UAS-конструкции

Линия UAS-Hus1

Линия UAS-Hus1 имеет дополнительную копию гена Hus1, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белок Hus1 входит в состав PCNA-подобного комплекса 9-1-1, который необходим для активации проверочной точки клеточного цикла в S фазе (Abdu et al., 2007) и репарации двунитевых разрывов ДНК в процессе мейотической рекомбинации (Peretz et al., 2009). Линия предоставлена доктором Schupbach (Princeton University, Princeton, USA).

Линия UAS-mnk

Линия UAS-mnk имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих chk2, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белковый продукт гена chk2 участвует в процессе сенсирования повреждений ДНК (Sekelsky et al., 2000). Линия предоставлена доктором Schupbach (Princeton University, Princeton, USA).

Линия UAS-mei-9

Линия UAS-mei-9 имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих XPF, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белковый продукт гена XPF участвует в эксцизионной репарации (Radford et al., 2005). Линия заказана в компании GenetiVision (GenetiVision Houston, USA) с передачей авторских прав.

Линия UAS-mus210

Линия mus210 имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих XPC, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромомсоме 3. Белковый продукт гена XPC участвует в эксцизионной репарации (Henning et al., 1994). Линия заказана в компании GenetiVision (GenetiVision Houston, USA) с передачей авторских прав.

Линия UAS-Rrp1

Линия UAS-Rrp1 имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих APE1, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белковый продукт гена APE1 участвует в эксцизионной репарации (Sander, Huang, 1995). Линия заказана в компании GenetiVision (GenetiVision Houston, USA) с передачей авторских прав.

Линия UAS-Brca2

Линия UAS-Brca2 имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих Brca2, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белковый продукт гена Brca2 участвует в репарации двунитевых разрывов ДНК (Brough et al., 2008; Klovstad et al., 2008; Ravi et al., 2009). Линия предоставлена доктором Schupbach (Princeton University, Princeton, USA).

Линия UAS-spn-B

Линия UAS-spn-B имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих XRCC3, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 2. Белковый продукт гена XRCC3 участвует в репарации двунитевых разрывов ДНК (Sekelsky et al., 2000). Линия предоставлена доктором Schupbach (Princeton University, Princeton, USA).

Линия UAS-Ku80

Линия UAS-Ku80 имеет дополнительную копию ортолога гена млекопитающих Ku80, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 3. Белковый продукт гена Ku80 участвует в репарации двунитевых разрывов ДНК по механизму воссоединения негомологичных концов (Mishra et al., 2013). Линия заказана в компании GenetiVision (GenetiVision Houston, USA) с передачей авторских прав.

Линия UAS-WRNexo

Линия UAS-WRNexo имеет дополнительную копию гена WRNexo, экспрессирующегося под контролем промотора UAS в хромосоме 3. Белковым продуктом гена WRNexo является WRN 3'-5' экзонуклеазный домен, который участвует в репарации двунитевых разрывов ДНК (Boubriak et al., 2009). У Drosophila WRNexo имеет консервативные структурные мотивы и каталитические остатки, однако утратил геликазный домен (Saunders et al., 2008). Линия заказана в компании GenetiVision (GenetiVision Houston, USA) с передачей авторских прав.

Результаты исследований

Рис. 1. Влияние сверхэкспрессии генов репарации ДНК, активируемых конститутивно/повсеместно (A), кондиционно/повсеместно (B), конститутивно/нейроспецифично (C), и кондиционно/нейроспецифично (D) на продолжительность жизни самцов (синие столбики) и самок (красные столбики). Столбики со сплошной заливкой показывают различия по продолжительности жизни с родительскими линиями da-GAL4, а со штриховкой - с UAS (Shaposhnikov et al., 2015).

С использованием линий из коллекции, содержащих UAS-конструкции и GAL4-драйверы нами впервые исследованы эффекты сверхэкспрессии генов контролирующих распознавание повреждений ДНК (гомологи HUS1, CHK2), эксцизионную репарацию ДНК (гомологи XPF, XPC и AP-эндонуклеазы-1) и репарацию двунитевых разрывов ДНК (гомологи BRCA2, XRCC3, KU80 и WRNexo) на продолжительность жизни и стрессоустойчивость Drosophila melanogaster (Shaposhnikov et al., 2015). Показано, что эффект сверхэкспрессии различных генов зависит от типа используемого драйвера GAL4, стадии индукции (предимагинальные стадии развития и имаго), пола, и роли исследуемого гена в механизме репарации ДНК (Рис. 1). В то время как конститутивная/нейроспецифическая и кондиционная/повсеместная сверхэкспрессия генов репарации ДНК вызывает отрицательный эффект на продолжительность жизни и стрессоустойчивость, конститутивная/повсеместная и кондиционная/нейроспецифическая сверхэкспрессия генов Hus1, mnk, mei-9, mus210 и WRNexo оказывает положительное действие на исследуемые показатели.

Список публикаций

Abdu U., Klovstad M., Butin-Israeli V., et al. An essential role for Drosophila hus1 in somatic and meiotic DNA damage responses // J. Cell Sci.—2007.—Vol. 120, № 6.—P. 1042-1049.
Boubriak I., Mason P.A., Clancy D.J., et al. DmWRNexo is a 3'-5' exonuclease: phenotypic and biochemical characterization of mutants of the Drosophila orthologue of human WRN exonuclease // Biogerontology.—2009.—Vol. 10, № 3.—P. 267-277.
Brough R., Wei D., Leulier S., et al. Functional analysis of Drosophila melanogaster BRCA2 in DNA repair // DNA Repair.—2008.—Vol. 7, № 1.—P. 10-19.
Henning K.A., Peterson C., Legerski R., et al. Cloning the Drosophila homolog of the xeroderma pigmentosum complementation group C gene reveals homology between the predicted human and Drosophila polypeptides and that encoded by the yeast RAD4 gene // Nucleic Acids Res.—1994.—Vol. 22, № 3.—P. 257-261.
Klovstad M., Abdu U., Schupbach T. Drosophila brca2 is required for mitotic and meiotic DNA repair and efficient activation of the meiotic recombination checkpoint // PLoS Genet.—2008.—Vol. 4, № 2.—P. e31.
Peretz G., Arie L.G., Bakhrat A., et al. The Drosophila hus1 gene is required for homologous recombination repair during meiosis // Mech. Dev.—2009.—Vol. 126, № 8-9.—P. 677-686.
Radford S.J., Goley E., Baxter K., et al. Drosophila ERCC1 is required for a subset of MEI-9-dependent meiotic crossovers // Genetics.—2005.—Vol. 170, № 4.—P. 1737-1745.
Ravi D., Wiles A.M., Bhavani S., et al. A network of conserved damage survival pathways revealed by a genomic RNAi screen // PLoS Genet.—2009.—Vol. 5, № 6.—P. e1000527.
Sekelsky J.J., Brodsky M.H., Burtis K.C. DNA repair in Drosophila: Insights from the Drosophila genome sequence // J. Cell Biol.—2000.—Vol. 150, № 2.—P. F31-36.
Shaposhnikov M., Proshkina E., Shilova L., et al. Lifespan and Stress Resistance in Drosophila with Overexpressed DNA Repair Genes // Scientific reports.—2015.—Vol. 5.—P. 15299.
Mishra M., Sharma A., Shukla A.K., et al. Transcriptomic analysis provides insights on hexavalent chromium induced DNA double strand breaks and their possible repair in midgut cells of Drosophila melanogaster larvae // Mutat. Res.—2013.—Vol. 747-748.—P. 28-39.
Sander M., Huang S.M. Characterization of the nuclease activity of Drosophila Rrp1 on phosphoglycolate- and phosphate-modified DNA 3'-termini // Biochemistry.—1995.—Vol. 34, № 4.—P. 1267-1274.
Saunders R.D., Boubriak I., Clancy D.J., et al. Identification and characterization of a Drosophila ortholog of WRN exonuclease that is required to maintain genome integrity // Aging Cell.—2008.—Vol. 7, № 3.—P. 418-425.