Диссертация (1145883), страница 26
Текст из файла (страница 26)
рис. 3.17), хотя копийность этого гена была увеличена. Можно предположить, что в данном случае экспрессия RPS9B регулируется дополнительнымимеханизмами, поскольку сходные результаты (отсутствие изменения экспрессиинесмотря на изменение дозы гена) были получены для некоторых других геновRP, имеющих паралоги: RPL15A и RPL22A (Hose et al., 2015).4.6. Участие гена SWI1 в переходе от фенотипа Isp– к фенотипу Isp+Поскольку механизм влияния сверхэкспрессии SFP1 на переключение фенотипа с Isp– на Isp+ непонятен, мы попытались выяснить, существуют ли другиегены, сверхэкспрессия которых может приводить к такому же изменению фенотипа. Ранее было обнаружено, что таким влиянием обладают гены RPS24A, ACT1и HSP150 (Гогинашвили и др., 2009; см.
раздел 1.4.5). Кроме того, мы обнаружили схожее влияние у гена SWI1 и показали, что оно не связано с возникновениемприона [SWI + ] и с агрегацией Swi1p (см. раздел 3.2).Следует отметить, что сверхэкспрессия SWI1 может приводить не толькок потере лишней хромосомы II (см. рис. 3.25), но и к появлению автодиплоидов (см. рис. 3.11), причём, по всей видимости, автодиплоидизация позволяетдрожжевых клеткам избежать токсичного действия сверхэкспрессии SWI1. Интересно, что повышение плоидности было ранее описано как механизм, позволяющий клеткам избежать токсичности сверхпродукции полиглутаминов (Kaiser etal., 2013).
Хотя причина токсичности сверхэкспрессии SWI1 не совсем очевидна,нельзя исключить, что мы наблюдали схожий эффект.Isp–↑↑ SWI1nMATaIInIsp+IIIAde+His–Lys–?II II2nMATaIIIAde+His+Lys+II II II IIMATa//MATαIII IIIAde+His+Lys+Рисунок 4.5 — События, которые могут происходить при сверхэкспрессии SWI1-YFP. Голубой цвет соответствует супрессорному фенотипу (Ade+ His+ Lys+ ) Isp+ , фиолетовый — несупрессорному (Ade+ His– Lys– ).
Номера обозначают соответствующие хромосомы.139Механизмы, приводящие к диплоидизации гетероталличного штамма, невполне очевидны. Тут, возможно, стоит отметить, что SWI1 был выявлен какген, мутации в котором (swi1 = [mating type] switch) препятствуют переключению типа спаривания у гомоталличных штаммов (Haber, George, 1979) в связис тем, что гены компонентов комплекса SWI/SNF необходимы для экспрессиигена эндонуклеазы Ho (Peterson, Herskowitz, 1992). Тем не менее, непонятно, каким образом сверхпродукция одного из компонентов этого комплекса в штамме,дефектном по гену HO, может влиять на тип спаривания.
Интересно, что аллельHO в 25-25-2В-П3982 идентична таковой в S288C, но не в 15В-П4 и остальных секвенированных штаммах Петергофской генетической коллекции, что ещёраз свидетельствует о гибридном происхождении П3982. Впрочем, поскольку наданный момент известно, что Swi1p входит в комплекс SWI/SNF, участвующийв изменении разметки активного и неактивного хроматина (Cairns et al., 1994),можно также предположить, что механизм переключения типа спаривания независит от эндонуклеазы Ho, а связан со снятием репрессии молчащей кассетыHMLα.
Пока непонятно, может ли потеря лишней хромосомы и диплоидизацияклеток при сверхэкспрессии SWI1 определяться общим механизмом.4.7. Нестабильность кариотипа исследуемых штаммовНаши данные не позволяют сделать количественных выводов о частотеприобретения и потери хромосом в исследуемом штамме, однако то, что мынаблюдали различные варианты анеуплоидии (см.
рис. 3.25), позволяет предположить наличие дополнительных факторов, снижающих стабильность генома.В частности, к таким факторам может относиться наличие мутаций в генахsup35 и sup45. В пользу этого предположения говорят данные о том, что нестабильность числа хромосом была ранее показана для мутантов sup35 и sup45(Borchsenius et al., 2000; Stirling et al., 2011), а против — то, что мы наблюдалидупликацию хромосомы I при отборе штамма [psi– ] на основе родственного использованному штамма, несущего аллели SUP35 и SUP45 дикого типа (см. рис.3.25).140Для более полного анализа генов, которые могут объяснять предполагаемую нестабильность хромосом в изучаемом штамме, мы воспользовались данными полногеномного секвенирования.
К сожалению, анализ всех мутаций,которые могли бы приводить к такому результату, затруднён, поскольку эффект произвольной аминокислотной замены предсказать затруднительно, а геном 25-25-2В-П3982 значительно отличается как от генома референсного штамма S288C, так и от генома 15В-П4 (см. рис. 3.5). Мы сравнили список из 46генов, аллели которых в исследуемом штамме содержат преждевременный стопкодон (см.
Б), и список известных 692 генов, необходимых для поддержаниястабильности генома (Stirling et al., 2011). Эти списки содержат три общих гена:ADE1 (аллель ade1-14), MNL1 и CNN1. Ген ADE1 представляется нам маловероятным кандидатом по двум причинам. Во-первых, аллель ade1-14 использована вбольшом количестве работ, связанных с прионом [PSI + ] (см. Liebman, Chernoff,2012), и специфической нестабильности числа хромосом в штаммах [psi– ] показано не было. Во-вторых, во всех производных 25-25-2В-П3982 проявлениеэтой мутации частично супрессировано в силу мутации sup35-25 (см. рис.
3.2).MNL1 кодирует белок эндоплазматического ретикулума, участвующий в разрушении гликопротеинов (Nakatsukasa et al., 2001); его влияние на поддержаниестабильности генома было выявлено только по увеличению частоты незаконногоскрещивания двух штаммов типа спаривания α (Yuen et al., 2007), а механизм,лежащий в основе такого эффекта, непонятен, поэтому провести параллель с нашими данными затруднительно. Ген CNN1 кодирует белок кинетохорного комплекса, сходный с CENP-T млекопитающих (Schleiffer et al., 2012), и снижениестабильности искусственных фрагментов хромосом при делеции CNN1 было показано в нескольких работах (Measday et al., 2005; Yuen et al., 2007).
Интересно,что преждевременный стоп-кодон в гене CNN1 есть также в геноме производных предковых по отношению к изучаемому штаммов 25-2В-П3982 и 2В-П3982(данные не показаны), но не содержится в геномах других штаммов, по происхождению связанных с ПГЛ (Drozdova et al., 2016).1414.8. ЗаключениеМы показали, что в изученной системе нонсенс-супрессорный фенотипможет регулироваться дупликацией хромосомы II: все изученные клоны фенотипа Isp– характеризуются наличием дополнительной хромосомы. Кроме того,некоторые клоны Isp– характеризуются также наличием дополнительной хромосомы IX и ингибированием генов, контролирующих импорт ионов железа иметаболизм аминокислот.
Все изученные клоны Isp+ содержат одну хромосомуII; некоторые из них являются анеуплоидами, но это не влияет на эффективностьнонсенс-супрессии. Несмотря на то, что разница в эффективности нонсенссупрессии между клонами Isp+ и Isp– , вероятно, объясняется достаточно простым механизм — дупликацией генов, являющихся мишенью нонсенс-супрессии,возможно, усиленной увеличением дозы других генов участников трансляции —интересно отметить разнообразие механизмов тонкой регуляции эффективности нонсенс-супрессии. Мы показали, что токсическое действие гидрохлоридагуанидина может способствовать отбору дисомных по хромосоме II клонов, асверхэкспрессия генов SFP1 или SWI1, напротив, приводить к нормализациикариотипа таких анеуплоидных клонов.
В случае сверхэкспрессии SWI1 можеттакже происходить диплоидизация клеток (рис. 4.6).Isp+GuHClIIII IIeu илиn+1 (IX, XIV)Isp–n+1 (II) илиn+2 (II+IX)Спонтанный переходtQ(UUG)BtQ(UUG)B↑↑SFP1lys2-87TEF2tC(GCA)Blys2-87TEF2tC(GCA)B↑↑SWI1his7-1his7-1↑↑SWI12nРисунок 4.6 — Изученные события, приводящие к смене фенотипа и кариотипа. Голубойцвет соответствует супрессорному фенотипу (Ade+ His+ Lys+ , или Isp– ), фиолетовый — несупрессорному (Ade+ His– Lys– , или Isp+ ). Сплошные линии обозначают экспериментально показанныепереходы, пунктирная — предполагаемый; eu — эуплоидный, n — гаплоидный, 2n — приблизительно диплоидный набор хромосом.142Глава 5. Выводы1. В исследованном штамме нонсенс-супрессорный фенотип (Isp– ) определяется дисомией по хромосоме II, опосредован дупликацией находящихся на этой хромосоме мутантных аллелей his7-1 и lys2-87 и, возможно, усилен дупликацией гена TEF2 и генов естественных супрессорныхтРНК.2.
Сверхпродукция Sfp1p может приводить к нормализации числа хромосом в анеуплоидных клонах и, соответственно, к появлению клонов Isp+в потомстве клонов Isp– , а пассирование клонов Isp+ на среде, содержащей гидрохлорид гуанидина, — к отбору дисомных по хромосоме IIклонов фенотипа Isp– .3. Сверхпродукция Swi1p может приводить к диплоидизации клеток, атакже увеличивает частоту появления клонов Isp+ в потомстве клоновIsp– , причём этот эффект не связан с агрегацией Swi1p или повышениемуровня экспрессии SFP1.4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
