Асоціація змін транскрипційної активності генів із виникненням і прогресією гліальних пухлин головного мозку - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ МОЛЕКУЛЯРНОЇ БІОЛОГІЇ І ГЕНЕТИКИ АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук АСОЦІАЦІЯ ЗМІН ТРАНСКРИПЦІЙНОЇ АКТИВНОСТІ ГЕНІВ ІЗ ВИНИКНЕННЯМ І ПРОГРЕСІЄЮ ГЛІАЛЬНИХ ПУХЛИН ГОЛОВНОГО МОЗКУ 03.00.03 - молекулярна біологія ДМИТРЕНКО ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ Київ - 2007 Дисертацією є рукопис. Роботу виконано у відділі біосинтезу нуклеїнових кислот Інституту молекулярної біології і генетики НАН України. НАН України Кавсан Вадим Мусійович, Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, завідувач відділу біосинтезу нуклеїнових кислот. Вчений секретар спеціалізованої вченої ради, кандидат біологічних наук О.В. Підпала АНОТАЦІЯ Дмитренко В.В. Асоціація змін транскрипційної активності генів із виникненням і прогресією гліальних пухлин головного мозку. Серійним аналізом генної експресії (SAGE) і диференційною гібридизацією охарактеризовано зміни експресії генів в астроцитарних гліомах, які асоційовані з певними властивостями пухлинних клітин. За допомогою SAGE ідентифіковано 129 генів, експресія яких істотно змінюється в гліобластомах і які придатні для молекулярної характеристики пухлин головного мозку. В гліобластомі, найбільш злоякісній формі гліом, знайдено акумуляцію гетерогенних Alu-вмісних нуклеотидних послідовностей, а також генералізовану інактивацію транскрипції мітохондріального геному, асоційовану з деструкцією мітохондрій в пухлинних клітинах. Виявлені співставленням результатів SAGE і мікроарейного аналізу 117 диференційно експресованих генів можна віднести до переліку генів, продукти яких є потенційними молекулярними маркерами гліальних пухлин. С использованием двух современных методов экспрессионной генетики - серийного анализа генной экспрессии (SAGE) и дифференциальной гибриди-зации - обнаружены и охарактеризованы основные изменения экспрессии генов на разных стадиях злокачественной прогрессии астроцитарных глиом, ассоциированные с определенными свойствами опухолевых клеток. Дифференциальная гибридизация библиотек кДНК эмбрионального и постнатального головного мозга человека выявила в глиобластоме изменения экспрессии для генов, которые кодируются как ядерным, так и митохондриальным геномами, а также для повторяющихся элементов генома человека, которые относятся к классу коротких рассеянных по геному элементов (SINE, short interspersed nuclear element). Использование Alu-содержащих кДНК в качестве зондов для Нозерн-гибридизации не обнаружило дискретных транскриптов ни в РНК нормального головного мозга, ни в РНК астроцитарних опухолей. Уровень экспрессии гена SPARC, который играет важную роль в ангиогенезе и инвазии глиом, повышен на всех этапах злокачественной прогрессии астроцитом и может быть специфическим маркером инвазии. Обнаруженное на уровне РНК и белка существенное снижение экспрессии гена TSC-22 в глиальных опухолях вместе с показанной другими авторами негативной ролью TSC-22 в процессе пролиферации клеток свидетельствует о его потенциальной опухоль-супрессорной роли. Дослідити особливості експресії генів, виявлених диференційною гібридизацією і SAGE, в гліальних пухлинах різного ступеня злоякісності методами Нозерн-блот гібридизації та зворотної транскрипції-полімеразної ланцюгової реакції (ЗТ-ПЛР). Методи дослідження: диференційна гібридизація бібліотек кДНК, SAGE, Нозерн-блот аналіз, аналіз експресії генів із використанням ЗТ-ПЛР, Вестерн-блот аналіз, створення плазмідних конструкцій для експресії генів у прокаріотних клітинах, очищення рекомбінантних білків із лізатів клітин, імуногістохімічний аналіз білків на парафінових зрізах тканин, виділення і Саузерн-блот аналіз геномної ДНК, визначення нуклеотидної послідовності ДНК. На додаток до описаної раніше мРНК HC gp-39 розміром 1,7 т.н. виявлено новий транскрипт більшого розміру (біля 3,0 т.н.), а також білок HC gp-39 більшого розміру переважно в зразках гліобластом і анапластичних астроцитом. Секвенування клонів кДНК виконувалось разом з к.б.н. О.М. Гарифуліним, та к.б.н. К.О. Шостак. Отже, диференційна гібридизація нормалізованих і упорядкованих (у вигляді “грид”) бібліотек кДНК ембріонального та постнатального головного мозку виявила декілька десятків нуклеотидних послідовностей, які є диференційно експресованими в астроцитарних гліомах і нормальному головному мозку.