ISSN 0564-3783  



Головна
Контакти
Архів  
Тематика журналу
Підписка
До уваги авторів
Редколегія
Мобільна версія


In English

Export citations
UNIMARC
BibTeX
RIS





Эпигенетические изменения активности рибосомных цистронов акроцентрических хроматид человека у плодов, индивидов среднего (22–45 лет) и пожилого (80–106 лет) возраста

Лежава Т., Буадзе Т., Монаселидзе Д., Джохадзе Т., Сигуа Н., Джангулашвили Н., Гайозишвили М., Коридзе М., Зосидзе Н., Рухадзе М.

Оригінальна работа 




Был изучен уровень общего гетерохроматина, Ag-положительных областей ядрышкового организатора (ЯОР), уровень спутничных  ассоциаций  акроцентрических хроматид (некоторые хроматидные спутники связаны друг с другом, образуя спутничные ассоциации), интенсивность вступления в ассоциации каждой акроцентрической хроматиды и типов ассоциаций хроматид у 29 плодов, у 32-х здоровых индивидов 22–45-ти  лет  и 22-х индивидов  80–106-ти лет. Хромосомы были идентифицированы с помощью анализа G-окраски с использованием системы кариотипирования Ikaros (Meta system). Дифференциальная сканирующая калориметрия показала более высокую термостабильность хроматина (гетерохроматинизацию) у индивидов среднего и старческого возраста по сравнению с плодами. Количество Ag-положительных ЯОР на клетку как для ассоциированных, так и для неассоциированных хроматид было значительно выше  в клетках плода, чем в среднем и в старческом  возрастах. Количество спутничных ассоциаций хроматид на клетку  у  плодов и у индивидов старческой группы было  ниже, чем у  индивидов среднего возраста. Активность вступления в ассоциации  хроматид 15-ой хромосомы у плодов и индивидов средней и старческой возрастных групп  была значительно ниже по сравнению с другими акроцентрическими хроматидами (р < 0,05), тогда как хроматиды 21-й хромосомы участвовали в ассоциациях с высокой активностью (р < 0,05). ).

Частота ассоциаций хроматид гомологичных хромосом (13:13; 14:14; 15:15 и 22:22) и некоторых негомологичных хромосом (15:22 и 21:22) у плода, индивидов 22–45 и 80–106 лет почти совпадала. Вышеотмеченные явления, по-видимому, указывают на то, что хроматидные спутничные рибосомные гены акроцентрических хромосом подвергаются специфической эпигенетической изменчивости в зависимости от возраста, определяя специфический синтез рРНК для конструирования специфических рибосом, что может иметь большое значение при оценке общего функционирования клеток при нормальных и патологических состояниях.

РЕЗЮМЕ. Було вивчено рівень загального гетерохроматину, Ag-позитивних областей ядерцевого організатора (ЯОР), рівень супутникових асоціацій акроцентричних хроматид (деякі хроматидні супутники пов’язані один з одним, утворюючи супутникові асоціації), інтенсивність вступу в асоціації кожної акроцентричної хроматиди і типів асоціацій хроматид у 29 плодів, у 32-х здорових індивідів 22–45 років і 22-х індивідів 80–106 років. Хромосоми були ідентифіковані за допомогою аналізу G-забарвлення з використанням системи каріотипування Ikaros (Meta system). Диференціальна скануюча калориметрія показала більш високу термостабільність хроматину (гетерохроматінізацію) у індивідів середнього і похилого віку в порівнянні з плодами. Кількість Ag-позитивних ЯОР на клітину як для асоційованих, так і для неасоційованих хроматид була значно вище в клітинах плода, ніж в середньому і в похилому віці. Кількість супутникових асоціацій хроматид на клітину плодів і у індивідів похилої групи була нижче, ніж у індивідів середнього віку. Активність вступу в асоціації хроматид 15-ої хромосоми у плодів і індивідів середньої і похилої вікових груп була значно нижче в порівнянні з іншими акроцентричними хроматидами (р < 0,05), тоді як хроматиди 21-ї хромосоми брали участь в асоціаціях з високою активністю (р < 0,05). Частота асоціацій хроматид гомологічних хромосом (13:13; 14:14; 15:15 і 22:22) і деяких хромосом (15:22 і 21:22) у плода, індивідів 22–45 і 80–106 років майже збігалася. Вищезазначені явища, мабуть, вказують на те, що хроматидні супутникові рибосомні гени акроцентричних хромосом піддаються специфічній епігенетичній мінливості в залежності від віку, визначаючи специфічний синтез рРНК для конструювання специфічних рибосом, що може мати велике значення при оцінці загального функціонування клітин при нормальних і патологічних станах.

Ключові слова: старение, ассоциация, гетерохроматинизация, плоды, рибосомные гены, спутничные нити

Цитологія і генетика 2020, том 54, № 3, C. 69-80

  1. Кафедра генетики, Тбилисский государственный университет им. Ив. Джавахишвили (ТГУ), пр. Чавчавадзе, 1, Тбилиси, 0128, Грузия
  2. Институт физики; Институт Генетики, Тбилисский государственный университет им. Джавахишвили, пр. Чавчавадзе, 1, Тбилиси, 0128, Грузия
  3. Центр пренатальной диагностики – «Перинатология», ул. Горгасали 93, Тбилиси, Грузия
  4. Батумский государственный университет им. Шота Руставели, ул. Ниношвили, 35, Батуми, Грузия

E-mail: lezhavat yahoo.com, jamlet_monaselidze yahoo.com, sigua_nino yahoo.com, koridzemarina gmail.com

Лежава Т., Буадзе Т., Монаселидзе Д., Джохадзе Т., Сигуа Н., Джангулашвили Н., Гайозишвили М., Коридзе М., Зосидзе Н., Рухадзе М. Эпигенетические изменения активности рибосомных цистронов акроцентрических хроматид человека у плодов, индивидов среднего (22–45 лет) и пожилого (80–106 лет) возраста, Цитологія і генетика., 2020, том 54, № 3, C. 69-80.

В "Cytology and Genetics". Якщо тільки можливо, цитуйте статтю по нашій англомовній версії:
T. Lezhava, T. Buadze, J. Monaselidze, T. Jokhadze, N. Sigua, N. Jangulashvili, M. Gaiozishvili, M. Koridze, N. Zosidze & M. Rukhadze Epigenetic Changes of Activity of the Ribosomal Cistrons of Human Acrocentric Chromatids in Fetuses, Middle-aged (22–45 years) and Old Individuals (80–106 years), Cytol Genet., 2020, vol. 54, no. 3, pp. 233–242
DOI: 10.3103/S009545272003007X


Посилання

1. Bártová, E., Harničarová, Horáková, A., Uhlířová, R., Raška, I., Galiová, G., Orlova, D., and Kozubek, S., Structure and epigenetics of nucleoli in comparison with non-nucleolar compartments, J. Histochem. Cytochem., 2010, vol. 58, no. 5, pp. 391–403. https://doi.org/10.1369/jhc.2009.955435

2. Lyapunova, N., and Veiko, N., Ribosomal genes in the human genome: identification of four fractions, their organization in the nucleolus and metaphase chromosomes, Genetika, 2010, vol. 46, no. 9, pp. 1205–1209.

3. Dimitrova, D., DNA replication initiation patterns and spatial dynamics of the human ribosomal RNA gene loci, J. Cell Sci., 2011, vol. 16, pp. 2743–2752. https://doi.org/10.1242/jcs.082230

4. Schmitz, K., Schmitt, N., Hoffmann-Rohrer, U., Schдfer, A., Grummt, I., and Mayer, Ch., TAF12 recruits Gadd45a and the nucleotide excision repair complex to the promoter of rRNA genes leading to active DNA demethylation, Mol. Cell, 2009, vol. 33, pp. 344–353. https://doi.org/10.1016/j.molcel.2009.01.015

5. Mazin, A., Suicidal function of DNA methylation in age-related genome disintegration, Ageing Res. Rev., 2009, vol. 8, no. 4, pp. 314–327. https://doi.org/10.1016/j.arr.2009.04.005

6. McStay, B. and Grummt, I., The epigenetics of rRNA genes: from molecular to chromosome biology, Ann. Rev. Cell. Dev. Biol., 2008, vol. 24, pp. 131–157. https://doi.org/10.1146/annurev.cellbio.24.110707.175259

7. Lezhava, T., Monaselidze, J., Jokhadze, T., and Gaiozishvili, M., Epigenetic Regulation of “age” heterochromatin by peptide bioregulator cortagen, Int. J. Pept. Res. Ther., 2015, vol. 21, pp. 157–163.

8. Lezhava, T., Jokhadze, T., Monaselidze, J., The functioning of “aged” heterochromatin, in Senescence, Intech Open Science, 2012, chapter 26, pp. 631–646. ISBN 978-953-51-0144-4.

9. Kikalishvili, L., Ramishvili, M., Nemsadze, G., Lezhava, T., Khorava, P., Gorgoshidze, M., Kiladze, M., and Monaselidze, J., Thermal stability of blood plasma proteins of breast cancer patients, DSC study, J. Therm. Anal. Calorim., 2015, vol. 120, no. 1, pp 501–505.

10. Kobzar, A.I., Applied Mathematical Statistics. For Engineers and Scientists, Moscow: Fizmatlit, 2006.

11. Olson, M., The Nucleolus, Springer Sci. LTC, 2011.

12. Tiku, V. and Antebi, A., Nucleolar Function in life span regulation, Trends Cell Boil., 2018, vol. 28, no. 8, pp. 662–672. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.03.007

13. Xu, B., Li, H., Perry, J., Singh, V.P., Unruh, J., Yu, Z., Zakari, M., McDowell, W., Li, L., and Gerton, J.L., Ribosomal DNA copy number loss and sequence variation in cancer, PLoS Genet., 2017, vol. 13, no. 6, e1006771. https://doi.org/10.1371/journal.pgen.1006771

14. Kim, J., Dilthey, A., Nagaraja, R., Lee, H.-Sh., Koren, S., Dudekula, D., Wood III, W.H., Piao, Y., Ogurtsov, A.Y., Utani, K., Noskov, V.N., Shabalina, S.A., Schlessinger, D., Phillippy, A.M., and Larionov, V., Variation in human chromosome 21 ribosomal RNA genes characterized by TAR cloning and long-read sequencing, Nucleic Acids Res., 2018, vol. 46, pp. 6712–6725. https://doi.org/10.1093/nar/gky442

15. Parks, M., Kurylo, C., Dass, R., Bojmar, L., Lyden, D., Vincent, C.Th., and Blanchard, S.C., Variant ribosomal RNA alleles are conserved and exhibit tissue-specific expression, Sci. Adv., 2018, vol. 4, no. 2, eaao0665. https://doi.org/10.1126/sciadv.aao0665

16. Porokhovnik, L. and Gerton, J., Ribosomal DNA-connecting ribosome biogenesis and chromosome biology, Chromosome Res., 2019, vol. 27, no. 1–2, pp. 1–3. https://doi.org/10.1007/s10577-018-9601-4

17. Villicaca, C., Cruz, G., and Zurita, M., The basal transcription machinery as a target for cancer therapy, Cancer Cell Int., 2014, vol. 14, no. 1, p. 18. https://doi.org/10.1186/1475-2867-14-18

18. Dai, M., Zeng, S., Jin, Y., Sun, X.X., David, L., and Lu, H., Ribosomal protein L23 activates p53 by inhibiting MDM2 function in response to ribosomal perturbation but not to translation inhibition, Mol. Cell, 2011, vol. 40, pp. 216–227.

19. Nćmeth, A. and Längst, G., Genome organization in and around the nucleolus, Trends Genet., 2011, vol. 27, no. 4, pp 149–156. https://doi.org/10.1016/j.tig.2011.01.002

20. Hirota, K., Miyoshi, T., Kugou, K., Hoffman, C., Shibata, T., and Ohta, K., Stepwise chromatin remodeling by a cascade of transcription initiation of non-coding RNA, Nature, 2008, vol. 456, pp.130–134. https://doi.org/10.1038/nature07348

21. Salminen, A. and Kaarniranta, K., SIRT1 regulates the ribosomal DNA locus: epigenetic candles twinkle longevity in the Christmas tree, Biochem. Biophys. Res. Commun., 2009, vol. 378, no. 1, pp. 6–9. doi 10.1016/j.bbrc.2008.11.023

22. Lemos, B., Araripe, L., and Hartl, D., Polymorphic Y chromosomes harbor cryptic variation with manifold functional consequences, Science, 2008, vol. 319, no. 5859, pp. 91–93. https://doi.org/10.1126/science.1148861

23. Boulon, S., Westman, B., Hutten, S., Boisvert, F.M., and Lamond, A.I., The nucleolus under stress, Mol. Cell., 2010, vol. 40, no. 2, pp. 216–227.https://doi.org/10.1016/j.molcel

24. Donati, G., Montanaro, L., and Derenzini, M., Ribosome biogenesis and control of cell proliferation: p53 is not alone, Cancer Res., 2012, vol. 72, no. 7, pp. 1602–1607. https://doi.org/10.1158/0008-5472.CAN-11-3992

25. Caudron-Herger, M., Pankert, T., Seiler, J., Nćmeth, A., Voit, R., Grummt, I., and Rippe, K., Alu element-containing RNAs maintain nucleolar structure and function, EMBO J., 2015, vol. 34, no. 22, pp. 2758–2774. https://doi.org/10.15252/embj.201591458

26. Cong, R., Das, S., Ugrinova, I., Kumar, S., Mongelard, F., Wong, J., and Bouvet, Ph., Interaction of nucleolin with ribosomal RNA genes and its role in RNA polymerase 1 transcription, Nucleic Acids Res., 2012, vol. 40, no. 19, pp. 9441–9454. https://doi.org/10.1093/nar/gks720

27. Barsaglieri, C. and Santoro, R., Genome organization in and around the nucleolus, Cells, 2019, vol. 8, no. 6, pii: E579. https://doi.org/10.3390/cells8060579

28. Caudron-Herger, M., Diederichs, S., Mitochondrial mutations in human cancer: curation of translation, RNA Biol., 2018, vol. 15, no. 1, pp. 62–9. https://doi.org/10.1080/15476286.2017.1373239

29. Allshire, R. and Madhani, H., Ten principles of heterochromatin formation and function, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2018, vol. 19, no. 4, pp. 229–244. https://doi.org/10.1038/nrm.2017.119

30. Baranov, V. and Kuznecova, T., Cytogenetics of Human Embryonic Development, St. Petersburg: Nauka, 2006.

31. Mayer, C. and Grummt, I., Ribosome biogenesis and cell growth: mTOR coordinates transcription by all three classes of nuclear RNA polymerases, Oncogene, 2006, vol. 25, no. 48, pp. 6384–6391.

Copyright© ICBGE 2002-2021 Coded & Designed by Volodymyr Duplij Modified 29.11.21