Список сокращений .................................................................................................6
ВВЕДЕНИЕ .............................................................................................................8
Актуальность проблемы.......................................................................................8
Цели и задачи исследования..............................................................................10
Научная новизна. Теоретическая значимость работы. ...................................11
Практическая значимость работы.....................................................................13
Методология и методы диссертационного исследования ..............................15
Положения и результаты, выносимые на защиту ...........................................15
Личный вклад автора..........................................................................................17
Апробация результатов ......................................................................................17
Структура и объем работы.................................................................................21
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ...................................................................22
1.1. Общая характеристика репрессоров группы Polycomb и их
функциональных антагонистов из группы Trithorax ......................................22
1.2. Комплексы группы Polycomb.....................................................................24
1.3. Комплексы группы Trithorax ......................................................................32
1.4. Механизмы, обеспечивающие связывание комплексов Polycomb с
хроматином..........................................................................................................36
1.4.1. Свойства PRE-элементов в геноме дрозофилы....................................36
1.4.2. Роль ДНК-связывающих факторов в организации работы PREэлементов ............................................................................................................38
1.4.3. Роль транскрипционных факторов и сайтов их связывания в
привлечении репрессоров группы Polycomb на хроматин ..............................44
1.4.5. Белок-белковые взаимодействия между Polycomb-репрессорами и
PRE-ассоциированными ДНК-связывающими факторами............................45
1.4.6. PRE-элементы млекопитающих .............................................................48
1.4.7. Эпигенетические модификации ..............................................................49
1.4.8. Некодирующие РНК .................................................................................50
1.5. Механизмы действия белков группы Polycomb .......................................51
3
1.5.1. Конкуренция белков групп Polycomb и Trithorax ..................................51
1.5.2. Пространственные взаимодействия в активности системы
Polycomb/Trithorax ..............................................................................................53
1. 6. Нарушения функций Polycomb-репрессоров при онкологических
заболеваниях........................................................................................................55
1.6.1. Нарушения активности комплекса PRC2 в канцерогенезе..................56
1.6.2. Гиперфункции PRC2 при раке: повышенная экспрессия генов EZH2,
SUZ12 и EED........................................................................................................57
1.6.3. Гиперфункции PRC2 при раке: GOF-мутации EZH2............................59
1.6.4. Подавление активности PRC2 при раке: LOF-мутации компонентов
комплекса PRC2 ..................................................................................................60
1.6.5. Механизмы онкогенного и онкосупрессорного влияния PRC2..............61
1.6.6. Низкомолекулярные ингибиторы активности PRC2 ...........................62
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ...........................................................68
2.1. Генетические методы ..................................................................................68
2.2. Биохимические методы...............................................................................71
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ...............................................82
3.1. Исследование репрессоров группы Polycomb в трансгенных системах
на модели дрозофилы.........................................................................................82
3.1.1. Репрессорная активность bxdPRE зависит от хромосомного
контекста в случае направленной интеграции трансгенных конструкций в
геном.....................................................................................................................82
3.1.2. Сайты связывания архитектурного белка Su(Hw) индуцируют PREопосредованную репрессию транскрипции в локусе 96E................................87
3.1.3. Связывание Su(Hw) стимулирует рекрутирование
Polycomb/Trithorax-факторов на последовательность bxdPRE в области
96E ........................................................................................................................88
3.1.4. Мультимер Su(Hw) усиливает активность bxdPRE в разных
хромосомных положениях. ................................................................................95
3.1.5. Регуляторные элементы трансгенной платформы не влияют на
стимуляцию PRE-опосредованной репрессии: CRISPR/Cas9-тест..............96
4
3.1.6. Проходящая через последовательность bxdPRE транскрипция не
приводит к удалению эпигенетической модификации H3K27me3..............102
3.1.7. Новый PRE-элемент генома Drosophila virilis как удобный модельный
сайленсер............................................................................................................110
3.1.8. Резюме......................................................................................................115
3.2. Интерактомы ДНК-связывающих факторов, ассоциированных с PREэлементами генома дрозофилы .......................................................................118
3.2.1. Анализ интерактомов факторов Psq и Adf1.......................................118
3.2.2. Анализ интерактома фактора GAF ....................................................126
3.2.3. Sfmbt взаимодействует с белком Hangover, содержащим домены
«цинковые пальцы» С2Н2-типа ......................................................................131
3.2.4. Резюме......................................................................................................135
3.3. ДНК-связывающий фактор Crol и его роль в репрессии транскрипции
белками группы Polycomb ...............................................................................138
3.3.1. Обнаружение фактора Crol как партнера Polycomb-реперссоров..138
3.3.2. Crol связывается с PRE-элементами in vivo и распознает poly(G)-
последовательности.........................................................................................141
3.3.3. Мутация сайта связывания белка Crol приводит к частичной потере
репрессирующей активности элемента evePRE в трансгенных
конструкциях.....................................................................................................145
3.3.4. Резюме......................................................................................................149
3.4. Нарушения в работе Polycomb-комплекса PRC2 в различных типах рака
у человека. .........................................................................................................151
3.4.1. Анализ изменений на уровне ДНК в генах EZH2, SUZ12 и EED в
клинических образцах пациентов....................................................................152
3.4.2. Корреляция между уровнем транскрипции генов EZH2, SUZ12, EED и
выживаемостью пациентов ...........................................................................156
3.4.3. Зависимость линий опухолевых клеток от генов EZH2, SUZ12 и EED
.............................................................................................................................161
3.4.4. Резюме......................................................................................................164
5
3.5. ДНК-связывающие факторы в геноме человека как многообещающие
мишени для разработки новых антиопухолевых препаратов:
идентификация и анализ генов со свойствами «Супертаргетов»................166
3.5.1. Супертаргеты в линиях острого миелоидного лейкоза (AML) и
острого лимфоцитарного лейкоза (ALL).......................................................169
3.5.2. Супертаргеты в линиях хронического миелогенного лейкоза (CML),
лимфом и множественной миеломы (MM)....................................................175
3.5.3. Супертаргеты солидных опухолей. ......................................................179
3.5.4. Основная функциональная группа супертаргетов представлена
транскрипционными факторами. ..................................................................182
3.5.5. Транскрипция генов-супертаргетов в клинических образцах............186
3.5.6. Значимость супертаргетов подтверждается данными базы
DepMap, полученными методом RNAi ...........................................................188
3.5.7. Новые супертаргеты.............................................................................191
3.5.8. Резюме......................................................................................................193
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................................................................197
ВЫВОДЫ.............................................................................................................206
Список использованной литературы .................................................................208
Благодарности ......................................................................................................265
