Акопов Сергей Борисович - Диссертации

Научная тема: «СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ЭНХАНСЕРНЫХ И ИНСУЛЯТОРНЫХ СИСТЕМ РЕГУЛЯЦИИ ТРАНСКРИПЦИИ»

Специальность: 03.01.03

Год: 2015

Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:

В настоящей работе применены новые подходы к функциональному картированию протяженных областей генома, в частности, включающие в себя построение подробных карт цис-регуляторных элементов. Для этого был разработан ряд оригинальных функциональных тестов, позволяющих экспериментально идентифицировать цис-регуляторные элементы и определить их положение относительно генов. В работе применен разработанный нами метод функционального картирования энхансер-подобных элементов в протяженных участках генома, основанный на отборе геномных фрагментов по их способности усиливать транскрипцию репортерного гена. С помощью предложенного подхода впервые идентифицированы в клетках линии HeLa 15 потенциальных энхансеров в локусе FXYD5-COX7A1 хромосомы 19 человека; построена карта распределения обнаруженных в работе потенциальных энхансеров. С помощью системы позитивно-негативной селекции был проведен анализ энхансер-блокирующей активности десяти CTCF-связывающих последовательностей, картированных ранее в локусе FXYD5-COX7A1 хромосомы 19 человека. Использование метода 2-мерного сдвига электрофоретической подвижности в полиакриламидном геле, который является оригинальной модификацией известного метода торможения в геле ДНК-белковых комплексов (EMSA), позволило выявить новые сайты связывания транскрипционного фактора CTCF и построить карту их распределения в глобиновом локусе кур. С помощью разработанного нами ранее метода поиска инсуляторов, основанного на защите транскрипции репортерного гена от влияния энхансера (Akopov et al. 2006) выявлены и картированы 10 новых последовательностей в локусе FXYD5-COX7A1 хромосомы 19 человека. Был проведен подробный анализ библиотеки потенциальных инсуляторов, позволивший выявить большую часть последовательностей, проявляющих свойства инсуляторов, в протяженном участке генома. Предложенный нами метод идентификации последовательностей, обладающих инсуляторной активностью, может с успехом использоваться при создании функциональных карт геномов, поскольку в настоящее время не существует иных путей обнаружения инсуляторов, кроме прямого анализа специфической активности.

Список опубликованных работ

1. Nikolaev, L.G., S.B. Akopov, I.P. Chernov, E.D. Sverdlov. 2007. Maps of cis-regulatory nodes in megabase long genome segments are an inevitable intermediate step toward whole genome functional mapping. Current Genomics 8: 137-149.

2. Акопов, С.Б., И.П. Чернов, А.С. Ветчинова, С.С. Буланенкова, Л.Г. Николаев. 2007. Идентификация и картирование цис-регуляторных элементов внутри длинных геномных последовательностей. Молек. биология 41: 787-792

3. Акопов, С.Б., И.П. Чернов, С.С. Буланенкова, В. Скворцова, А.С. Ветчинова, Л.Г. Николаев. 2007. Методы идентификации эпигенетических элементов млекопитающих в длинных мультигенных геномных последовательностях. Биохимия 72: 725-732.

4.. Chernov, I.P., K.A. Timchenko, S.B. Akopov, L.G. Nikolaev, E.D. Sverdlov. 2007. Identification of tissue-specific DNA-protein binding sites by means of two-dimensional electrophoretic mobility shift assay display. Anal. Biochem. 364: 60-66.

5. Vetchinova, A.S., S.B. Akopov, I.P. Chernov, L.G. Nikolaev, E.D. Sverdlov. 2006. Two- dimensional electrophoretic mobility shift assay: identification and mapping of transcription factor CTCF target sequences within an FXYD5-COX7A1 region of human chromosome 19. Anal. Biochem. 354: 85-93.

6. Akopov, S.B., V.M. Ruda, V.V. Batrak, A.S. Vetchinova, I.P. Chernov, L.G. Nikolaev, J. Bode, E.D. Sverdlov. 2006. Identification, genome mapping, and CTCF binding of potential insulators within the FXYD5-COX7A1 locus of human chromosome 19q13.12. Mamm. Genome 17: 1042-1049.

7. Сасс, А.В., В.М. Руда, С.Б. Акопов, Е.В. Снежков, Л.Г. Николаев, Е.Д. Свердлов. 2005. Исследование регуляторного потенциала S/MAR-элементов при временной экспрессии. Биоорганич. химия 31: 77-81.

8. Iarovaia, O.V., S.B. Akopov, L.G. Nikolaev, E.D. Sverdlov, S.V. Razin. 2005. Induction of transcription within chromosomal DNA loops flanked by MAR elements causes an association of loop DNA with the nuclear matrix. Nucleic Acids Res. 33: 4157-4163.

9. Чернов, И.П., С.Б. Акопов, Л.Г.Николаев. 2004. Структура и функции участков прикрепления ДНК к ядерному матриксу (S/MARs). Биоорганич. химия 30: 3-14.

10. Акопов, С.Б., Л.Г. Николаев, О.Ю. Тырсин, А.С. Рузов, Е.Д. Свердлов. 1997. Идентификация и характеристики 14 последовательностей китайского хомячка, предпочтительно связывающихся с ядерным матриксом. Биоорганич. химия 23: 727-731.

11. Nikolaev, L.G., T. Tsevegiyn, S.B. Akopov, L.K. Ashworth, and E.D. Sverdlov. 1996. Construction of a chromosome specific library of human MARs and mapping of matrix attachment regions on human chromosome 19. Nucleic Acids Res. 24: 1330-1336.

12. Akopov SB, Nikolaev LG, Khil PP, Lebedev YB, Sverdlov ED. 1998. Long terminal repeats of human endogenous retrovirus K family (HERV-K) specifically bind host cell nuclear proteins. FEBS Lett 421(3):229-233

13. Vinogradova, T. V., Leppik, L. P., Nikolaev, L. G., Akopov, S. B., Kleiman, A. M.,Senyuta,N. B., and Sverdlov, E. D. 2001. Solitary human endogenous retroviruses-K LTRs retain transcriptional activity in vivo, the mode of which is different in different cell types, Virology 290, 83-90.

14. Trubetskoy DO, Zavalova LL, Akopov SB, Nikolaev LG. 2002. Purification of proteins specifically binding human endogenous retrovirus long terminal repeat by affinity elution chromatography. J Chromatogr A. Nov 8;976(1-2):95-101

15. А.Н.Доманский, С.Б.Акопов, Ю.Б.Лебедев, Л.Г.Николаев, Е.Д.Свердлов. 2002. Энхансерная активность вневирусного длинного концевого повтора эндогенного ретровируса человека семейства HERV-K. Биоорганич. химия 28: 341-345.

16. Ruda VM, Akopov SB, Trubetskoy DO, Manuylov NL, Vetchinova AS, Zavalova LL, Nikolaev LG, Sverdlov ED. 2004. Tissue specificity of enhancer and promoter activities of a HERV-K(HML-2) LTR. Virus Res. Aug;104(1):11-6.

17. Igor P. Chernov, Elena A. Stukacheva, Sergey B. Akopov, Dmitry A. Didych, Lev G. Nikolaev, and Eugene D. Sverdlov. 2008. A new technique for selective identification and mapping of enhancers within long genomic sequences. Biotechniques. May;44(6):775-84

18. С.Б.Акопов, И.П.Чернов, Т.Вальстрем, М.Б.Костина, Г.Кляйн, М.Хенрикссон, Л.Г.Николаев. 2008. Идентификация участков узнавания для белков системы Myc/Max/Mxd на хромосоме 19 человека путем селективного связывания. Биохимия 73: 1569-1579.

19. Д.А.Дидыч, Н.А. Смирнов, Е.С.Котова, С.Б.Акопов, Л.Г.Николаев, Е.Д.Свердлов. 2011.Функциональная диссекцияэнхансерного элемента, расположенного во втором интроне гена U2AF1L4 человека. Биохимия 76: 951-957.

20. Дидыч Д.А., Акопов С.Б., Снежков Е.В., Скапцова Н.В., Николаев Л.Г., Свердлов Е.Д. 2009. «Идентификация и картирование 10 новых потенциальных инсуляторов в области FXYD5-COX7A1 хромосомы 19q13.12 человека». Биохимия 74(7), 728-733.

21. Н.А. Смирнов, Д.А. Дидыч, С.Б. Акопов, Л.Г. Николаев, Е.Д. Свердлов. 2013.Оценка энхансер-блокирующей активности инсуляторов при помощи транзиентной трансфекции. Биохимия 78, 895-903.

22. D.A. Didych, E.S. Kotova, S.B. Akopov, L.G. Nikolaev§, E.D. Sverdlov. 2012 DNA fragments binding CTCF in vitro and in vivo are capable of blocking enhancer activity. BMC Res Notes. Apr 5;5(1):178.

23. Nikolaev L.G, Akopov S.B., Didych D.A., Sverdlov E.D. 2009. Vertebrate protein CTCF and its multiple roles in a large-scale regulation of genome activity Current Genomics, , 8:137-149

24. Котова Е., Дидыч Д., Акопов С., Николаев Л., Свердлов Е. 2013. Экспрессия гена CTCF кур в клетках COS-1 и получение обогащенной белком CTCF фракции. . Биохимия 78, 879-83.

25. E. S. Kotova, S. B. Akopov, E. D. Sverdlov, L. G. Nikolaev Transcription factor CTCF and mammalian genome organization. 2014. Biopolymers and Cell. 30, 260–272.