Проблемы и перспективы молекулярной генетики. Том 1 - Свердлов Е.Д.
ISBN 5-02-002753-7
Скачать (прямая ссылка):
Из наших исследований, а также из тех результатов, которые постепенно накапливаются в литературе (табл. 9), следует еще один принципиальный вывод, который может быть сделан в настоящее время и который важно иметь в виду при оценке полученных нами результатов: отдельные субъединицы мультимерных белков могут выполнять самостоятельную и независимую от мультимерного белка функцию.
Ярким примером полифункциональности макромолекул и генов в клетках может служить ситуация с геном, кодирующим митохондриальную 16S рРНК. Как показал проведенный нами анализ, этот ген кроме 16S рРНК, которая является структурной основой митохондриальных рибосом, способен кодировать короткий функционально активный пептид. Такой вывод был сделан в результате сравнения последовательностей ядер-ной и митохондриальной ДНК с кДНК хьюманина, обнаруженной Хашимо-то с соавт. (Hashimoto et al., 2001). Эти авторы показали, что хьюманин об-
171
ладает способностью предотвращать клеточную гибель, вызываемую мутантными генами пресенилина, однако о природе соответствующего гена ничего не было сказано. Наш анализ позволил прийти к выводу о том, что ген хьюманина расположен внутри гена 16S рРНК митохондрий (Maximov et al., 2002). Как указывалось выше, нами в клетках лимфом обнаружено значительное усиление экспрессии гена, который имеет гомологию с митохондриальным геном 16S РНК. Но продукт этого гена полиаденилирован и его 3-конец не совпадает с 3'-концом гена 16S рРНК. Повышенный уровень по-лиаденилированных РНК, гомологичных 16S рРНК, имеет место и в ряде других типов злокачественных клеток. Все это позволило нам заключить, что во всех этих случаях происходит усиленная экспрессия гена хьюманина, входящего в состав гена 16S рРНК, а не повышенное образование самой 16S рРНК. Таким образом, на одном гене возможно образование различных продуктов с совершенно разными функциями (рибосомная РНК и белок).
В заключение следует отметить, что предложенный нами механизм ингибирования апоптоза, характеризующий один из множества возможных этапов в цепи событий взаимодействия вирусов с клеткой, находится в русле современных взглядов на влияние ряда опухолеродных вирусов на апоп-тоз клетки посредством воздействия на митохондрии и экспрессию митохондриальных генов - процесса, следствием которого может быть злокачественная трансформация клетки.
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ ГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА,
ИМЕЮЩИХ ЧАСТИЧНУЮ ГОМОЛОГИЮ
С РЕГУЛЯТОРНЫМИ ГЕНАМИ HIV-1
Геном человека содержит большое число последовательностей эндогенных ретровирусов (human endogenous retroviruses, HERVs) (Leib-Mosch et al., 1990). Для их выявления и клонирования использованы разные подходы и прежде всего гибридизация в мягких условиях с ранее выделенными генами экзогенных и эндогенных ретровирусов грызунов и птиц. После обнаружения первых экзогенных ретровирусов человека, Т-лимфотропных вирусов человека (HTLV) и вирусов иммунодефицита человека (HIV), имеющих между собой существенную гомологию, первоначально считали, что в геноме человека отсутствуют нуклеотидные последовательности, гомологичные геному этих вирусов. Позднее немногочисленные работы, посвященные поиску в геноме человека последовательностей, имеющих сходство с HIV, позволили обнаружить несколько элементов, частично гомологичных структурному гену env этого вируса. Имеются отдельные сообщения о наличие небольшого сходства между регуляторными белками Nef, Tat и Rev HIV-1 и некоторыми белками человека (Horwitz et al., 1992; см. также ссылки в работе Хайдаровой и др., 1997а). Все эти данные позволяли думать о наличии в геномах млекопитающих последовательностей, которые в какой-то степени родственны регуляторным генам лентивирусов человека. Однако вопрос о возможной гомологии между геномом HIV и геномом человека, а также других млекопитающих не был детально изучен. В частности, не проводили систематических исследований по поиску в геноме человека и обезьян последовательностей, родственных регуляторным генам, которые имеются у
172
HIV и отсутствуют у большинства других ретровирусов. Между тем этот вопрос представляется важным. Наши знания о наличии структурного и функционального сходства вирусных регуляторных генов и генов млекопитающих принципиальны для более полного понимания путей возникновения и эволюции вирусов данного типа, и, кроме того, могут быть полезными для выяснения функции этих вирусных генов и гомологичных им участков генома млекопитающих, указывая на возможные пути их дальнейшего исследования. В частности, в связи с наличием онкогенного потенциала у гена tat (см. выше) можно было предположить, что подобно многим другим вирусным онкогенам, он имеет клеточное происхождение.
Нами был проведен цикл исследований по поиску в геноме человека (преимущественно в хромосоме 19) и обезьян последовательностей, имеющих частичную гомологию с регуляторными генами nef и tat/rev и со структурным геном env HIV-1 (Хайдарова и др., 1997а-в).
Наличие в геномах человека и шимпанзе последовательностей, имеющих частичное сходство с различными генами HIV-1, первоначально тестировали с помощью блот-гибридизации в мягких условиях, позволяющих выявлять последовательности, сходство которых с генами ВИЧ составляет от 60% и выше. В очень мягких условиях гибридизации геномных ДНК человека и шимпанзе с перекрывающимися генами tat/rev наблюдали в основном диффузное распределение сигнала. При более жестких условиях отмывки фильтров диффузный гибридизационный сигнал уменьшался и были обнаружены дискретные положительные сигналы как с ДНК человека, так и с ДНК шимпанзе. Наличие дискретных гибридизующихся фрагментов не исключает существование и других последовательностей, имеющих сходство с генами tat/rev, которые представлены менее часто встречающимися фрагментами других размеров. Об этом свидетельствуют полуколичественные данные гибридизации в точках, согласно которым общее число tat/rev-подобных элементов в геноме человека составляет около 103. Сходное значение было получено и при скрининге тотальной библиотеки генов человека (102-103). Эти оценки совпадают с теми, которые можно рассчитать на основании данных гибридизации с фильтрами высокой плотности, на которых нанесен ранжированный банк генов хромосомы 19. Около десятка рекомбинантных космид гибридизовалось в мягких условиях с зондом tat/rev. Учитывая, что хромосома 19 содержит примерно 1/50 часть генома, можно рассчитать, что общее количество tat/rev-полобных элементов в геноме человека составляет около 5 х 102.
