авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Регуляция транскрипции генов теплового шока у дрожжей saccharomyces cerevisiae

На правах рукописи

ЕРКИН Александр Михайлович РЕГУЛЯЦИЯ ТРАНСКРИПЦИИ ГЕНОВ ТЕПЛОВОГО ШОКА У ДРОЖЖЕЙ Saccharomyces cerevisiae

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

03.01.03 – молекулярная биология Санкт-Петербург 2011

Работа выполнена в Университете Батлера (США) и в Учреждении Российской академии наук Институт Цитологии РАН

Научный консультант: доктор биологических наук, профессор Валерий Анатольевич Поспелов Институт цитологии РАН

Официальные оппоненты: доктор биологических наук Борис Александрович Маргулис Институт цитологии РАН доктор физ-мат. наук, профессор Андрей Леонидович Тимковский Институт высокомолекулярных соединений РАН доктор биологических наук, профессор Андрей Петрович Перевозчиков ГУНИИ экспериментальной медицины РАМН Ведущее учреждение: Санкт-Петербургский государственный университет, биолого-почвенный факультет

Защита диссертации состоится "_" _июня 2011 г. в _ часов на заседании 3 Диссертационного совета Д. 002.230.01 при Институте цитологии РАН по адресу: 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д.4.

E-mail: cellpath@mail.cytspb.rssi.ru Факс: +7 (812) 297-35- Сайт: http://www.cytspb.rssi.ru/

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института цитологии РАН 21 апреля Автореферат разослан "_" 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук Е.В. Каминская 2   

Общая характеристика работы

Актуальность темы Молекулярные шапероны являются неотъемлемыми компонентами клетки, ответственными за поддержание протеома клетки в функционально компетентном состоянии. Эта функция молекулярных шаперонов включает в себя, но не ограничивается такими процессами, как поддержание правильной укладки белков, белковый транспорт, а также направленную белковую деградацию (Lindquist and Craig 1988). Большинство молекулярных шаперонов были первоначально идентифицированы как белки теплового шока, иначе говоря, белки, экспрессия которых была повышена при тепловом стрессе. Повышенный уровень экспрессии различных молекулярных шаперонов был обнаружен при исследовании опухолевых клеток. Было продемонстрировано, что присутствие молекулярных шаперонов HSP90, HSP70 и HSP27 коррелирует с уровнем злокачественности опухолевых клеток (Rutherford and Lindquist, 1998;

Queitsch et al., 2002;

Tang et al., 2005), а также препятствуют процессам, приводящим к программированной смерти клеток. Одной из причин Использованные сокращения:

ChIP – иммунопреципитация хроматина HSP12, HSP82 и SSA4 HSС82 – гены, экспрессирующие белки теплового шока HSP90, HSP70 и HSP27 – белки, функционирующие как молекулярные шапероны HSF (Heat Shock Factor) – фактор теплового шока HSE (Heat Shock Element) – помоторный элемент (последовательность) теплового шока ISWI (Imitation SWItch) – АТФ-зависимый ремоделирующий комплекс RSC (Remodels the Structure of Chromatin) – АТФ-зависимый ремоделирующий комплекс SWI/SNF (Switch/SucroseNonFermentable) – АТФ-зависимый ремоделирующий комплекс SNF2 – основная ферментативная субъединица комплекса SWI/SNF STH1 - основная ферментативная субъединица комплекса RSC Gal4 – транскрипционный активатор галактозных генов GRF2 (general regulatory factor 2) – общий регуляторный фактор URA3 - ген биосинтеза урацила MSN2/4 – транскрипционные активаторы генов общего стрессового ответа 3    повышенной экспрессии шаперонов в раковых клетках является то, что эти клетки обычно аккумулируют повышенное количество мутаций, приводящее к экспрессии химерных и (или) неправильно уложенных белков (Queitsch et al., 2002;

Dai et al., 2007). Таким образом, опухолевые клетки находятся в состоянии постоянного стресса и подвергаются надзорному контролю со стороны клеток иммунной системы.

Недавние фармакологические разработки позволили идентифицировать ингибиторы HSP90 как многообещающие антираковые препараты (Calderwood et al., 2006;

Xiao et al., 2006). Направленное противоопухолевое действие ингибиторов HSP90 обусловлено тем фактом, что именно в раковых клетках HSP90 присутствует в форме с повышенной АТФазной активностью.

Именно эта форма HSP90 специфически взаимодействует с ингибиторами типа гельдамицин (Xiao et al., 2006). В свете этих недавних открытий становится особенно актуальной задача изучения механизмов экспрессии генов, ответственных за продукцию молекулярных шаперонов.

Идентификация факторов, которые снижают экспрессию этих генов, может способствовать получению новых противоопухолевых препаратов.

Другим примером важности функционирования молекулярных шаперонов является их связь с процессами, приводящими к нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезни Паркинсона и Хантингтона (Nakamura and Lipton 2009;

Bandopadhyay and de Belleroche 2010). Эти заболевания возникают в значительной степени вследствие повышенной агрегации белков в нейрональных клетках. В этой ситуации молекулярные шапероны помогают диссоциировать агрегаты, таким образом препятствуя дегенеративным процессам. В случае нейродегенеративных заболеваний выгодна повышенная экспрессия молекулярных шаперонов, предотвращающая дегенеративные процессы. В начале 2010 года были опубликованы данные (Neef et al. 2010) о том, что химический агент, положительно влияющий на экспрессию молекулярных шаперонов, обладает способностью подавлять нейродегенеративные процессы.

4    Из приведенных выше примеров видно, что выявление факторов, как положительно (в случае нейродегенерации), так и отрицательно (при канцерогенезе) влияющих на экспрессию молекулярных шаперонов, является перспективным направлением в медицине и в фармакологии.

Изучение транскрипционной регуляции генов молекулярных шаперонов также имеет существенное фундаментальное значение. Было показано, что гены теплового шока являются клеточной системой, которая демонстрирует наиболее быстрые и интенсивные процессы активации транскрипции (Erkine and Gross, 2003). Перестройки структуры хроматина на промоторных и кодирующих областях генов теплового шока в ответ на тепловой стресс проявляются исключительно контрастно до и после тепловой индукции. Показано, например, что значительное удаление октамера гистонов нуклеосом на промоторе гена HSP82 происходит в первые секунды после тепловой индукции (Zhao et al., 2005;

Erkina and Erkine, 2006).

Таким образом гены теплового шока являются уникальной моделью для изучения механизмов перестроек хроматина, связанных с инициацией транскрипции. Выявление факторов, энзиматических активностей, а также промежуточных состояний структуры хроматина во время индукции генов теплового шока необходимо для установления фундаментальных механизмов регуляции транскрипционной активности и является актуальной задачей современной молекулярной биологии.

Цель и залачи исследования Цель работы состояла в выявлении факторов и молекулярных механизмов, связанных с индукцией активности генов теплового шока. Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд конкретных задач:

1) Выявить факторы транскрипции и механизмы, определяющие конститутивную и индуцибельную экспрессию генов HSP82 и HSС82.

5    2) Проанализировать доменную структуру и функции индивидуальных доменов фактора теплового шока (HSF).

3) Исследовать механизмы активации транскрипции генов теплового шока, зависимые от функционирования фактора теплового шока.

4) Охарактеризовать процессы перестройки структуры хроматина, связанные с активацией генов теплового шока.

5) Выявить энзиматические активности, необходимые для перестройки структуры хроматина при индукции транскрипции генов теплового шока.

Основные положения, выносимые на защиту:

1) Фактор теплового шока (HSF) взаимодействует с промотором гена HSС82 независимо от других промотор-специфических факторов и предотвращает репрессию транскрипции, вызванную присодинением нуклеосом.

2) Кооперативное взаимодействие нескольких молекул фактора теплового шока с промотором обусловливает высокий уровень индукции транскрипции с промотора гена HSP82.

3) Активационный домен фактора теплового шока необходим для динамичной перестройки хроматина при индукции транскрипции, вызванной тепловым шоком.

4) Потенциальный механизм удаления нуклеосом с промоторов генов теплового шока включает в себя непосредственное взаимодействие между гистонами и активационными доменами фактора теплового шока, приводящее к дестабилизации промоторных нуклеосом.

5) Предложена модель дестабилизации нуклеосом на основе взаимодействия активационных доменов HSF с октамерами гистонов, которая позволяет разрешить парадокс эффективного взаимодействия высоко консервативных гистонов и низко консервативных активационных доменов HSF, приводящего к активации транскрипции.

6    6) Инактивация энзиматической активности комплекса SWI/SNF приводит к полному прекращению перестроек хроматина на промоторе HSP12 и замедляет удаление октамера гистонов нуклеосом на промоторах генов HSP82 и SSA4.

7) Белковый комплекс RSC принимает участие и является критическим фактором для перестройки структуры хроматина в области промоторов генов теплового шока, а также необходим для привлечения РНК полимеразы II, обеспечивающей транскрипцию этих генов.

Научная новизна работы Работа представляет собой первое сравнительное молекулярно биологическое исследование функций генов HSP82 и HSС82 у дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Впервые картировано положение нуклеосом на промоторах этих генов до и после транскрипционной индукции. Данные этой части работы получены с использованием усовершенствованного нами метода геномного футпринтинга. Впервые охарактеризованы функциональные и структурные последствия точечных и комбинаторных мутаций в промоторах этих генов, направленно созданных нами. Нами впервые проведен генетический скрининг последовательностей, функционально замещающих С-концевой активационный домен HSF.

Следствием анализа результатов этого скрининга явилась формулирование модели молекулярного механизма работы активационных доменов, которая разрешает многочисленные парадоксы и несоответствия трактовок известных механизмов транскрипционной активации. Впервые были охарактеризованы энзиматические активности, критически необходимые для активации генов теплового шока. Нами выявлена прямая вовлеченность АТФ-зависимого комплекса SWI/SNF в процессы ремоделирования хроматина на промоторах HSP12, HSP82 и SSA4. Доказано, что в основе ген-специфического характера работы комплекса SWI/SNF лежит дифференциальная зависимость работы 7    промоторов генов теплового шока от транскрипционных факторов HSF и MSN2/4. Также впервые продемонстрирована универсальная зависимость промоторов модельных генов теплового шока от комплекса RSC.

Теоретическое и практическое значение работы Работа имеет как фундаментальную, так и практическую значимость.

Ее результаты важны в первую очередь для понимания механизмов регуляции работы генов теплового шока, экспрессирующих многокомпонентную систему молекулярных шаперонов. Система молекулярных шаперонов является эволюционно высококонсервативной и представлена принципиально сходными компонентами и механизмами их работы как у низших, так и у высших эукариот (Wu 1995;

Voellmy 2004).

Благодаря эволюционной консервативности системы молекулярных шаперонов и механизмов её регуляции, теоретические и практические результаты работы в значительной степени могут иметь приложение к изучению молекулярных механизмов транскрипции в клетках человека и в других модельных систем. Новые методы и модификации известных процедур, разработанные в ходе нашей работы, могут быть использованы в различных молекулярно-биологических, биохимических и генетических исследованиях.

Результаты работы используются при чтении следующих курсов лекций: Молекулярная биология гена, Основы медицинской биохимии, Молекулярно-биологические технологии в медицине, Молекулярная фармакология, Фармацевтическая биотехнология.

Результаты работы открывают новые возможности для формулирования концепции и методов создания новых фармакологических препаратов, влияющих на экспрессию генов молекулярных шаперонов.

8    Апробация работы Материалы работы были представлены на следующих конференциях:

Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology. Histone code: Fact or Fiction? Utah, USA, January 2011. AbCam Conference: Chromatin structure and function. Costa Rica. November 2009. CNRC conference “New ideas for an old family: Heat Shock factor at crossroads between stress, epigenetics and development”. Roscoff (France), September 2008. Cold Spring Harbor Laboratory Meeting: Mechanisms of Eukaryotic Transcription, Cold Spring Harbor, USA, September 2007. Chromatin and transcription. Dominican Republic, December 2006;

Gene-specific chromatin remodeling at yeast heat shock gene promoters.

Chromatin-mediated biological decisions. Marburg, Germany, October 2006;

BRIN conference Washington DC, July 2006;

Chromatin: structure and function.

Bahamas, December 2005;

West Coast Chromatin and Chromosomes Conference, Asilomar, CA, December 2003;

Keystone Symposium: Chromatin Structure and Activity. Santa Fe, NM, March 2003;

Keystone Symposium: Chromatin Structure and Activity. Santa Fe, NM, January 2002;

Keystone Symposium: Chromatin Structure and Function. Durango, CO, February 2000;

Twentieth Annual West Coast Chromatin and Chromosomes Conference, Asilomar, CA, December 1998;

17th International Congress of Biochemistry and Molecular Biology, San Francisco, CA, August 1997;

FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, July '97;

Gordon Research Conference on Nuclear Proteins, Chromatin Structure & Gene Regulation. Tilton, NH, July 1996;

Southeastern Regional Yeast Meeting, Hattiesburg, MS, March 1996;

FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, June 1995;

FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, June 1995;

Southeastern Regional Yeast Meeting, Hattiesburg, MS, March 1995;

Meeting of the Keystone Symposium on Heat Shock (Stress) Proteins in Biology and Medicine, Santa Fe NM, February 1995.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 статьи, включая обзорных, в международных и отечественных рецензируемых журналах.

Дополнительно опубликовано 21 сообщение в материалах тезисов научных конференций и симпозиумов.

9    Объем и структура диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, посвященного молекулярной биологии регуляции транскрипции и включающего описание механизмов перестройки хроматина и пост-трансляционной модификации гистонов, описания материалов и методов исследования, глав «Результаты», трех «Обсуждение результатов», объединяющих подглав, в которых приводится изложение экспериментальных данных с их обсуждением, заключения, выводов и списка цитируемой литературы ( 297 цитируемых источников). Работа изложена на 176 страницах машинописного текста и содержит 41 иллюстраций.

Краткая характеристика объектов и методов исследования Эксперименты по выяснению ДНК-белковых контактов на промоторах генов HSP82 и HSC82 проводили с использованием метода геномного футпринтинга, модифицированного в нашей работе (Erkine et al., 1995;

Erkine et al., 1996). Ген-специфические олигонуклеотиды метили -Р32-АТФ по 5’ концу. Меченый олигонуклеотид отжигали с предварительно обработанной ДНКазой-I геномной ДНК и достраивали Taq-полимеразой до места обрыва ДНК. Полученные меченые фрагменты ДНК разделяли электрофорезом в секвенирующем геле (Рис. 2).

Относительную афинность HSF к мутантным последовательностям ДНК измеряли смешиванием рекомбинантного HSF с олигонуклеотидами, содержащими соответствующие мутации (Рис. 3). Полученную смесь разделяли электрофорезом в нативном полиакриламидном геле. Участок геля, содержаший ДНК-белковый комплекс с замедленной, относительно несвязанных олигонуклеотидов, подвижностью вырезали, экстрагировали ДНК и разделяли в секвенирующем полиакриламидном геле. Интенсивность меченых фрагментов ДНК измеряли с использованием фосфориммиджера.

10    Штаммы, содержащие делеции специфических генов, создавали путем замещения выбранной последовательности ДНК кассетой, содержащей селекционный маркер (Guldener et al., 1996;

McNabb et al., 1997). В качестве маркеров использовали гены биосинтеза специфических аминокислот, а также гены устойчивости к антибиотикам. Кассету, содержащую селекционный маркер, амплифицировали с помощью ПЦР из соответствующих плазмид, содержащих искомые последовательности.

Праймеры, использованные для ПЦР-амплификации, содержали минимум нуклеотидов, комплементарных концам геномной ДНК, выбранной для делетирования. После трансформации клеток фрагментом ДНК, содержащим маркерную кассету, описанную выше, клетки выращивали на селективной среде и образовавшиеся колонии скринировали методом ПЦР, используя диагностические праймеры. Созданные геномные конструкции подтверждали секвенированием ДНК.

Для проведения генетического скрининга на функциональной последовательности активационных доменов была создана геномная библиотека (Erkine and Gross, 2003). Для ее создания использовали родительскую плазмиду, содержащую ген HSF с делетированным С концевым активационным доменом (Рис. 6). Фрагменты геномной ДНК, полученные перевариванием с помощью рестриктазы Sau3a I, лигировали в конец кодирующей области HSF гена перед стоп-кодоном. Полученную библиотеку амплифицировали в E.coli и использовали для трансформации дрожжевого штамма с делетированной хромосомной копией гена HSF и содержащего нативный ген HSF в плазмиде, несущей URA3 маркер. После трансформации плазмиду, содержащую нативный HSF, удаляли с помощью негативной селекции на среде, содержащей 5-фторооротовую кислоту.

Полученную библиотеку дрожжевых штаммов, содержащих конструкции HSF с модифицированным С-концевым районом, скринировали на (390С).

способность расти при повышенной температуре ДНК из 11    образовавшихся колоний анализировали секвенированием фрагмента, лигированного в конце кодирующей области гена HSF.

Динамику изменения хроматина на промоторах генов теплового шока изучали с помощью иммунопреципитации хроматина с последующим анализом репрезентации нуклеотидных последоватеьностей методом количественной ПЦР в реальном времени. Метод был модифицирован нами и включал использование магнитных сфер для иммунопрецепитации (Erkina and Erkine, 2006;

Erkina et al., 2008). Этот же метод использовался для изучения динамики взаимодействия транскрипционных факторов, а также РНК-полимеразы II с промоторными элементами генов теплового шока.

Результаты и обсуждение Механизмы конститутивной и индуцибельной экспрессии генов HSP82 и HSС82.

Гены, кодирующие молекулярные шапероны, активируются и меняют уровень экспрессии в ответ на стрессовые условия по-разному. Примером дифференциальной регуляции генов теплового стресса является регуляция генов HSP82 и HSС82. В то время как ген HSС82 экспрессируется на высоком уровне до теплового шока и в ответ на повышение температуры увеличивает свою экспрессию только в 3 раза, ген HSP82 до теплового шока экпрессируется на очень низком уровне и при повышении температуры увеличивает свою экспрессию в 15-20 раз (Рис. 1). Представлялось важным выяснить, какие факторы определяют конститутивную экспрессию HSС82 и природу высокой индуцибельности гена HSP82.

Для выяснения механизмов, определяющих высокую степень конститутивной экспрессии HSС82, нами был проведен компьютерный 12    анализ последовательности ДНК промотора гена HSС82. Было показано (Erkine et al., 1995), что последовательность этого гена содержит несколько консенсусных последовательностей, узнаваемых различными транскрипционными факторами. Для того, чтобы выяснить, какие из этих факторов принимают участие в регуляции транскрипции, нами был проведен анализ промотора HSС82 с помощью геномного футпринта (Рис. 2).

Этот подход выявил наличие двух участков промоторной ДНК, взаимодействующих с белковыми факторами. Зоны протекции полностью совпадают с последовательностями, взаимодействующими с фактором теплового шока HSF, а также с последовательностью, взаимодействующей с фактором GRF2. К моменту этих экспериментов была известна зависимость регуляции гена HSС82 от HSF. Вовлеченность фактора GRF2 в регуляцию гена HSС82 была показана нами впервые.

Мутационный анализ, сопровождавшийся экспериментами по геномному футпринту, продемонстрировал, что удаление участков связывания GRF2 в промоторе HSС82 приводило к некоторому ослаблению футпринта HSF.

Параллельно с этим было показано, что индуцибельность гена HSС возрастала (Erkine et al., 1996). Мутация участка ДНК, с которым взаимодействует HSF, приводила к полному исчезновению футпринта HSF, в то время как футпринт GRF2 был ясно виден (Рис. 2). Уровень экспрессии HSС82 в этом штамме был практически равен нулю.

13    Описанная выше серия эксперимента позволила сделать вывод, что фактор GRF2 является стабилизирующим в отношении фактора HSF, который в свою очередь является основным активатором гена HSС82. Исходя из описанных выше данных, нами была предложена модель (Erkine et al., 1996), согласно которой высокая и конститутивная экспрессия HSС определяется кооперативным взаимодействием между факторами HSF и GRF2, при этом фактор GRF2 стабилизирует HSF, обеспечивая таким образом условия для высокого уровня экспрессии HSС82 еще до теплового шока.

14    Для выяснения механизмов, определяющих высокую индуцибельность гена HSP82, был также проведен компьютерный анализ последовательности ДНК промотора HSP82 (Erkine et al., 1995). Этот анализ выявил наличие множественных последовательностей, совпадающих с консенсусом HSЕ (heat shock element). Эти данные позволили предположить, что с промотором гена HSP82 одновременно могут взаимодействовать несколько молекул HSF. Это предположение, в свою очередь, создавало предпосылку для выдвижения гипотезы кооперативного взаимодействия молекул HSF.

Для проверки гипотезы кооперативности нами были проведены эксперименты конкурентного взаимодействия двуцепочечных олигонуклеотидов, содержащих одинарную и удвоенную последовательности HSЕ с рекомбинантным HSF (Erkine et al., 1999). Было продемонстрировано, что HSF взаимодействует с олигонуклеотидом, содержащим двойной HSЕ, примерно в 50 раз более эффективно, чем с олигонуклеотидом, содержащим одинарную последовательность HSЕ (Erkine et al., 1999). Эти данные однозначно продемонстрировали кооперативность взаимодействия HSF с множественными HSЕ. Идея кооперативности взаимодействия HSF с промотором HSP82 нашла также подтверждение в экспериментах по конкурентному взаимодействию с двуцепочечными 15    олигонуклетидами, содержащими природную последовательность промотора HSP82 (Рис. 3). Взаимодействие HSF с последовательностью дикого типа в несколько раз превышает взаимодействие HSF с последовательностями, содержащими одну или две точечных мутаций в одном из HSЕ, и более чем в 10 раз меньше для олигонуклеотида с делетированным HSЕ1(Рис. 3). Эти данные строго коррелируют с уровнем экспрессии гена HSP82 дикого типа в сравнении с экспрессией этого же гена, содержащего мутации, идентичные мутациям, использованным в олигонуклеотидах при анализе конкурентного взаимодействия с HSF.

16    Дополнительное подтверждение идеи кооперативности было получено с помощью метода футпринта in vitro. Поскольку этот метод позволяет непосредственно наблюдать ДНК-белковые взаимодействия по изменению паттерна протекции районов ДНК взаимодействующими белками (в данном случае HSF), эти эксперименты продемонстрировали одновременное взаимодействие молекул HSF с множественными последовательностями HSЕ (HSE1, HSE2, HSE3) в промоторе гена HSP82 (Рис. 4). Полученные нами данные также свидетельствуют, что футпринт молекул HSF полностью элиминировался в случае двух точечных мутаций, изменяющих консенсус HSЕ1.

Все вышеописанные эксперименты позволяют с высокой уверенностью сделать вывод о том, что высокая индуцибельность гена HSP82 определяется кооперативным взаимодействием молекул HSF с HSЕ промотора HSP82 во время теплового шока.

Механизм работы активационных доменов HSF.

Поскольку основным активатором генов теплового шока является HSF, представлялось важным проанализировать механизмы работы различных доменов HSF. Фактор HSF у дрожжей имеет в своем составе 4 основных функциональных домена: C- и N-концевые активационные домены, домен связывания с ДНК, а также тримеризационный домен (Рис. 5).

17    Активационные домены HSF являются абсолютно необходимыми для активации транскрипции. Было известно, что они отличаются функциональным проявлением. N-концевой активатор ответственен за быструю реакцию на тепловое воздействие, тогда как С-концевой активатор необходим для долговременного ответа (Sorger, 1990). Известно также, что удаление С-концевого активационного домена приводит к уменьшению транскрипции генов HSP, а также к летальности при повышенной температуре (Sorger, 1990). Мы использовали эту особенность С-концевого активационного домена для создания системы генетического скрининга последовательностей, функционально замещающих С-концевой активатор и восстанавливающих выживаемость и рост клеток при повышенной температуре (см. Методы – создание геномной библиотеки и рис. 6).

18    Результатом проведенного нами генетического скрининга явилось выявление аминокислотных последовательностей, которые функционально замещали С-концевой активационный домен в составе молекулы HSF.

Статистическая обработка скрининга показала, что 3-5% случайных последовательностей в состоянии функционировать как активационные домены HSF (Erkine and Gross, 2003). Анализ конкретных выявленных нами искусственных активационных доменов показал отсутствие консенсусной последовательности. В то же самое время, объединяющей особенностью этих последовательностей оказалось повышенное содержание кислых и гидрофобных аминокислотных остатков. Высокая вероятность появления функциональных последовательностей в случайном наборе, а также отсутствие выраженной консенсусной последовательности позволяет сделать вывод о малоспецифичном взаимодействии активационных доменов с их функциональными мишенями.

Дополнительным важным выводом, который позволяют сделать наши данные об аминокислотном составе активационных доменов, является то, что аминокислотные последовательности мишеней активационных доменов, по всей видимости, являются основными и гидрофобными. Этот вывод, в свою очередь, позволяет сделать предположение, что выявленные нами активационные домены взаимодействуют с гистонами промоторных нуклеосом. Предполагаемое взаимодействие между активационными доменами и гистонами позволяет сформулировать молекулярный механизм функционирования активационных доменов. Основой этого механизма является дестабилизация промоторных нуклеосом в результате низкоспецифического прямого воздействия активационных доменов.

Сформулированная нами модель функционирования активационных доменов (Erkine, 2004) противоречит классической модели функционирования транскрипционных активаторов. По классической модели (рис. 7) активационные домены рекрутируют многочисленные коактиваторы, 19    включающие в себя гистон-модифицирующие комплексы, АТФ зависимые коплексы ремоделирующие хроматин, а также компоненты комплекса инициации транскрипции, включая базальные, или общие факторы транскрипции, компоненты медиаторного комплекса и РНК-полимеразу.

Результатом взаимодействия активационных доменов с этими многочисленными и многообразными белковыми субъединицами является 20    удаление октамера гистонов промоторных нуклеосом и сборка комплекса инициации транскрипции. Классическая модель не является идеальной, поскольку принятие ее приводит к формулированию парадокса, демонстрирующего несовершенство этой модели. Суть парадокса заключается в том, что, с одной стороны, существует строгая функциональная консервативность, выражающаяся в легкой замене активационных доменов друг другом, не только между транскрипционными активаторами внутри клетки одного вида, но и между клетками различных биологических царств;

с другой стороны, отсутствует консервативность структуры и аминокислотных последовательностей активационных доменов. С помощью классической модели трудно объяснить, каким образом активационные домены при переносе между клетками дрожжей и человека или растений в состоянии найти специфические мишени, необходимые для инициации транскрипции.  Предложенная нами модель (Erkine, 2004) позволяет легко разрешить описанный выше парадокс. По нашей модели активационные домены взаимодействуют с гистонами промоторных нуклеосом, нарушая каноническую нуклеосомную структуру и делая модифицированные нуклеосомы мишенями для комплексов, модифицирующих гистоны и ремоделирующих хроматин. Поскольку гистоны являются наиболее эволюционно консервативными белками и исключительно мало отличаются по аминокислотному составу между клетками различных биологических царств, то взаимодействие активационный домен - гистоны не будет существенно меняться при взаимозамене активационных доменов между клетками различных биологических царств. Преимущество нашей модели заключается также и в том, что малоспецифически взаимодействующие партнеры (активационные домены и гистоны) находятся на близком расстоянии на промоторе, тогда как по классической модели активационные домены, обладающие низкой специфичностью взаимодействия с 21    потенциальными партнерами, должны идентифицировать критически важную мишень среди огромного многообразия белков кариоплазмы. Чтобы проверить нашу модель, мы провели серию экспериментов, в которых С концевой активационный домен дрожжевого HSF был замещен белковыми модулями, взаимодействующими с гистонами. Было показано (рис. 8), что   фрагменты факторов CTN1 и HNF3, известные своей способностью взаимодействовать с гистонами, частично компенсируют температуро чувствительный фенотип штамма, экспрессирующего HSF с делетированным С-концевым активационным доменом.

Нами также были проведены эксперименты, ставящие задачей проверку функциональности активационных доменов гистоновых шаперонов или их фрагментов. Было показано (рис. 9), что фрагмент молекулярного шаперона NAP1, который неспецифически взаимодействует с гистонами и является эволюционно консервативным, проявляет себя как высоко активный активационный домен. В составе молекулы, содержащей ДНК-связывающий домен активатор Gal4, описанный выше фрагмент NAP1 показывает уровень индукции репортерного гена, соответствующий 70% активности Gal4 с высокоактивным нативным активационным доменом (рис. 9).

22    Результаты проведенного нами генетического скрининга и последующие эксперименты по замене нативных активационных доменов на известные белковые модули, взаимодействующие с гистонами, подтверждают сформулированную выше модель механизмов активации транскрипции путем дестабилизации нуклеосом.

Энзиматические активности, принимающие участие в удалении белков нуклеосом при активации транскрипции генов теплового шока.

По предложенной нами модели, активационные домены деформируют нативную структуру нуклеосомы, делая ее мишенью для энзиматических активностей, модифицирующих гистоны и ремоделирующих хроматин. Нами 23    была предпринята попытка идентификации этих энзиматических активностей. Основной методический подход в этой части работы заключался в создании штаммов, содержащих делеции специфических субъединиц известных энзиматических комплексов и в использовании набора высокоиндуцибельных генов теплового шока в качестве репортеров процессов ремоделирования хроматина.

Нами впервые было показано, что потеря гистонов Н3 на промоторе гена HSР12 полностью зависит от наличия активности SNF2, который является основной энзиматической субъединицей ремоделирующего комплекса SWI/SNF. Два других репортерных промотора – HSP82 и SSA4, показывают снижение и замедление потери нуклеосом при тепловом стрессе (рис. 10). Нами было также показано, что значительная зависимость промотора гена HSР12 от активности SWI/SNF комплекса обусловлена 24    отсутствием активаторов на этом промоторе до теплового стресса, в то время как промоторы HSP82 и SSA4 содержали значительное количество HSF до тепловой индукции, обеспечивая тем самым прединдукционную платформу для процессов ремоделирования хроматина (рис. 11).

25    В дрожжевой клетке родственным комплексу SWI/SNF является другой комплекс АТФ-зависимого ремоделирования хроматина – RSC. Известно, что инактивация этого комплекса летальна. Для того, чтобы проверить эффект инактивации комплекса RSC, нами был использован штамм, содержащий хромосомную конструкцию, экспрессирующую основную субъединицу комплекса RSC – STH1 под промотором, регулируемым антибиотиком доксициклином. Было показано, что в присутствии доксициклина экспрессия STH1 уменьшается до уровня, не детектируемого с помощью Вестерн-блотинга. В этих условиях рост клеток существенно замедлялся (Erkina et al., 2010). Анализ потери гистонов на репортерных промоторах при тепловом шоке в этом штамме в присутствии доксициклина показал существенное уменьшение и задержку потери гистонов на трех проанализированных репортерах (рис. 12). В присутствии доксициклина нами была показана полная потеря взаимодействия РНК-полимеразы II с промоторами репортерных генов (рис. 13). Поскольку такого эффекта не наблюдалось в случае инактивации комплекса SWI/SNF (snf2), нами был сделан вывод, что параллельность работы комплексов RSC и SWI/SNF 26    является условной, а также что активность комплекса RSC является более необходимой для экспрессии генов теплового шока.

Аналогичным образом нами были последовательно проанализированы эффекты индивидуальной инактивации большинства известных АТФ зависимых комплексов, ремоделирующих хроматин. Было показано, что инактивации индивидуальных комплексов (за исключением описанных выше комплеков SWI/SNF и RSC) не оказывали значительного эффекта на процессы ремоделирования хроматина репортерных промоторов генов теплового шока. Некоторым исключением в этом ряду являлась инактивация комплекса ISW1, делеция которого показывала небольшой эффект, подобный эффекту инактивации SNF2 на промоторах HSP82 и SSA4 (Рис. 14). Так как эффекты, возникающие при делетировании SNF2 и ISW1, носят сходный характер, возникает вопрос, являются ли комплексы SWI/SNF и ISW функционально избыточными? При инактивации обоих генов SNF2 и ISW мы обнаружили синергический эффект влияния на кинетику и уровень потери гистонов на промоторах HSP82 и SSA4 (Рис. 14). Уровень 27    ремоделирования в штамме с двойной делецией был значительно ниже, чем в штаммах, несущих индивидуальные делеции.

Для промотора HSP12, как уже обсуждалось выше (Erkina et al., 2008), в штамме SNF2 ремоделирования хроматина практически не наблюдалось. На основании описанных выше данных нами было сделано предположение о функциональном взаимодействии комплексов ISW1и SWI/SNF.

28    Выводы 1. Механизм конститутивной экспрессии гена HSC82 обусловлен стабилизацией взаимодействия HSF с промотором этого гена благодаря постоянному присутствию фактора GRF2 на этом промоторе.

2. Высокий уровень индуцибельности промотора гена HSP82 определяется повышенным количеством сайтов связывания HSF на этом промоторе, и кооперативным взаимодействием молекул HSF между собой при связывании с этим промотором.

3. Основным фактором, определяющим перестройки хроматина на промоторах генов теплового шока, является HSF, поскольку делетирование активационных доменов этого фактора существенно снижает степень удаления гистоновых октамеров при тепловой индукции транскрипции.

4. Потенциальный механизм удаления нуклеосом с промоторов генов теплового шока включает в себя непосредственное взаимодействие между гистонами и активационным доменом фактора теплового шока, приводящее к дестабилизации промоторных нуклеосом.

5. Предложена модель функционирования активационных доменов HSF через дестабилизацию ими октамеров гистонов нуклеосом, которая дополняет классическую модель прямого рекрутирования коактиваторов и позволяет разрешить парадокс эффективного взаимодействия высоко консервативных гистонов и низко консервативных активационных доменов HSF, приводящего к активации транскрипции.

6. Комплекс SWI/SNF, ремоделирующий хроматин, по-разному вовлечен в процессы активации генов теплового шока, поскольку инактивация энзиматической активности комплекса SWI/SNF приводит к полному прекращению перестройки хроматина на промоторе HSP12, тогда как 29    удаление белков нуклеосом с промоторов генов HSP82 и SSA4 не прекращается полностью, а только замедляется.

7. Белковый комплекс RSC необходим для перестройки хроматина на промоторах генов теплового шока и для индукции транскрипции.

Инактивация этого комплекса приводит к прекращению перестроек хроматина и предотвращает привлечение РНК-полимеразы II, обеспечивающей транскрипцию этих генов.

Устные доклады по приглашению Январь, 2011. Keystone Conference on Molecular and Cellular Biology: “Histone code: fact or fiction?”, Utah, USA Сентябрь, 2008 Jacques Monod Conference “Heat Shock Factors at crossroads between stress, epigenetics and development”, Roscoff, France.

Декабрь, 2003. 25th International West Coast Chromatin and Chromosomes Conference. Pacific Grow, California.

Январь, 2003. Department of Biochemistry, University of Indiana, Muncie, Indiana.

Январь, 2003. Department of Biochemistry, North Dakota State University, Grand Forks, North Dakota.

Февраль, 2002. Barbara Ann Karmanos Cancer Institute, Detroit, Michigan.

Март, 2001. Department of Biochemistry, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiana.

Список работ, опубликованных по теме диссертации T.Y. Erkina, Y. Zou, S. Freeling, V.I. Vorobyev, A. M. Erkine.

1.

Functional interplay between chromatin remodeling complexes SWI/SNF, ISWI, and RSC in regulation of yeast heat shock genes. Nucleic Acids Res.

2010, 38:1441-9.

30    T Y. Liu, S. Ye and A. M. Erkine. Analysis of Saccharomyces 2.

cerevisiae genome for the distributions of stress-response elements potentially affecting gene expression by transcriptional interference. In Silico Biology, 2009, 9, 0030.

T. Y. Erkina, M. V. Lavrova, A. M. Erkine. Alternative ways of stress 3.

regulation in cells of S. cerevisiae: transcription activators Msn2 and Msn4.

Cell and Tissue Biology, 2009, 51:121-129.

T. Y. Erkina, P. A. Tschetter, A. M. Erkine. Different requirement of 4.

SWI/SNF complex for the robust nucleosome displacement at promoters of HSF and Msn2/4 regulated heat shock genes. Mol. Cell. Biol., 2008, 28:1207-1217.

A. M. Erkina, A. M. Erkine. Displacement of histones at promoters of 5.

yeast heat shock genes is differentially associated with histone H acetylation. Mol. Cell. Biol., 2006, 26:7587-600. Summary figure used as a cover art for MCB v.26(20).

H. Singh, A. M. Erkine, S. B. Kremer, H. M. Duttweiler, D. A. Davis, 6.

J. Iqbal, R. R. Gross, D. S. Gross. A functional module of yeast mediator that governs the dynamic range of heat-shock gene expression. Genetics, 2006, 172:2169-84.

A. M. Erkine. Activation domains of gene-specific transcription 7.

factors: are histones among their targets? Biochem. Cell Biol., 2004, 82:

453-459. Summary figure used as a cover art for the issue 4 of the journal.

A. M. Erkine and D. S. Gross. Dynamic chromatin remodeling 8.

triggered by natural and synthetic activation domains. J. Biol. Chem., 2003, 278: 7755-64.

C. B. Bourgeois-Venturi, A. M. Erkine and D. S. Gross. Cell Cycle 9.

Dependent Binding of Yeast Heat Shock Factor to Nucleosomes. Mol. Cell.

Biol., 2000, 20: 6435-6448.

D. C. Raitt, A. L. Johnson, A. M. Erkine, K. Makino, B. Morgan, D. S.

10.

Gross, L. H. Johnston. The Skn7 response regulator of Saccharomyces 31    cerevisiae interacts with Hsf1 in vivo and is required for the induction of heat shock genes by oxidative stress. Mol. Biol. Cell, 2000, 11: 2335-2347.

A. M. Erkine, S. F. Magrogan, E. A. Sekinger, D. S. Gross.

11.

Cooperative binding of heat shock factor to the yeast HSP82 promoter in vivo and in vitro. Mol. Cell. Biol., 1999, 19: 1627-1639.

Y. Lee, W. M. Wong, D. Gayer, A. M. Erkine, R. N. Nazar. In vivo 12.

analyses of upstream promoter sequence elements in the 5S rRNA gene from Saccharomyces cerevisiae. J. Mol. Biol., 1997, 269: 676-683.

A. M. Erkine, C. C. Adams, T. Diken, D. S. Gross. Heat shock factor 13.

gains access to the yeast HSC82 promoter independently of other sequence specific factors and antagonizes nucleosomal repression of basal and induced transcription. Mol. Cell. Biol., 1996, 16: 7004-7017.

A. M. Erkine, C. C. Adams, M. Gao, D. S. Gross. Multiple protein 14.

DNA interactions over the yeast HSC82 heat shock gene promoter. Nucleic Acids Res., 1995, 23: 1822-1829.

A. M. Erkine, C.Szent-Gyorgyi, S. F. Simmons, D. S. Gross. The 15.

upstream sequences of the HSP82 and HSC82 genes of Saccharomyces cerevisiae: regulatory elements and nucleosome positioning motifs. Yeast, 1995, 11: 573-580.

Y. Lee, A. M. Erkine, D. I. Van Ryk, R. N. Nazar. In vivo analyses of 16.

the internal control region in the 5S rRNA gene from Saccharomyces cerevisiae. Nucleic Acids Res., 1995, 23: 634-640.

M. A. Karymov, A. A. Kruchinin, Yu. A. Tarantov, I. A. Balova, L. A.

17.

Remisova, N. G. Sukhodolov, A. I. Yanklovich, A. M. Erkine *(Yorkin).

Legmuir-Blodgett film based membrane for a DNA-probe biosensor. Sensors and Actuators B., 1992, 6: 208-210.

А. М. Еркин. Характеристика фибрилл хроматина, 18.

иммобилизованных на поликатионной поверхности. Биохимия, 1992, 57: 312-316.

А. М. Еркин. Экранированность гистонов Н1, Н5 и ДНК в 19.

32    наднуклеосомной структуре эритроцитарного хроматина.

Ленинградский государственный университет. Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук. 1987.

А. М. Еркин. Хроматин на мембране: исследование доступности 20.

гистона H5 для антител в наднуклеосомной структуре хроматина.

Молекулярная биология. 1987. 21: 688-695.

А. М. Еркин, Л. Г. Водовьянова, А. А. Липская, А. В. Козлов.

21.

Особенности ограниченного трипсинолиза гистона H5 в растворе и составе с хроматина различным уровнем компактизации. Биохимия, 1987, 52: 396-404.

А. М. Еркин. Экранированность ДНК от действия ДНКазы I в 22.

наднуклеосомной структуре хромотина. Вестник Ленинградского государственного университета, 1986, 3: 78-83.

М.И. Мосевицкий, А. М. Еркин. О специфичности распределения 23.

модифицированных форм и подфракций гистонов в хроматине.

Доклады АН СССР, 1982, 262: 1510-1513.

V. A. Pospelov, A. M. Erkine *(Erkin), A. T. Khachatrian. H1 and H 24.

histone arrangement in chromatin of pigeon erythrocytes. FEBS Lett., 1981, 128: 315-317.

Публикации в форме тезисов на конференциях 1. A. M. Erkine, T. Y. Erkina. Keystone Symposia on Molecular and Cellular Biology. Histone code: Fact or Fiction? “Activator - Histone Interactions: Fact or Fiction?” Utah (USA) January, 2011.

2. T. Y. Erkina, Y. Zou, S. Freeling, A. M. Erkine. Functional interplay between chromatin remodelling complexes RSC, SWI/SNF, and ISWI in regulation of yeast heat shock genes, ABCAM Conference: Chromatin structure and function. Costa Rica. November 2009.

3. A. M. Erkine, T. Y. Erkina. Regulation of chromatin remodeling at heat shock gene promoters by HSF and Msn2/4 activators. “New ideas for an old family:

33    Heat Shock factor at crossroads between stress, epigenetics and development”.

Roscoff (France) - September, 2008.

4. T. Y. Erkina, P. A. Tschetter, A. M. Erkine. Different requirements of SWI/SNF complex for the robust nucleosome displacement at promoters of HSF and Msn2/4 regulated heat shock genes. Cold Spring Harbor. September 2007.

5. T. Y. Erkina, A. M. Erkine. Differential mechanisms of nucleosome displacement at yeast heat shock gene promoters. Chromatin and transcription.

Dominican Republic, December 2006.

6. T. Y. Erkina, A. M. Erkine. Gene-specific chromatin remodeling at yeast heat sock gene promoters. Chromatin mediated biological decisions. Marburg, Germany, October 2006.

7. T. Y. Erkina and A. M. Erkine. Correlation between the degree of nucleosome displacement and histone H3 acetylation during gene activation. BRIN conference Washington DC, July 8. T. Y. Erkina, A. M. Erkine. Nucleosome displacement at promoters of yeast heat shock genes is proportional to the degree of transient histone H acetylation. Chromatin: structure and function. Bahamas, December 2005.

9. A. M. Erkine. Nucleosome displacement at heat shock promoters: direct or indirect recruitment of chromatin remodelers? West Coast Chromatin and Chromosomes Conference, Asilomar, CA, December 2003.

10. A. M. Erkine, D. S. Gross. Heat shock factor-induced nucleosome remodeling in vivo and in vitro. Keystone Symposium: Chromatin Structure and Activity.

Santa Fe, NM, March 2003.

11. A. M. Erkine, D. S. Gross. Chromatin remodeling triggered by synthetic activation domains. Keystone Symposium: Chromatin Structure and Activity.

Santa Fe, NM, January 2002.

12. A. M. Erkine, D. S. Gross. Probing the function of the yeast HSF activation domain. Keystone Symposium: Chromatin Structure and Function. Durango, CO, February 2000.

34    13. A. M. Erkine. Cooperative Binding of Yeast HSF to the HSP82 Promoter:

Destroying Nucleosomal Block. Twentieth Annual West Coast Chromatin and Chromosomes Conference, Asilomar, CA, December 1998.

14. A. M. Erkine, S. F. Magrogan, D. S. Gross. Cooperative and non-cooperative interactions of heat shock factor at the yeast HSP82 promoter. 17 International Congress of Biochemistry and Molecular Biology, San Francisco, CA, August 1997.

15. A. M. Erkine, S. F. Magrogan, D. S. Gross. Yeast HSF Exhibits chromatin specific cooperative binding. FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, July 1997.

16. A. M. Erkine, C. C. Adams, D. S. Gross. HSF gains access to the yeast HSC promoter independently of other sequence-specific factors and antagonizes nucleosomal repression of transcription. Gordon Research Conference on Nuclear Proteins, Chromatin Structure & Gene Regulation. Tilton, NH, July 1996.

17. A. M. Erkine and D. S. Gross. Cooperative interactions between HSF trimers and other factors determine the mechanisms of transcriptional regulation in the yeast HSP82 and HSC82 genes. Southeastern Regional Yeast Meeting, Hattiesburg, MS, March 1996.

18. A. M. Erkine and D. S. Gross. Regulatory elements, transcription factors interactions, and promoter chromatin architecture underlie differences in the transcriptional regulation of the yeast HSP82 and HSC82 genes. FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, June 1995.

19. D. S. Gross, T. Diken, and A. M. Erkine. Yeast heat shock factor can bind to nucleosomes and remodel chromatin. FASEB Summer Research Conference on Chromatin and Transcription, Snowmass, CO, June 1995.

20. A. M. Erkine, E. A. Sekinger, D. S. Gross. Consequences of in situ mutations on protein - DNA interactions upstream of the yeast HSP90 genes. Southeastern Regional Yeast Meeting, Hattiesburg, MS, March 1995.

35    21. D. S. Gross, T. Diken, and A. M. Erkine. Heat shock factor can bind to nucleosomes and remodel chromatin in S. cerevisiae J. Cell. Biochem. 19B, 197. Meeting of the Keystone Symposium on Heat Shock (Stress) Proteins in Biology and Medicine, Santa Fe NM, February 1995.

Список цитированной литературы 1. Bandopadhyay, R. and J. de Belleroche (2010). "Pathogenesis of Parkinson's disease: emerging role of molecular chaperones." Trends Mol Med 16(1):

27-36.

2. Calderwood, S. K., M. A. Khaleque, D. B. Sawyer and D. R. Ciocca (2006).

"Heat shock proteins in cancer: chaperones of tumorigenesis." Trends Biochem Sci 31(3): 164-172.

3. Dai, C., L. Whitesell, A. B. Rogers and S. Lindquist (2007). "Heat shock factor 1 is a powerful multifaceted modifier of carcinogenesis." Cell 130(6):

1005-1018.

4. Erkina, T. Y. and A. M. Erkine (2006). "Displacement of histones at promoters of Saccharomyces cerevisiae heat shock genes is differentially associated with histone H3 acetylation." Mol Cell Biol 26(20): 7587-7600.

5. Erkina, T. Y., P. A. Tschetter and A. M. Erkine (2008). "Different requirements of the SWI/SNF complex for robust nucleosome displacement at promoters of heat shock factor and Msn2- and Msn4-regulated heat shock genes." Mol Cell Biol 28(4): 1207-1217.

6. Erkina, T. Y., Y. Zou, S. Freeling, V. I. Vorobyev and A. M. Erkine (2010).

"Functional interplay between chromatin remodeling complexes RSC, SWI/SNF and ISWI in regulation of yeast heat shock genes." Nucleic Acids Res 38(5): 1441-1449.

7. Erkine, A. M. (2004). "Activation domains of gene-specific transcription factors: are histones among their targets?" Biochem Cell Biol 82(4): 453 459.

8. Erkine, A. M., C. C. Adams, T. Diken and D. S. Gross (1996). "Heat shock factor gains access to the yeast HSC82 promoter independently of other sequence-specific factors and antagonizes nucleosomal repression of basal and induced transcription." Mol Cell Biol 16(12): 7004-7017.

9. Erkine, A. M., C. C. Adams, M. Gao and D. S. Gross (1995). "Multiple protein-DNA interactions over the yeast HSC82 heat shock gene promoter."

Nucleic Acids Res 23(10): 1822-1829.

10. Erkine, A. M. and D. S. Gross (2003). "Dynamic chromatin alterations triggered by natural and synthetic activation domains." J Biol Chem 278(10): 7755-7764.

36    11. Erkine, A. M., S. F. Magrogan, E. A. Sekinger and D. S. Gross (1999).

"Cooperative binding of heat shock factor to the yeast HSP82 promoter in vivo and in vitro." Mol Cell Biol 19(3): 1627-1639.

12. Erkine, A. M., C. Szent-Gyorgyi, S. F. Simmons and D. S. Gross (1995).

"The upstream sequences of the HSP82 and HSC82 genes of Saccharomyces cerevisiae: regulatory elements and nucleosome positioning motifs." Yeast 11(6): 573-580.

13. Guldener, U., S. Heck, T. Fielder, J. Beinhauer and J. H. Hegemann (1996).

"A new efficient gene disruption cassette for repeated use in budding yeast."

Nucleic Acids Res 24(13): 2519-2524.

14. Lindquist, S. and E. A. Craig (1988). "The heat-shock proteins." Annu Rev Genet 22: 631-677.

15. McNabb, D. S., S. M. Pak and L. Guarente (1997). "Cassette for the generation of sequential gene disruptions in the yeast Schizosaccharomyces pombe [In Process Citation]." Biotechniques 22(6): 1134-1139.

16. Nakamura, T. and S. A. Lipton (2009). "Cell death: protein misfolding and neurodegenerative diseases." Apoptosis 14(4): 455-468.

17. Neef, D. W., M. L. Turski and D. J. Thiele (2010). "Modulation of heat shock transcription factor 1 as a therapeutic target for small molecule intervention in neurodegenerative disease." PLoS Biol 8(1): e1000291.

18. Queitsch, C., T. A. Sangster and S. Lindquist (2002). "Hsp90 as a capacitor of phenotypic variation." Nature 417(6889): 618-624.

19. Rutherford, S. L. and S. Lindquist (1998). "Hsp90 as a capacitor for morphological evolution." Nature 396(6709): 336-342.

20. Sorger, P. K. (1990). "Yeast heat shock factor contains separable transient and sustained response transcriptional activators." Cell 62(4): 793-805.

21. Tang, D., M. A. Khaleque, E. L. Jones, J. R. Theriault, C. Li, W. H. Wong, M. A. Stevenson and S. K. Calderwood (2005). "Expression of heat shock proteins and heat shock protein messenger ribonucleic acid in human prostate carcinoma in vitro and in tumors in vivo." Cell Stress Chaperones 10(1): 46-58.

22. Voellmy, R. (2004). "On mechanisms that control heat shock transcription factor activity in metazoan cells." Cell Stress Chaperones 9(2): 122-133.

23. Wu, C. (1995). "Heat shock transcription factors: structure and regulation."

Ann Rev Cell Dev Biol 11: 441-469.

24. Xiao, L., X. Lu and D. M. Ruden (2006). "Effectiveness of hsp90 inhibitors as anti-cancer drugs." Mini Rev Med Chem 6(10): 1137-1143.

25. Zhao, J., J. Herrera-Diaz and D. S. Gross (2005). "Domain-Wide Displacement of Histones by Activated Heat Shock Factor Occurs Independently of Swi/Snf and Is Not Correlated with RNA Polymerase II Density." Mol Cell Biol 25(20): 8985-8999.

37   

 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.