromatin // Hum Mol Genet. 2001. V. 10. P. 2215-2223.
91. Human Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and analysis of human genome // Nature. 2001. V. 409. P. 860-921.
92. Jaenisch R., Bird A. Epigenetic regulation of gene expression: how the genome integrates intrinsic and environmental signals // Nat Genet Suppl. 2003. V. 33. P. 245-254.
93. Jauch A., Wienberg J., Stanyon R., et al. Recostruction of genomic rearrangements in the great apes and gibbons by chromosomc painting // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1992. V. 89. P. 8611-8615.
94. Jegalian K., Page D.C. A proposed path by which genes common to mammalian X and Y chromosomes evolve to bccomc X inactivated // Nature. 1998. V. 394. №. 6695. P. 776-780.
95. Johnston P.G., Cattanacli B.M. Controlling elements in the mouse. IV. Evidence of non-random X-inactivation.//Genet Res. 1981. V.37. N.2. P.151-160.
96. Joseph A.M., Chcinilley A.C. The morphological sequence of XY pairing in the Norway rat Rattus norvegicus // Chromosoma. 1984. V. 89. P. 381-386.
97. Jouvenot Y., Poirier F., Jaini J., Paldi A. Biallclic transcription of Igf2 and H19 in individual cells suggests a post-transcriptional contribution to genomic imprinting // Curr Biol. 1999. V. 9. №. 20. P. 1199-1202.
98. Just IV., Rau IV., Vogel IV., Akhverdian M., Fredga K., Graves J.A., Lyapunova E. Absence of Sry in species of the vole Ellobius // Nat Genet. 1995. V. 11. №. 2. P. 117-118.
99. Kaslow D.C, Migeon B.R. DNA mcthylation stabilizes X chromosome inactivation in cuthcrians but not in marsupials: evidence for multistcp maintenance of mammalian X dosage compensation // Proc Natl Acad Sci USA. 1987. V. 84. №. 17. P. 6210-6214.
100. Kay G.F., Ashworth A., Penny G.D., Dunlop M., Swift S., Brockdorff N., Rastan S. A candidate spermatogenesis gene on the mouse Y chromosome is homologous to ubiquitin-activating enzyme El // Nature. 1991. V. 354. №. 6353. P. 486-489.
101. Kay G.F., Penny G.D., Patel D., Ashworth A., Brockdorff N. Rastan S. Expression of Xist during mouse development suggests a role in the initiation of X chromosome inactivation//Cell. 1993. V. 72. №. 2. P. 171-182.
102. Keitges E., Rivest M„ Siniscalco M., Gartler S.M. X-linkage of steroid sulphatase in the mouse is evidence for a functional Y-linkcd allele // Nature. 1985. V. 315. №. 6016. P. 226-227.
103. Koehler U., Bigoni F., Wienberg J., Stanyon R. Genomic reorganization in the concolor gibbon (Ilylobatcs concolor) revealed by chromosome painting // Genomics. 1995. V. 30. №. 2. P. 287-292.
104. Koopinan P., Gubbay J., Vivian N. Goodfellow P., Lovell-Badge R. Male development of chromosomally female mice transgenic for Sry // Nature. 1991. V. 351. №. 6322. P. 117-121.
105. Kntglyak S., Tang II. Regulation of adjacent yeast genes. // Trends Genet. 2000. V. 16. №.3. P. 109-111.
106. Kuroiwa A., Tsuchiya K., Watanabe Т., Hishigaki II., et al. Conservation of the rat
107. X chromosomc gene order in rodent specics. // Chromosomc Res. 2001. V.9. P.61-67.
108. Kuroiwa A., Watanabe Т., Hishigaki H., et al. Comparative FISH mapping of mouse and rat homologues of twenty-five human X-linked genes // Cytogenet. Cell Genet. 1998. V.81. P.208-212.
109. Kvaloy K., Galvagni F., Brown W.R.A. The sequence organization of the long arm pscudoautosomal region of the human sex chromosomes // Hum Mol Genet. 1994. V. 3. P. 771-778.
110. Lahn B.T., Page D.C. Functional coherence of the human Y chromosome // Science. 1997. V. 278. №. 5338. P. 675-680.
111. Lahn B.T., Page D.C. Four evolutionary strata on the human X chromosomc // Scicncc. 1999a. V. 286. №. 5441. P. 964-967.
112. Lahn B.T., Page D.C. Retroposition of autosomal mRNA yielded testis specific gene family on human Y-chromosome // Nature Genet. 1999b. V. 21. P. 429-433.
113. Lee J.T. Molecular links between X-inactivation and autosomal imprinting: X-inactivation as a driving force for the evolution of imprinting? // Current Biology. 2003. V. 13. P. 242-254.
114. Lercher M.J., Urrutia A.O., Hurst L.D. Clustering of housekeeping genes provides a unified model of gene order in the human genome // Nat Genet. 2002. V. 31. №. 2. P. 180-183.
115. Li E. Chromatin modification and epigenetic reprogramming in mammalian development // Nat Rev Genet. 2002. V. 3. №. 9. P. 662-673.
116. Li X.M., Salido E.C., Gong Y., Kitada K., Serikawa Т., Yen P.H., Shapiro L.J., 1996.
117. Lichter P., Cremer Т., Borden J., Manuelidis L., Ward D.C. Delineation of individual human chromosomes in metaphasc and interphase cells by in situ suppression hybridization using recombinant DNA libraries // Hum Genet. 1988. V. 80. P. 224-34.
118. Lingenfelter P.A., Adlcr D.A., Poslinski D., Thomas S., Elliott ЯIV., Chapman V.M., Distechc CM. Escape from X inactivation of Smcx is preceded by silencing during mouse development // Nat Genet. 1998. V. 18. №. 3. P. 212-213.
119. Lucchesi J.C. Dosage compensation in flies and worms: the ups and downs of X-chromosome regulation // CurrOpin Genet Dev. 1998. V. 8. №. 2. P. 179-184.
120. Luoh S.IV., Jegalian K., Lee A., Chen E.Y., Ridley A., Page D.C. CpG islands in human ZFX and ZFY and mouse Zfx genes: sequence similarities and methylation differences // Genomics. 1995. V. 29. №. 2. P. 353-363.
121. Lyon M.F. Gene action in the X-chromosome of the mouse (Mus museulus L.) II Nature. 1961. V. 190. P. 372-373.
122. Lyon M.F. X-chromosomc inactivation // Curr Biol. 1999. V. 9. №. 7. P. R235-R237.
123. Lyon M.F. X-chromosome inactivation: a repeat hypothesis // Cytogenet Cell Genet. 1998. V. 80. P. 133-137.
124. Makalowski IV., Mitchell G.A., Labuda D. Alu sequcnccs in the coding regions of mRNA: a source of protein variability// Trends Genet. 1994. V. 6. №. 188-193.
125. Makalowski IV, Boguski M.S. Evolutionary parameters of the transcribed mammalian genome: an analysis of 2820 orthologous rodent and human sequences // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1998. V. 95. P. 9407-9412.
126. Martin Y., Gerlach G., Schlotterer Ch., Meyer A. Molccular phylogeny of European Muroid Rodents based on complete cytochromo b sequences // Mol Phylogcnct and Evol. 2000. V. 16. N.l. P. 37-47.
127. Matthey R. The chromosome formulae of cutherian mammals. In Chirclli AB & Capanna F., eds. Cytotaxonomy and vertebrate evolution. Academic Press: London and New York. P. 531-616.
128. Mazeyrat S. Saut N. Mattei M.G., Mitchell M.J. RBMY evolved on the Y chromosomc from a ubiquitously transcribed X-Y identical gene 11 Nat Genet. 1999. V. 22. №. 3. P. 224-226.
129. Mazurok N.A., Rubtsova N.V., Isaenko A.A., Pavlova M.E., et al. Comparative chromosome and mitochondrial DNA analyses and phylogenetic relationships within common voles (Microtus, Arvicolidae) // Chromosomc Res. 2001. V. 9. P. 107-120.
130. McQueen H.A., McBride D., Miele G., Bird A.P., Clinton M. Dosage compensation in birds // Curr Biol. 2001. V. 11. №. 4. P. 253-257.
131. Milatovich A., Kitaniura Т. Miyajima A., Francke U. Gene for the alpha-subunit of the human intcrlcukin-3 receptor (IL3RA) localized to the X-Y pseudoautosomal region // Am J Hum Genet. 1993. V. 53. №. 5. P. 1146-1153.
132. Miller A.P., Willard II.F. Chromosomal basis of X chromosome inactivation: identification of a multigene domain in Xpl 1.21-pi 1.22 that escapes X inactivation // Proc Natl Acad Sci USA. 1998. V. 95. №. 15. P. 8709-8714.
133. Millwood I. Y., Bihoreau M.T., Gauguier D., Hyne G., Levy E.R., KreutzR., Lathrop G.M., Monaco A.P. A gene-based genetic linkage and comparative map of the rat X chromosome // Genomics. 1997. V. 40. №. 2. P. 253-261.
134. Mitchell M.J., Woods D.R., Tucker P.K., Opp J.S., Bishop C.E. Homology of a candidate spcrmatogenic gene from the mouse Y chromosomc to the ubiquitin-activating enzyme El //Nature. 1991. V. 354. №. 6353. P. 483-486.
135. Modi W.S. Phylogcnctic analyses of chromosomal banding patterns among the nearctic Arvicolidae (Mammalia, Rodentia) // Syst. Zool. 1987. V. 36. P. 109-136.
136. Modi W.S. Sex chromosomes and sex determination in Arvicolid rodents. // Chrom. Today. 1990. V.10. P.233-242.
137. Modi W.S. Comparative analyses of hcterochromatin in Microtus: sequence heterogeneity and localized expansion and contraction of satellite DNA arrays // Cytogenct. Cell Genet. 1993. V. 62. P. 142-148.
138. Moses M.J. Synaptonemal complex karyotyping in spermatocytes of the Chinese hamster (Cricetulos griseus). II. Morphology of the XY pair in sprcd preparation // Chromosoma. (Berl.). 1977. V. 60. P. 127-137.
139. Mouse Genome Sequence Consortium Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome // Nature. 2002. V. 420. №. 5. P. 520-562.
140. Ми J, Skurat AV, Roach PJ. Glycogenin-2, a novel sclf-glucosylating protein involved in liver glycogen biosynthesis // J Biol Chcm. 1997 Oct 31; 272(44): 27589-97.
141. Midler H.J. Bearing of the "Drosophila" work on systcmatics. In "The new systematics" (J. Huxleyd, ed.), Clarendon Press, Oxford. 1940. PP. 185-268.
142. Midler II.J. //J ExpZool. 1914. V. 17. P. 325-336.
143. Murphy W.J., Eizirik E., Johnson W.E., Zhang Y.P., Ryder O.A., O'Brien S.J. Molecular phylogenetics and the origins of placental mammals // Nature. 2001a. V. 409 P. 614-618.
144. Murphy W.J., Staynon R., O'Brien S.J. Evolution of mammalian genome organization inferred from comparative gene mapping // Genome Biology. 2001b. V.2.N.6. P. 1-8.
145. Murphy W.J., Sun S., Chen Z.t Yuhki N., Hirschmann D., Menotti-Raymond M., O'Brien S.J. A radiation hybrid map of the cat genome: implications for comparative mapping // Genome Res. 2000. V. 10. №. 5. P. 691-702.
146. Muscatelli F., Strom T.M., Walker A.P., et al. Mutations in the DAX-1 gene give rise to both X-linked adrenal hypoplasia congenita and hypogonadotropic hypogonadism // Nature. 1994. V. 372. P. 672-676.
147. Nash W.G., Menninger J.C., Wienberg J., Padilla-Nash H.M., O'Brien SJ. The pattern of phylogenomic evolution of the Canidac // Cytogenet Cell Genet. 2001. V. 95. P. 210-224.
148. Nesterova T.B., Duthie S.M., Mazurok N.A., Isaenko A.A., Rubtsova N.V, Zakian S.M., BrockdorffN: Comparative mapping of X chromosomes in vole species of the genus Microtus И Chrom. Res. 1998. V. 6. P. 41-48.
149. Nie W., Rens W., Wang J., Yang F. Conserved chromosome segments in Hylobates hoolock revealed by human and H.lcucogenys paint probes // Cytogenet. Cell Genet. 2001. V. 92. P. 248-253.
150. O'Brien S.J., Menotti-Raymond M., Murphy W.J., et al. The promise of comparative genomics in mammals // Science. 1999. V. 286. №. 5439. P. 458-462.
151. Ohlsson R., Paldi A., Graves J.A. Did genomic imprinting and X chromosome inactivation arise from stochastic expression? // Trends Genet. 2001. V. 17. №. 3. P. 136-141.
152. Oluio S. Conservation of ancient linkage groups in evolution and some insight into the genetic regulatory mechanism of X-inactivation // Cold Spring Harbor Symp. Quant. Biol. 1973. V. 38. P. 155-164.
153. Ohno S. Evolution of sex chromosomes in mammals // Annu. rev. Genet. 1969. V. 3. P. 495-524.
154. Ohno S. Sex chromosomes and sex-linked genes // Springer. Berlin. Heidelberg. New York. 1967.
155. Ohno S., Becak W„ Becak M.Z. X-autosome ratio and the behavior pattern of individual X-chromosomes in placental mammals // Chromosoma. 1964. V. 15. P. 14.
156. Page D.C., Disteche СМ., Simpson E.M., et al. Chromosomal localization of ZFX a human gene that escapes X inactivation - and its murine Homologs // Genomics. 1990. V. 7. P. 37-46.
157. Page D.C., Harper M.E., Love J., Botstein D. Occurrence of a transposition from the X-chromosome long arm to the Y-chromosomc short arm during human evolution//Nature. 1984. V. 311. №. 5982. P. 119-123.
158. Palmer S., Perry J., Ashworth A. A contravention of Ohno's law in mice // Nat Genet. 1995. V. 10. №. 4. P. 472-476.
159. Palmer S., Perry J., Kipling D., Ashworth A. A gene spans the pscudoautosomal boundary in mice // Proe Natl Acad Sci USA. 1997. V. 94. №. 22. P. 1203012035.
160. Pathak S., Stock A.D. The X chromosomes of mammals: karylogical homology as revealed by banding techniques // Genetics. 1974. V. 78. №. 2. P. 703-714.
161. Perry J., Palmer S., Gabriel A., Ashworth A. A short pseudoautosomal region in laboratory mice // Genome Res. 2001. V. 11. №. 11. P. 1826-1832.
162. Perry J., Ashworth A. Evolutionary rate of a gene affected by chromosomal position // Curr Biol. 1999. V. 9. №. 17. P. 987-989.
163. Pinkel D., Straume Т., Gray J. W. Cytogenetic analysis using quantitative, high-sensitivity, fluorescence hybridization // Proe Natl Acad Sci USA. 1986. V. 83. №. 9. P. 2934-2938.
164. Rabin M, Ferguson-Smith A, Hart CP, Ruddle FH. Cognate homco-box loci mapped on homologous human and mouse chromosomes // Proc Natl Acad Sci U S A. 1986. V. 83. P. 9104-8.
165. Rappold G.A. The pscudoautosomal regions of the human sex chromosomes // Hum Genet. 1993. V. 92. №.4. P. 315-324.
166. Rasmussen T.P., Wutz A.P., Pehrson J.R., Jaenisch R.R. Expression ofXist RNA is sufficient to initiate macrochromatin body formation // Chromosoma. 2001. V. 110. №.6. P. 411-420.
167. Rastan S. Non-random X-chromosome inactivation in mouse X-autosome translocation embryos-location of the inactivation centcr // J. Embeyol. Exp. Morphol. 1983. V. 78. P. 1-22.
168. Raudsepp Т., Kata S.R., Piumi F., Swinburne J., Womack J.E., Skow L.C., Chowdhary B.P. Conservation of Gene Order between Horse and Human X Chromosomes as Evidenced through Radiation Hybrid Mapping // Genomics. 2002. V. 79. №.3. P. 451-457.
169. Reyes A., Pesole G., Saccone C. Long-branch attraction phenomenon and the impact of among-site rate variation on rodent phylogeny // Gene. 2000. V. 259. P. 177-187.
170. Robinson M., Catzeflis F., Briolay J., Mouchiroud D. Molecular phylogeny of rodents, with special emphasis on murids: evidcncc from nuclear gene LCAT // Molecular phylogenetics and evolution. 1997. V.8. P.423-434.
171. Rofe R., I layman D. G-banding evidence for a conserved complement in the Marsupialia // Cytogenet Cell Genet. 1985. V. 39. №. 1. P. 40-50.
172. Ronne M. Putative fragile sites in the horse karyotype // Hercditas. 1992. V. 117. №. 2. P. 127-136.
173. Ropers H.H., Wiberg U. Evidence for X-linkage and non-inactivation of steroid sulfatase locus in wood lemming // Nature. 1982. V. 296. P. 766-767.
174. Rugarli E.I., Adler D.A., Borsani G., Tsuchiya K., Franco В., Hauge X., Disteche C., Chapman V., Ballabio A. Different chromosomal localization of the Clcn4 gene in Mus sprctus and C57BL/6J mice II Nat Genet. 1995. V. 10. №. 4. P. 466-471.
175. Russel L.B. and Mongomery C.S. The use of X-autosome translocation in locating the X-chromosome inactivation center// Genetics. 1965. V. 52. P. 470-471.
176. Rozcn S., Skaletsky II., Marszalek J.D., Minx P.J., Cordum H.S., Waterston R.H., Wilson R.K., Page D.C. Abundant gene conversion between arms of palindromes in human and ape Y chromosomes // Nature. 2003. V. 423. №. 6942. P. 873-876.
177. Rubtsov N.B., Rubtsova N.V., Anopriyenko O.V., Karamysheva T.V., Shevchenko A.I., Mazurok N.A., Nesterova T.B. and Zakian S.M. Reorganization of the X chromosome in voles of the genus Microtus II Cytogenct Genome Res. 2002. V. 99. P. 323-329.
178. Saifi G.M., Chandra U.S. An apparent excess of sex- and reproduction-related genes on the human X chromosome // Proc R Soc Lond В Biol Sci. 1999. V. 266. №. 1415. P. 203-209.
179. Salido E.C., Li X.M., Yen P.H., Martin N. Mohandas Т.К., Shapiro LJ. Cloning and expression of the mouse pseudoautosomal steroid sulphatase gene (Sts) // Nat Genet. 1996. V. 13. №. 1. P. 83-86.
180. Samonte R.V., Eichler E.E. Segmental duplications and the evolution of the primate genome II Nat. Rev. Genet. 2002. V.3. N.l. P.65-72.
181. Sano Y., Shimada Т., Nakashima H., Nicholson R.I I., Eliason J.F., Kocarek T.A., Ко M.S. Random monoallelic expression of three genes clustered within 60 kb of mouse t complex genomic DNA // Genome Res. 2001. V. 11. №. 11. P. 1833-1841.
182. Saxena R., Brown L.G., Hawkins Т., et al. The DAZ gene cluster on the human Y chromosome arose from an autosomal gene that was transposed, repeatedly amplified and pruned // Nat Genet. 1996. V. 14. №. 3. P. 292-299.
183. Schibler L, Vaiman D, Oustry A, Giraud-Delville C, Cribiu EP. Comparative gene mapping: a fine-scale survey of chromosome rearrangements between ruminants and humans. Genome Res. 1998 Sep;8(9):901-15.
184. Schmid C.W. Alu: structure, origin, evolution, significance and function of one-tenth of human DNA // Prog Nucleic Acid Res Mol Biol. 1996. V. 53. P. 283-319.
185. Schncider-Gadicke A., Iieer-Romero P., Brown L.G., Nussbaum R., Page D.C. ZFX has a gene structure similar to ZFY, the putative human sex determinant, and escapes X inactivation // Cell. 1989. V. 57. №. 7. P. 1247-1258.
186. Serikawa Т., Cui Z., Yokoi N. Kuramoto Т., Kondo Y., Kitada K., Guenet J.L. A comparative genetic map of rat, mouse and human genomes // Exp Anim. 1998. V. 47. №. 1. P. 1-9.
187. Serov O.L., Pacj S.D., Sokolova O. Conserved regions of syntcnic genes and G-banding homologies in human, mouse and mink. International Workshop on human gene mapping//Cytogenet Cell Genet. 1991. V. 58. P. 1917.
188. Shapiro L.J., Mohandas Т., Weiss R., Romeo G. Non-inactivation of an X-chromosome locus in man // Science. 1979. V. 204. №. 4398. P. 1224-1226.
189. Sharp P. Sex chromosome pairing during male meiosis in marsupials // Chromosoma. 1982. V. 86. №. 1. P. 27-47.
190. Shevchenko A.I., Slobodianiuk S.Ia., Zakiian S.M. Variability in DNA repeats in four species of common voles // Mol Biol (Mosk). 1999. V. 33. №. 4. P. 700-705.
191. Shevchenko Л.Т., Mazurok N.A., Slobodyanyuk S.Y., Zakian S.M. Comparative analysis of the MSAT-160 repeats in four species of common vole (Microtus, Arvicolidac) // Chromosome Res. 2002. V. 10. P. 117-126.
192. Skaletsky H., Kuroda-Kawaguchi Т., Minx P.J., et al. The male-specific region of the human Y chromosome is a mosaic of discrete sequence classes // Nature. 2003. V. 423. P. 6942. P. 825-837.
193. Smith MJ., Goodfellow P.N. MIC2R: a transcribed MIC2-related sequence associated with a CpG island in the human pseudoautosomal region // Hum Mol Genet. 1994. V. 3. №. 9. P. 1575-1582.
194. Souciet .J, Aigle M., Artiguenave F., Blandin G., Bolotin-Fukuhara M., et al. Genomic exploration of the hemiascomycctous yeasts: 1. A set of yeast species for molecular evolution studies // FEBS Lett. 2000. V. 487. №. 1. P. 3-12.
195. Stanyon R., Yang F., Cavagna P., O'Brien P.C., et al. Reciprocal chromosome painting shows that genomic rearrangement between rat and mouse proceeds tentimes faster than between humans and cats // Cytogenct Cell Genet. 1999. V. 84. P. 150-155.
196. Stitou S., Burgos A/., Zurita F., Jimenez R., Sanchez A., Diaz de la Guardia R. Reccnt evolution of NOR-bearing and sex chromosomes of the North African rodent Lemniscomys barbarus // Chromosome Res. 1997. V. 5. №. 7. P. 481-485.
197. Swanson W.J., Vacquier V.D. The rapid evolution of reproductive proteins // Nature Reviews Genet. 2002. V. 3. P. 137-144.
198. Takagi N. Sugawara O., Sasaki M. Regional and temporal changes in the pattern of X-chromosome replication during the early post-implantation development of the female mouse // Chromosoma. 1982. V. 85. №. 2. P.275-286.
199. Toder R., Glaser В., Schiebel К., Wilcox S.A., Rappold G., Graves J.A.M. Schempp W. Genes located in and near the human pscudoautosomal region arc located in the X-Y pairing region in dog and sheep // Chromosome Res. 1997. V. 5. P. 301-306.
200. Toder R., Graves J.A. CSF2RA, ANT3, and STS are autosomal in marsupials: implications for the origin of the pseudoautosomal region of mammalian sex chromosomes // Mamm Genome. 1998. V. 9. №. 5. P. 373-376.
201. Toder R., Rappold G.A., Schiebel K„ Schempp W. ANT3 and STS are autosomal in prosimian lemurs: implications for the evolution of the pseudoautosomal region // Hum Genet. 1995. V.95. N.l. P.22-28.
202. Toder R., Wakefield M.J., Graves J.A. The minimal mammalian Y chromosomc -the marsupial Y as a model system // Cytogenet Ccll Genet. 2000. V. 91. №. 1-4. P. 285-292.
203. Tsuchiya K.D., Willard H.F. Chromosomal domains and escape from X inactivation: comparative X inactivation analysis in mouse and human // Mamm Genome. 2000. V. 10. P. 849-854.
204. Van Etten W.J, Steen R.G., Nguyen II., et al. Radiation hybrid map of the mouse genome // Nat. Genet. 1999. V. 22. №. 4. P. 384-387.
205. Ventura M:, Arcliidiaacono N. Rocchi M. Centromere emergence in evolution // Genome Res. 2001. V. 11. P. 595-599.
206. Venter J.C. et al. The sequence of the human genome. // Scicncc. 2001. V. 291. №. 5507. P. 1304-1351.
207. Vistorin G., Gamperl R., Rosenkranz W. Studies on sex chromosomes of four hamster species: Cricctus cricctus, Cricctulus griseus, Mesocricetus auratus, and Phodopus sungorus И Cytogenet Cell Genet. 1977. V. 18. №. 1. P. 24-32.
208. Vogel Т., Dechend F., Manz E., Jung C., Jakubiczka S., Fehr S., Schmidtke J., Sclinieders F. Organization and expression of bovine TSPY // Mamm Genome. 1997. V. 8.№. 7. P. 491-496.
209. Vollrath D., Foote S., Hilton A., Brown L.G, Beer-Romero P., Bogan J.S., Page D.C. The human Y chromosome: a 43-intcrval map based on naturally occurring deletions // Scicncc. 1992. V. 258. №. 5079. P. 52-59.
210. Wakefield M.J., Graves J.A. Comparative maps of vertebrates. // Mamm Genome. 1996. V.7. N.10. P.715-716.
211. Wang J., Mager J., Chen Y., Schneider E., Cross J.C., Nagy A., Magnuson T. Imprinted X inactivation maintained by a mouse Polycomb group gene // Nat Genet. 2001. V. 28. №. 4. P. 371-375.
212. Wareham K.A., Lyon M.F., Glenister P.H., Williams E.D. Age related reactivation of an X-linked gene II Nature. 1987. V. 327. №. 6124. P. 725-727.
213. Watanabe M., Zinn A.R., Page D.C., Nishimoto T. Functional equivalence of human X- and Y-cncodcd isoforms of ribosomal protein S4 consistent with a role in Turner syndrome//Nat Genet. 1993. V. 4. №. 3. P. 268-271.
214. Welle г Р.Л., Criteher R., Goodfellow P.N., German J., Ellis N.A. The human Y chromosome homologue of XG: transcription of a naturally truncated gene // Hum Mol Genet. 1995. V. 4. №. 5. P 859-868.
215. Westergaard, M. 1958. The mechanism of sex determination in dioecious flowering plants // Adv. Genet. V. 9. P. 217-281.
216. Wiberg U.H., Fredga K. Steroid sulfatasc levels are higher in males than in females of the root vole (Microtus oeconomus) // Hum. Genet. 1987. V. 77. P. 6-11.
217. Wienberg J., Stanyon R., Nash W.G., O'Brien P.C., Yang F., O'Brien S.J., Ferguson-Smith M.A. Conservation of human vs. feline genome organization revealed by reciprocal chromosome painting // Cytogenct Cell Genet. 1997. V. 77. №. 3-4. P. 211-217.
218. Wilcox S.A., Watson J.M., Spencer J.A., Graves J.A. Comparative mapping identifies the fusion point of an ancient mammalian X-autosomal rearrangement // Genomics. 1996. V. 35. P. 66-70.
219. Williams D., Hagen A., Runayan J., Lafferty D. A method for the differentiation of male mciotic chromosome stages // J.Heredity. 1971. V.62. P.l 17-122.
220. Wolfe K.H., Li W.-H. Molecular evolution meets the genomic revolution // Nature Gcnctics Suppl. 2003. V. 33. P. 255-265.
221. Wriglcy J.M., Graves J.A. Sex chromosome homology and incomplete, tissue-specific X-inactivation suggest that monotremes represent an intermediate stage of mammalian sex chromosomc evolution//J Hcrcd. 1988. V. 79. №. 2. P. 115-118.
222. Wrigley J.M., Graves J.A. Karyotypic conservation in the mammalian order monotremata (subclass Prototheria) I I Chromosoma. 1988. V. 96. №. 3. P. 231-247.
223. Wu Ch.-I., Xu E. Y. Sexual antagonism and X inactivation the SAXI hypothesis // Trends in Gcnctics. 2003. V. 19. P. 243-247.
224. Wu J., Ellison J., Salido E., Yen P., Mohandas Т., Shapiro L.J. Isolation and charactcrization of ХП169, a novel human gene that escapes X-inactivation // Hum Mol Genet. 1994a. V. 3. P. 153-160.
225. Wu J., Salido E.C., Yen P.H., Mohandas Т.К., et al. The murine Xcl69 gene escapes X-inactivation like its human homologue // Nat Genet. 1994b. V. 7. P. 491496.
226. Wutz A., Rasmussen T.P., Jacnisch R. Chromosomal silcncing and localization arc mediated by different domains of Xist RNA // Nat Genet. 2002. V. 30. №. 2. P. 167-174.
227. Xu J., Burgoyne P.S., Arnold A.P. Sex differences in sex chromosomc gene expression in mouse brain// Hum Mol Genet. 2002. V. 11. N. 12. P. 1409-1419.
228. Yang F., O'Brien P., Milne В., Graphodatsky., et al., A complete comparative chromosome map for the dog, red fox, and human and its integration with canine genetic maps // Genomics. 1999. V. 62. P. 189-202.
229. Yang F., O'Brien P.C.M., Ferguson-Smith M.A. Comparative chromosome map of the laboratory mouse and Chinese hamster defined by reciprocal chromosome painting// Chromosome Research. 2000. V. 8. P. 219-227.
230. Yen P.H., Ellison J., Salido E.C., Mohandas Т., Shapiro L. Isolation of a new gene from the distal short arm of the human X chromosome that escapes X-inactivation // Hum Mol Genet. 1992. V. 1. №. 1. P. 47-52.
231. Zakian S.M., Kulbakina N.A., Meyer M.N., Semenova L.A., Bochkarev M.N., Radjabli S.I., Serov O.L. Non-random inactivation of the X-chromosomc in interspecific hybrid voles // Genet Res. 1987. V. 50. №. 1. P. 23-27.
232. Zakiian S.M., Nesterova T.B., Cheriaukene О. V., Bochkarev M.N. Heterochromatin as a factor influencing X-chromosome inactivation in hybrids of the common vole (Microtinae, Rodcntia) // Genctika. 1991. V. 27. №. 3. P. 425-433.
233. Zhdanova N.S., Larkin D.M., Kuznetsov S.B. et al. The order of genes on porcine chromosome 12 // Animal Genomics: Synthesis of Past, Present, and Future Directions. 2000. P. 52.
234. Zinn A.R., Bressler S.L., Beer-Romero P., Adler D.A., Chapman V.M., Page D.C., Disteche CM. Inactivation of the Rps4 gene on the mouse X chromosome // Genomics. 1991. V. 11. №. 4. P. 1097-1101.
235. Zinn A.R., Page D.C., Fisher E.M. Turner syndrome: the case of the missing sex chromosomc //Trends Genet. 1993 V. 9. №. 3. P. 90-93.
-
Аноприенко, Ольга Валентиновна
-
кандидата биологических наук
-
Новосибирск, 2004
-
ВАК 03.00.15
- СРАВНИТЕЛЬНОЕ КАРТИРОВАНИЕ ИЗБЕГАЮЩИХ ИНАКТИВАЦИИ ГЕНОВ Х-ХРОМОСОМЫ ЧЕЛОВЕКА НА ХРОМОСОМАХ ПЯТИ ВИДОВ ПОЛЕВОК РОДА MICROTVS (ARVICOLINAE, RODENTIA)
- Экспрессия гомологичных генов у гибридов млекопитающих
- Изучение особенностей инактивации родительских Х хромосом у самок межвидовых гибридов полевок рода Microtus
- Сравнительный цитогенетический анализ четырех видов обыкновенных полевок рода
- Статус экспрессии генов и модификации хроматина на активной и неактивной X-хромосоме у обыкновенных полевок
