Альтернативные механизмы удлинения теломер

Рассматриваются механизмы альтернативного удлинения теломер (ALT), которым отводится второе после теломеразы, но не менее важное место в регуляции длины теломер. Приводятся общие сведения об ALT. Характеризируется альтернативное удлинение теломер в нормальных и раковых клеточных линиях. Особое внима...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автор:	Грач, А.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України 2011
Назва видання:	Цитология и генетика
Теми:	Обзорные статьи
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66836
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Альтернативные механизмы удлинения теломер / А.А. Грач // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 2. — С. 69-81. — Бібліогр.: 91 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-66836
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-668362014-07-24T03:01:22Z Альтернативные механизмы удлинения теломер Грач, А.А. Обзорные статьи Рассматриваются механизмы альтернативного удлинения теломер (ALT), которым отводится второе после теломеразы, но не менее важное место в регуляции длины теломер. Приводятся общие сведения об ALT. Характеризируется альтернативное удлинение теломер в нормальных и раковых клеточных линиях. Особое внимание уделяется особенностям функционирования рекомбинационного и ретротранспозиционного механизмов ALT. Розглядаються механізми альтернативного подовження теломер (ALT), яким відводиться друге після теломерази, але не менш важливе місце в регуляції довжини теломер. Наводяться загальні відомості про ALT. Характеризується альтернативне подовження теломер в нормальних та ракових клітинних лініях. Особлива увага приділяється особливостям функціонування рекомбінаційного та ретротранспозиційного механізмів ALT. The review considers mechanisms of an alternative lengthening of telomeres (ALT) which posses the second after telomerase but not less important place in telomere length regulation. The general data about ALT are shown. An alternative lengthening of telomeres in normal and cancer cell lines are characterized. Special attention is given to the features of recombinational and retrotranspositional mechanisms of ALT. 2011 Article Альтернативные механизмы удлинения теломер / А.А. Грач // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 2. — С. 69-81. — Бібліогр.: 91 назв. — рос. 0564-3783 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66836 576.316.24+577.213.3+577.215 ru Цитология и генетика Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Обзорные статьи Обзорные статьи
spellingShingle	Обзорные статьи Обзорные статьи Грач, А.А. Альтернативные механизмы удлинения теломер Цитология и генетика
description	Рассматриваются механизмы альтернативного удлинения теломер (ALT), которым отводится второе после теломеразы, но не менее важное место в регуляции длины теломер. Приводятся общие сведения об ALT. Характеризируется альтернативное удлинение теломер в нормальных и раковых клеточных линиях. Особое внимание уделяется особенностям функционирования рекомбинационного и ретротранспозиционного механизмов ALT.
format	Article
author	Грач, А.А.
author_facet	Грач, А.А.
author_sort	Грач, А.А.
title	Альтернативные механизмы удлинения теломер
title_short	Альтернативные механизмы удлинения теломер
title_full	Альтернативные механизмы удлинения теломер
title_fullStr	Альтернативные механизмы удлинения теломер
title_full_unstemmed	Альтернативные механизмы удлинения теломер
title_sort	альтернативные механизмы удлинения теломер
publisher	Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Обзорные статьи
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/66836
citation_txt	Альтернативные механизмы удлинения теломер / А.А. Грач // Цитология и генетика. — 2011. — Т. 45, № 2. — С. 69-81. — Бібліогр.: 91 назв. — рос.
series	Цитология и генетика
work_keys_str_mv	AT gračaa alʹternativnyemehanizmyudlineniâtelomer
first_indexed	2025-07-05T17:00:15Z
last_indexed	2025-07-05T17:00:15Z
_version_	1836827086458716160
fulltext	УДК 576.316.24+577.213.3+577.215 А.А. ГРАЧ Хмельницкая областная больница E�mail: andry_gr@mail.ru АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ МЕХАНИЗМЫ УДЛИНЕНИЯ ТЕЛОМЕР Рассматриваются механизмы альтернативного уд� линения теломер (ALT), которым отводится второе после теломеразы, но не менее важное место в регуля� ции длины теломер. Приводятся общие сведения об ALT. Характеризируется альтернативное удлинение теломер в нормальных и раковых клеточных линиях. Особое вни� мание уделяется особенностям функционирования ре� комбинационного и ретротранспозиционного механиз� мов ALT. Введение Теломерами принято называть концевые участки хромосом, которые у большинства видов состоят из множества постоянно повто� ряющихся коротких нуклеотидных последова� тельностей [1, 2] и специфических для них белков [3]. В течение долгого времени счита� лось, что с теломерных последовательностей не транскрибируются молекулы РНК, но резуль� таты недавних исследований показывают об� ратное. Так, Azzalin et al. [4] выяснили, что те� ломерные участки хромосом служат матрицей для синтеза РНК, функции которой остаются пока неизвестными. Не ожидается, что она ко� дирует белок, но авторы исследования предпо� лагают, что она играет важную роль в регулиро� вании длины теломер и участвует в образовании теломерного гетерохроматина. Функции тело� мер заключаются в фиксации хромосом к ядер� ному матриксу, в стабилизации хромосом, предотвращая их транслокации, слияния и дру� гие поломки в процессе митоза, а также в пре� дохранении от процесса концевой недорепли� кации более значимых областей ДНК [5–7]. Процесс концевой недорепликации заключа� ется в том, что ДНК�полимеразы, производя� щие репликацию ДНК, не в состоянии полнос� тью реплицировать концы линейных молекул ДНК, вследствие чего в процессе деления клетки теломерные участки хромосом укора� чиваются приблизительно на 50 нуклеотидных пар за генерацию [8]. При такой скорости уко� рочения теломер, а это примерно 0,00005 % об� щей длины ДНК за одно деление, через обоз� римое число клеточных удвоений хромосомы должны были бы вообще исчезнуть, но этого не происходит, так как существуют специаль� ные механизмы, удлиняющие укороченные в ходе делений теломерные участки хромосом. Такие механизмы имеют высокую активность в раковых, половых и стволовых клетках, но низкую во всех остальных нормальных сома� тических клетках [9]. При этом существует прямая связь между длиной теломер и актив� ностью механизмов, удлиняющих их, с коли� чеством делений и продолжительностью жиз� ни клеток [10–13]. Так как раковые, половые и стволовые клетки имеют высокую актив� ность таких механизмов, то и существовать они могут необычайно долго. Основным механизмом удлинения теломер у большинства типов клеток считается их уд� ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 69 © А.А. ГРАЧ, 2011 Обзорные статьи линение с участием теломеразы. Теломераза – рибонуклеопротеиновый фермент, основной функцией которого является синтез G�цепи теломерной ДНК, который осуществляется в процессе обратной транскрипции входящей в состав теломеразы РНК к концам хромосом [14, 15]. Помимо теломеразы, в возобновлении длины укороченных теломер также участвуют и так называемые альтернативные механизмы удлинения теломер – ALT (Alternative Leng� thening of Telomeres). Именно о последних и пойдет речь в настоящем обзоре. Их изучение, равно как и изучение теломеразного механизма, представляет большую ценность не только для теломерной биологии, но и для молекулярной биологии в целом, а также для ряда других на� ук. Среди последних наибольший интерес изучение ALT представляет, по�видимому, для онкологии, что обусловлено наличием резис� тентности определенных типов опухолей к био� терапии ингибиторами теломеразы и вынужда� ет вести поиск ингибиторов ALT. Кроме того, полученные результаты в будущем могут по� служить основой для создания новых средств борьбы не только с раком, но и со старением, а также рядом других заболеваний, лечение ко� торых требует увеличения скорости регенера� ции тканей, что невозможно без высокого про� лиферативного потенциала клеток, обеспечи� вающегося наличием длинных теломер и со� ответственно механизмами их удлинения. В литературе довольно часто встречаются систематизированные данные о теломеразном механизме удлинения теломер, чего нельзя ска� зать об ALT. В связи с тем, что ALT играет не менее важную роль в поддержании стабильнос� ти как теломер, так и всего генома, а соответ� ственно в процессах старения и ракового пе� рерождения клеток, считаем необходимым ни� же привести существующие на сегодня данные об альтернативных механизмах удлинения тело� мер в обобщенном и систематизированном виде. Общие сведения об ALT Как известно, в клетках с высокой митоти� ческой активностью во избежание быстрого укорочения теломер, приводящего к аресту клеточного цикла и апоптозу, функционируют специальные механизмы, удлиняющие укоро� ченные в ходе делений теломеры. Ведущая роль среди этих механизмов принадлежит те� ломеразе. Но далеко не во всех клетках с до� статочно длинными теломерами удается обна� ружить теломеразную активность. Кроме того, укороченные теломерные участки хромосом в таких линиях клеток постоянно удлиняются до прежней, а то и большей длины [16, 17]. При� чиной этому являются альтернативные меха� низмы удлинения теломер [18]. ALT в клетках высших эукариот может осуществляться пос� редством двух механизмов. Первый заключает� ся в рекомбинационно�опосредованном удли� нении теломер, второй – в ретротранспозиции мобильных генетических элементов к концам укороченных теломер. При этом ретротранс� позиционно�опосредованное удлинение тело� мер наблюдается у небольшого количества ви� дов, среди которых плодовая мушка Drosophila melanogaster, все остальные исследованные – двукрылые и некоторые другие насекомые [19–21]. Поэтому рекомбинационно�опосре� дованное удлинение теломер можно считать преобладающим механизмом ALT. Так, по мнению исследователей, рекомбинационное удлинение теломер у человека является более вероятным кандидатом на роль ALT, чем рет� ротранспозиционное [22]. Считается, что механизмы ALT функциони� руют в иммортализованных раковых клеточных линиях и репрессированы в нормальных клет� ках человека. Так, предполагается, что рекомби� национно�опосредованное удлинение теломер в норме ингибировано белком, связывающим концевые одноцепочечные участки теломерной ДНК – Pot1 [23]. Так как большая часть тело� мерной ДНК человека имеет нуклеосомную организацию, гистоны также могут быть вовле� чены в нормальную супрессию рекомбинации теломер [18]. Правда, следует отметить, что сло� жившееся мнение о репрессии ALT в нормаль� ных клетках обусловлено в первую очередь меньшим интересом исследователей к изуче� нию ALT в таких клетках по сравнению с ра� ковыми и, как следствие, недостаточностью научных данных по этой проблеме. В то же время некоторые свидетельства в поддержку рекомбинационно�опосредованного механизма удлинения теломер в нормальных соматичес� ких клетках все же существуют. Так, в ходе ис� следования теломер в культуре нормальных ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 270 А.А. Грач человеческих фибробластов выяснилось, что короткие теломеры были удлинены более чем на 1–2 кб, в то время как более длинные быс� тро укорачивались [24], что согласуется с ме� ханизмом нереципрокной рекомбинации между длинными и короткими теломерами. Имеются также свидетельства ALT в некото� рых нормальных клетках мышей in vivo при определенных условиях. В клетках мышей с утраченной теломеразной активностью вслед� ствие мутации гена теломеразной РНК (mTERC–/–) было установлено, что размер теломер постепенно сокращается, вследствие чего происходит гибель таких клеток. При этом не все клетки погибают. Некоторые из них продолжают свое существование и в от� сутствие теломеразной активности. Помимо того, в таких клетках наблюдается тенденция к удлинению своих теломер. Из этого следует одно возможное объяснение – такие клетки для поддержания нормальной длины теломер используют механизмы ALT [25]. Таким обра� зом, вопрос о механизмах ALT в нормальных клетках все еще остается открытым и требует дальнейших исследований, так как в литера� туре существуют довольно противоречивые сведения об этом. Намного лучше ALT исследовано в раковых клеточных линиях. Так, результаты исследова� ний показывают, что теломеразная активность в среднем обнаруживается в 20 из 35 иммор� тализованных клеточных линий, в остальных же наблюдаются альтернативные механизмы удлинения теломер, причем отсутствие тело� меразной активности в таких линиях клеток не коррелирует с методом иммортализации и каким�либо определенным типом клеток [17]. Такие клетки имеют очень длинные и гетеро� генные по размеру и структуре теломеры, чего не наблюдается в клетках с теломеразной ак� тивностью, где теломеры гомогенные [17]. Ма� ло того, в иммортализованных клетках с ALT не было обнаружено ингибиторов теломеразы [17]. Интересно, что 3 из 4 линий клеток, ис� пользующих ALT, были получены из сарком. Это согласуется с наблюдениями, что в иммор� тализованных клеточных линиях, полученных in vitro из фибробластов, альтернативное удли� нение теломер наблюдается чаще, чем в лини� ях, полученных из эпителиальных клеток [26]. Следует также отметить, что в одних и тех же опухолях могут существовать как клетки с альтернативным удлинением теломер, так и клетки с теломеразной активностью. Кроме то� го, ALT и теломераза могут вместе сосущест� вовать в одних и тех же клетках [27]. Рекомбинационно"опосредованное удлинение теломер Как уже отмечалось, преобладающим меха� низмом ALT является рекомбинационно�опос� редованное удлинение теломер. Его в свою оче� редь можно разделить на нереципрокную реком� бинацию и рекомбинационно�опосредованную репликацию теломер. Нереципрокная рекомбинация заключается в нереципрокном обмене теломерных последо� вательностей между длинными и короткими теломерами. Так как данный механизм в конце концов все равно приведет к укорочению всех теломер клетки, то вряд ли он используется для удлинения теломер в иммортализованных клет� ках. Свидетельства существования такого ме� ханизма рекомбинационного удлинения тело� мер уже были приведены выше [24]. Прежде чем приступить к рассмотрению ре� комбинационно�опосредованной репликации теломер, следует упомянуть еще об одной осо� бенности ALT�клеток, а именно о так называе� мых экстрахромосомных теломерных повторах (ЭХТП), которым отводится определенная роль в функционировании указанного вариан� та рекомбинационного механизма ALT. ЭХТП представляют собой фрагменты теломерной ДНК в линейной и кольцевой формах, а также в форме т�петли, которые, как известно, в из� быточном количестве содержатся в ALT�клет� ках [28–31]. В этом плане интересно, что из общего числа экстрахромосомных теломерных повторов, обнаруженных у разных типов кле� ток, лишь их небольшая часть входит в состав столь важных для процесса рекомбинации структур под названием APBs, о которых речь пойдет чуть позже [30, 32]. Экстрахромосомные т�петли и т�кольца могут образовываться вслед� ствие неудавшихся (прерванных) рекомбина� ций между теломерами или несоответствующей репарации переходов Холлидэя (Holliday junc� tions). Последние формируются вследствие об� разования т�петель (теломерных петель) – ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 71 Альтернативные механизмы удлинения теломер структур, формирующихся при изгибании и последующей вставке одноцепочечной тело� мерной ДНК в двухцепочечную, которые защи� щают концы теломер от разного рода фермен� тативного воздействия [33]. Следует отметить, что кольцевые ЭХТП могут образовываться и в клетках, не использующих ALT, когда проис� ходит нарушение функции теломерного белка TRF2 [31], который, как известно, играет клю� чевую роль в образования т�петли [34]. Реали� зация ЭХТП в ALT�зависимой элонгации тело� мер может происходить двумя способами. Пер� вый предусматривает выступление ЭХТП в роли матриц для рекомбинационно�опосредо� ванной репликации теломер, второй – их не� посредственное присоединение к концам от� дельных теломер. При этом линейные ЭХТП вряд ли используются для быстрого удлинения теломер, которое наблюдается в клетках с ALT, поскольку они являются слишком короткими (их длина составляет всего несколько кило� баз). Потому преобладающее значение в ALT принадлежит экстрахромосомным т�петлям и т�кольцам, которые могут быть весьма боль� шими [29] и являются более важными канди� датами на роль матриц для рекомбинацион� но�опосредованной репликации теломер [35]. Рекомбинационно�опосредованная репли� кация теломер может осуществляться четырьмя путями: 1) рекомбинацией между двумя тело� мерами [36, 37]; 2) посредством образования т�петли [33]; 3) рекомбинацией между теломе� рой и кольцевым ЭХТП; 4) рекомбинацией между теломерой и линейным ЭХТП [18]. Все эти пути, в конечном счете, заканчиваются уд� линением коротких теломер, которое осущес� твляется в процессе матричного синтеза тело� мерной ДНК обычной ДНК�полимеразой. На рис. 1 приведено схематическое изображение первого варианта рекомбинационно�опосредо� ванной репликации теломер. Как видно из схемы, прежде всего происхо� дит взаимодействие двух молекул ДНК с обра� зованием гибридных теломер, причем цепь от одной теломерной ДНК должна быть намного длиннее цепи другой теломерной ДНК. Далее ДНК�полимеразный комплекс, используя в ка� честве матрицы более длинную цепь, путем обычной ДНК�полимеразной реакции удлиня� ет более короткую цепь. По завершении про� цесса структура теломер может как восстанав� ливаться до прежнего, негибридного состояния (рис. 1), так и молекулы ДНК могут обмени� ваться теломерными фрагментами соответст� вующих цепей. Важно подчеркнуть, что исполь� зование в этом варианте матричного синтеза ДНК собственно и отличает его от нереципрок� ной рекомбинации, за которой короткие тело� меры удлиняются за счет длинных. Поэтому именно рекомбинационно�опосредованная реп� ликация теломер, по�видимому, и используется для удлинения теломер большинством иммор� тализованных клеток, что согласуется с данны� ми об очень длинных теломерах в таких клет� ках [17]. Важным признаком рекомбинационного ALT механизма считается присутствие ALT� ассоциированных PML�телец – APBs (ALT� associated PML bodies), которые являются субъядерными структурами и состоят из бел� ков PML и SP100, теломерной ДНК в виде кольцевых или линейных ЭХТП, теломерных белков и других белков, вовлеченных в репли� кацию, рекомбинацию и репарацию ДНК [28, 38]. Среди последних наибольший интерес представляют белки RAD51, RAD52, RPA, BLM, WRN, а также комплексы белков MRE11/RAD50/NBS1(MRN) и SMC5/6, кото� рым принадлежит ключевая роль в процессе рекомбинации [28, 39–46]. Прежде чем перей� ти к рассмотрению исследований, касающих� ся роли этих белков в рекомбинационно�опос� редованной репликации теломер, следует не� много сказать об их функциях. Так, белок PML (promyelocytic leukemia protein), являю� щийся главным компонентом PML�телец, функционирует так же, как супрессор роста клеток, играет прямую роль в апоптозе и учас� твует в контроле презентации антигенов глав� ным комплексом гистосовместимости класса 1. Нарушение функции этого белка наблюдается в случае промиелоцитной лейкемии, в связи с чем он и получил свое название. При этом заболевании в результате хромосомной транс� локации происходит образование сплавленно� го белка, состоящего из белка PML и рецепто� ра ретинойной кислоты альфа (RARα – retinoic acid receptor α), что приводит к нарушению об� разования PML�телец [28, 38]. Другой важный компонент PML�телец – белок SP100 – играет ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 272 А.А. Грач роль транскрипционного модулятора, а также связывает белок NBS1, участвующий как в ре� комбинации, так и репарации ДНК [47]. Пос� ледний вместе с белками MRE11 и RAD50 об� разовывает MRN�комплекс белков, который участвует в обнаружении повреждений ДНК, индукции чекпойнта в S�фазе клеточного цикла, а также в репарации разрывов ДНК путем гомологичной и негомологичной реком� бинации, что соответственно делает его одним из важнейших элементов в поддержании це� лостности генома [45, 48–50]. Не менее важ� ными такими элементами являются белки RAD51 и RAD52. Первый, будучи структур� ным и функциональным гомологом бактери� ального белка RecA, играет одну из самых важных ролей в гомологичной рекомбинации, так как организовывает белковый комплекс, необходимый для спаривания хромосом и последующего обмена цепями ДНК [51–53]. Помимо этого, он также вовлечен в репара� цию двухцепочечных разрывов ДНК, которая, собственно, и осуществляется путем гомоло� гичной рекомбинации [52, 53]. Второй же бе� лок усиливает специфичность связывания RAD51 с однонитевой ДНК в процессе ре� комбинации. Это происходит путем стимуля� ции белком RAD52 связывания RAD51 с реп� ликационным белком А (RPA – replication protein A), покрывающим одноцепочечные участки и облегчающим раскручивание ДНК. Такое взаимодействие в конечном счете при� водит к образованию рекомбиногенного нук� леопротеинового филамента, состоящего из одноцепочечной ДНК и окружающего ее бел� ка RAD51, который в дальнейшем участвует в RAD51�опосредованном обмене цепями [51, 54, 55]. Здесь становится важной еще одна функция белка RAD52, которая заключается в том, что он после процесса обмена цепями производит отжиг (воссоединение) комплемен� тарных одноцепочечных участков, произошед� ших от двух разных молекул ДНК [56]. Белки BLM (Bloom syndrome protein) и WRN (Werner syndrome protein), функции ко� торых нарушены при таких наследственных заболеваниях, как синдромы Блума и Верне� ра, относятся к RecQ�подобным ДНК�хелика� зам и играют довольно�таки важную роль в репликации, рекомбинации и репарации ДНК. Оба белка способны раскручивать дуплексную ДНК в 3'�5' направлении. При этом белок BLM владеет только 3'�5' хеликазной актив� ностью, в то время как WRN, помимо хели� казной, также имеет и 3'�5' экзонуклеазную активность [57]. Следует отметить, что WRN является единственным белком семейства RecQ у человека, который имеет как хеликаз� ную, так и экзонуклеазную активность [58]. Еще одной важной особенностью этих белков является то, что они способны раскручивать ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 73 Альтернативные механизмы удлинения теломер Рис. 1. Схематическое изображение рекомбинацион� но�опосредованной репликации теломер путем реком� бинации между двумя теломерами различные формы сильно устойчивых G�квад� руплексов – структур, которые могут образо� вываться на участках ДНК, богатых гуанином [57, 59]. Хорошим примером таких участков является теломерная ДНК. Помимо этого, BLM и WRN также содействуют миграции пе� реходов Холлидэя [60, 61]. В общем случае пе� реход Холлидэя формируется между четырьмя цепями ДНК в ходе гомологичной рекомби� нации, но как уже упоминалось выше в отно� шении теломер, он может образовываться и вследствие формирования теломерной пет� ли [33, 62]. Комплекс SMC5/6, состоящий из белков се� мейства SMC (structural maintenance of chromo� some), вместе с двумя другими – кохезином и конденсином, вовлечен в метаболизм хромосом [46]. В то время как функции кохезина, который участвует в связывании сестринских хроматид вместе во время метафазы митоза, и конденси� на, играющего роль в конденсации и сегрегации хромосом, хорошо изучены, роль SMC5/6 еще не до конца понятна [46, 63, 64]. Известно, что комплекс содержит SUMO�лигазу и убикви� тин�лигазу, которые ковалентно модифицируют различные белки [46]. Видимо, данное свойст� во входящих в комплекс белков и определяет роль SMC5/6 в различных процессах. В част� ности предложено, что этот комплекс главным образом функционирует в гомологичной реком� бинации и завершении процесса репликации ДНК, причем активности, подобные анало� гичным показателям у кохезина и конденсина, не отрицаются [46, 65]. Кроме того, данные ли� тературы показывают, что SMC5/6 вовлечен в разнообразные пути репарации ДНК. Пред� полагается, что это обстоятельство обусловлено посттрансляционной модификацией белков, играющих ключевую роль в процессе репара� ции [46, 65]. Теперь, когда функции белков, ассоцииро� ванных с APBs, более или менее понятны, мож� но перейти к рассмотрению роли этих белков для рекомбинационно�опосредованного удли� нения теломер. Это можно сделать, в первую очередь, на примере экспериментов по репрес� сированию отдельных генов MRN�комплекса. Так, нокаут NBS1 не оказывал эффекта на уро� вень RAD50 или MRE11, нокаут RAD50 при� водил к истощению RAD50 и NBS1, а нокаут MRE11 уменьшал уровень всех трех белков. Истощение NBS1 с истощением других бел� ков комплекса или без него приводило к инги� бированию ALT�опосредованного удлинения теломер, что доказано понижением уровня APBs и укорочением длины теломер [66]. Важ� но отметить, что подобный эффект оказывала и повышенная продукция белка SP100, который посредством изоляции MRN�комплекса от APBs супрессировал их формирование [47]. Кроме того, более ранние исследования пока� зали, что NBS1 необходим для формирования кольцевых ЭХТП и является маркером ALT [67]. В связи с этим было предположено, что MRN�комплекс, а особенно NBS1, является не� отъемлемым звеном ALT механизма [66]. По� мимо комплекса MRN, в образовании APBs важную роль также играет комплекс SMC5/6, необходимый для привлечения теломерной ДНК к ALT�ассоциированным PML�тельцам. Осуществляется это с помощью MMS21 SUMO� лигазы SMC5/6 комплекса, которая путем су� моилирования ковалентно модифицирует бел� ки, связывающие теломерную ДНК (включая TRF1 и TRF2). Ингибирование же сумоилиро� вания белка TRF1 или TRF2 предотвращает формирование APBs, что так же, как и в случае с нарушениями MRN, проявляется ингибиро� ванием ALT и последующим укорочением тело� мер [68]. Что же касается других упомянутых белков, то к настоящему времени четких данных об их роли в образовании APBs пока нет. Не� смотря на это, их важная роль в рекомбина� ционно�опосредованном механизме ALT не вызывает сомнений и продолжает изучаться. Так, в ходе исследования выяснилось, что клетки, которые имеют мутации генов RAD51 и RAD52 в отсутствие гена, кодирующего тело� меразную РНК дрожжей – TLC1, погибали намного чаще, чем клетки контрольной группы, в которых отсутствовал ген TLC1, но не были мутированы гены RAD51 и RAD52, что согла� суется с неспособностью таких клеток к удли� нению своих теломер путем ALT в первом слу� чае [69]. Результаты другого исследования по� казали, что ингибирование с помощью РНК� интерференции синтеза белка RAD51D (один из паралогов белка RAD51) в теломеразо�не� гативных иммортализованных клетках челове� ка приводит к укорочению теломер и слиянию ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 274 А.А. Грач хромосом [70]. Похожие результаты наблюда� ются при исследовании нарушения функции и других упомянутых белков. В частности мута� ции, приводящие к нарушению функции бел� ка RPA, способствуют укорочению теломер и снижению жизнеспособности таких клеток [39]. Теломеразо�негативные клетки дрожжей с мутацией гена SGS1, кодирующего RecQ�по� добную ДНК�хеликазу, которая является гомо� логом человеческих BLM� и WRN�хеликазы, испытывали высокую частоту потерь участков теломерной ДНК и старели более быстро по сра� внению с клетками контрольной группы [59]. Таким образом, рекомбинационно�опосре� дованное удлинение теломер играет важнейшую роль в поддержании как стабильности хромо� сом, так и жизнеспособности клеток, потеряв� ших теломеразную активность. Кроме того, необходимо подчеркнуть важную роль комплек� сов MRN и SMC5/6 в формировании APBs, а соответственно, и в функционировании реком� бинационного механизма ALT, что делает их принципиальными мишенями в биотерапии теломеразо�негативных опухолей. Не менее важными такими мишенями являются и дру� гие упомянутые белки, роль которых в форми� ровании APBs остается пока неясной. В то же время важное участие этих белков в рекомби� национно�опосредованном удлинении теломер доказано немалым количеством исследований. Ретротранспозиционный механизм ALT Помимо рекомбинационного механизма ALT, наблюдающегося в большинстве случаев, существует еще один, который основывается на процессе ретротранспозиции и среди высших эукариот наблюдается у некоторых видов на� секомых. Ярким примером ретротранспози� ционного удлинения теломер являются тело� мерные участки хромосом плодовой мушки Drosophila melanogaster, у которой для их удли� нения используются три ретротранспозицион� ных элемента типа не�LTR (Long Terminal Repeat) – HeT�A, TART и TAHRE [19, 71–73]. Как известно, TART имеет две открытые рамки считывания (Open Reading Frames) – ORF1 и ORF2, которые кодируют необходимые для процесса транспозиции белки. В частности ORF2 содержит последовательности, кодирую� щие два фермента, а именно эндонуклеазу и обратную транскриптазу, активность которых собственно и необходима для транспозиции этого элемента к концам хромосом [74, 75]. HeT�A в отличие от ретроэлемента TART имеет лишь ORF1 и поэтому не может обеспечить свою собственную транспозицию к теломерам [71, 76]. Вместе с тем известно, что транспози� ция HeT�A к концам разорванных хромосом происходит даже более интенсивно, чем ретро� транспозона TART [75–79]. Впоследствии было выяснено, что для своего перемещения ретро� элемент HeT�A использует обратную транс� криптазу ретротранспозона TAHRE [73, 80]. Последний, в отличие от двух других, открыт относительно недавно и, как показывают ре� зультаты исследований, представлен в теломе� рах всего лишь несколькими копиями [73, 80]. В связи с тем, что о его существовании ученые узнали намного позже элементов HeT�A и TART, то и исследован он хуже, тем не менее некоторые принципиально важные данные о нем все же известны. Так, имеющиеся сведения показывают большое сходство ретроэлемента TAHRE с двумя другими. Он, подобно ретро� транспозону TART, также имеет две открытые рамки считывания, причем ORF2 подобна та� ковой у TART, а 5' UTR, ORF1 и 3' UTR очень схожи с соответствующими участками ретро� элемента HeT�A. Так, исходя из анализа ORF1 и ORF2 ретроэлементов TART и TAHRE, ис� следователи пришли к выводу, что они имели общего предка. Кроме того, было установле� но, что HeT�A мог произойти от TAHRE вслед� ствие делеции ORF2 последнего или же в ре� зультате ретротранспозиции субгеномной РНК, кодирующей ORF1 [73]. В заключение к ска� занному следует также упомянуть о том, что эти ретротранспозоны (в отличие от других не�LTR элементов) на своих 3'�концах имеют необычайно длинные нетранслируемые об� ласти – UTRs (Untranslated Regions) [76]. Пос� ледние представляют интерес, так как могут играть важную роль в формировании опреде� ленных хроматиновых структур в теломерной области хромосомы [81]. Транспозиция HeT�A и TART элементов осу� ществляется только к концам хромосом, что является важной отличительной особенностью этих элементов от других ретротранспозици� онных элементов не�LTR типа, которые могут ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 75 Альтернативные механизмы удлинения теломер встраиваться в большое количество других районов хромосом [74, 79]. На сегодня неиз� вестно, касается ли ретротранспозона TAHRE упомянутое обстоятельство, поскольку экспе� риментальных данных в поддержку этого пока нет. Несмотря на это, будет справедливо счи� тать, что и он способен перемещаться только к концевым участкам хромосом и никогда не встраивается в другие сайты. Транскрипты ретроэлементов HeT�A, TART и TAHRE могут использоваться как в качестве мРНК для транс� ляции на рибосомах, так и в качестве матрицы для элонгации теломер, осуществляемой в про� цессе их обратной транскрипции [82]. При этом их трансляция также важна для процесса ретротранспозиции, как и обратная транскрип� ция, поскольку в результате транслирования синтезируются необходимые для обратной транскрипции и дальнейшего присоединения к теломерам белки. На рис. 2 нами отображено схематическое изображение участия этих рет� ротранспозонов в удлинении теломер. Следует отметить, что удлинение теломер путем обратной транскрипции этих транскрип� тов сильно напоминает их удлинение с помо� щью теломеразы, т.е. и в первом, и во втором случае происходит обратная транскрипция молекул РНК к концам хромосом с последую� щим наращиванием их длины. Поэтому такое большое сходство между этими ретротранспо� зонами и теломеразой наталкивает на мысль об их общем происхождении. И действительно, ре� зультаты проведенных исследований свиде� тельствуют о том, что каталитические субъеди� ницы теломераз разных организмов (включая человека) имеют близкую связь с обратными транскриптазами ретротранспозонов. При этом родство каталитических субъединиц тело� мераз с обратными транскриптазами не�LTR ретротранспозонов является более близким, чем с обратными транскриптазами ретроэлементов LTR�типа и вирусов [83, 84]. Другим, не менее интересным в отношении ретротранспозиционного удлинения теломер организмом является тутовый шелкопряд Bombyx mori. Теломерные участки хромосом этого насекомого состоят из TTAGG�повто� ров, которые синтезируются теломеразой, и из многочисленных копий двух ретротранспози� ционных элементов – TRAS и SART [21]. Оба элемента относятся к ретротранспозонам не� LTR типа, на своих 3'�концах имеют поли (А)� «хвосты» и содержат две открытые рамки счи� тывания. Последние кодируют продукты, по� добные тем, что кодируются ORF1 и ORF2 рет� ротранспозонов D. melanogaster [21, 85, 86]. Касательно механизмов ретротранспозиции этих ретроэлементов к теломерам, то они сходны с теми, что были рассмотрены у пло� довой мушки. При этом важное отличие в рет� ротранспозиции элементов TRAS и SART сос� тоит в том, что они перемещаются не к кон� цам хромосом, как это было сказано для рет� ротранспозонов HeT�A, TART и TAHRE, а встра� иваются в последовательности TTAGG [85, 86]. В пользу этого свидетельствует и тот факт, что очищенная эндонуклеаза элемента TRAS способна генерировать специфичные разрывы между основаниями T и A этих последователь� ностей [87]. Среди исследованных низших эукариот ретротранспозиционный механизм ALT, как известно, используют три разновидности орга� низмов, а именно одноклеточный простейший Giardia lamblia, одноклеточная зеленая водо� росль Chlorella vulgaris и почкующиеся дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Giardia lamblia для уд� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 276 А.А. Грач Рис. 2. Схематическое изображение ретротранспози� ционного механизма ALT у плодовой мушки Drosophila melanogaster линения своих теломер, помимо теломеразы, ис� пользует также два ретротранспозона не�LTR – GilT и GilM. Оба элемента характеризируются наличием одного длинного ORF и, как было показано для других рассмотренных ретроэле� ментов, необычайно длинных 3'�UTRs [88]. В поддержании нормальной длины концов хромосом Chlorella vulgaris участвует ретрот� ранспозон Zepp, который в большинстве слу� чаев встраивается не в теломерные, а в субте� ломерные области. Несмотря на это предпола� гается, что его копии, даже будучи встроенны� ми в субтеломерные области, также играют важную роль в поддержании функции теломер [89]. У дрожжей S. cerevisiae в формировании теломер, помимо теломеразы, принимает учас� тие и ретроэлемент Ty5. Как следует из резуль� татов исследования, происходить это может как путем ретротранспозиции, так и в процессе рекомбинации [90, 91]. Последний вариант предусматривает рекомбинацию между элемен� том Ty5 и участком теломеры и последующее удлинение теломерной ДНК на матрице рет� ротранспозона, что, надо заметить, сильно на� поминает рекомбинационно�опосредованную репликацию теломер путем рекомбинации между теломерой и линейным ЭХТП. Таким образом, из всех разновидностей ор� ганизмов, в которых был найден ретротранспо� зиционный механизм ALT, лишь теломерные участки хромосом D. melanogaster полностью зависят от ретротранспозиционного удлинения. Теломеры у всех остальных рассмотренных ви� дов могут удлиняться, помимо ретротранспозо� нов, и с помощью теломеразы. Поэтому Dro� sophila melanogaster представляет собой наиболее важную модель для изучения ретротранспози� ционного механизма ALT. Заключение В настоящей работе проанализированы из� вестные на сегодня альтернативные механиз� мы удлинения теломерных участков хромосом, которые являются неотъемлемым звеном в поддержании хромосомной стабильности и внутриклеточного гомеостаза в линиях клеток, не имеющих возможности использовать тело� меразу для удлинения своих теломер. Несмотря на обширные данные, накопившиеся со вре� мен открытия теломер в результате исследо� вания проблемы их укорочения и механизмов, вовлеченных в возобновление их длины, мы считаем, что наши знания в понимании как механизмов удлинения теломер, так и тело� мерной биологии в целом все еще малы. Нако� пилось немалое количество информации отно� сительно теломеразного удлинения теломер, однако знания в понимании механизмов ALT остаются очень скудными. Так, наличие рет� ротранспозиционного удлинения теломер как среди высших, так и среди низших эукариот показано лишь для некоторых их представи� телей. Но кажется маловероятным, что из ог� ромного разнообразия видов указанный меха� низм ALT используется лишь некоторыми из них. Поэтому вопрос поиска ретротранспо� зиционного механизма ALT у других видов остается открытым и требует дальнейших ис� следований. Гораздо лучше исследован меха� низм рекомбинационного удлинения теломер, что обусловлено его широкой распространен� ностью как среди видов, так и среди отдельно взятых линий клеток одного организма. В то же время все еще многие аспекты этого ме� ханизма остаются непонятными и требуют продолжения исследований. До сих пор нет единой точки зрения относительно использо� вания механизмов ALT для удлинения теломер нормальными клетками, что также нуждается в продолжении исследований. Важным зве� ном в понимании ALT является изучение ге� нов, вовлеченных в рекомбинационно�опос� редованное и ретротранспозиционно�опосре� дованное удлинение теломер. Таким образом, проблема альтернативного удлинения теломерных участков хромосом остается перспективным направлением тело� мерной биологии и нуждается в дальнейшем изучении. A.A. Grach ALTERNATIVE MECHANISMS FOR TELOMERE LENGTHENING The review considers mechanisms of an alternative lengthening of telomeres (ALT) which posses the second after telomerase but not less important place in telomere length regulation. The general data about ALT are shown. An alternative lengthening of telomeres in normal and can� cer cell lines are characterized. Special attention is given to the features of recombinational and retrotranspositional mechanisms of ALT. ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 77 Альтернативные механизмы удлинения теломер А.О. Грач АЛЬТЕРНАТИВНІ МЕХАНІЗМИ ПОДОВЖЕННЯ ТЕЛОМЕР Розглядаються механізми альтернативного подов� ження теломер (ALT), яким відводиться друге після теломерази, але не менш важливе місце в регуляції довжини теломер. Наводяться загальні відомості про ALT. Характеризується альтернативне подовження те� ломер в нормальних та ракових клітинних лініях. Особлива увага приділяється особливостям функціо� нування рекомбінаційного та ретротранспозиційного механізмів ALT. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Verdun R.E., Karlseder J. Replication and protection of telomeres // Nature. – 2007. – 447, № 7147. – P. 924– 931. 2. McEachern M.J., Krauskopf A., Blackburn E.H. Telomeres and their control // Ann. Rev. Gen. – 2000. – 34, № 1. – P. 331–358. 3. De Lange T. Shelterin: the protein complex that shapes and safeguards human telomeres. A review // Genes Dev. – 2005. – 19, № 18. – P. 2100–2110. 4. Azzalin C.M., Reichenbach P., Khoriauli L., Giulotto E., Lingner J. Telomeric repeat containing RNA and RNA surveillance factors at mammalian chromosome ends // Science. – 2007. – 318, № 5851. – P. 798–801. 5. Louis E.J., Vershinin A.V. Chromosome ends: different sequences may provide conserved functions // Bioessays. – 2005. – 27, № 7. – P. 685–697. 6. Blackburn E.H. Switching and signaling at the telomere // Cell. – 2001. – 106, № 6. – P. 661–673. 7. Feldser D.M., Hackett J.A., Greider C.W. Telomere dys� function and the initiation of genome instability // Nat. Rev. Cancer. – 2003. – 3, № 8. – P. 623–627. 8. Ohki R., Tsurimoto T., Ishikawa F. In vitro reconstitu� tion of the end replication problem // Mol. Cell. Biol. – 2001. – 21, № 17. – P. 5753–5766. 9. Cukusiс A., Skrobot Vidacek N., Sopta M., Rubelj I. Telo� merase regulation at the crossroads of cell fate // Cytogenet. Genome Res. – 2008. – 122, № 3/4. – P. 263–272. 10. Hemann M.T., Strong M.A., Hao L.Y., Greider C.W. The shortest telomere, not average telomere length, is critical for cell viability and chromosome stability // Cell. – 2001. – 107, № 1. – P. 67–77. 11. Hug N., Lingner J. Telomere length homeostasis // Chromosoma. – 2006. – 115, № 6. – P. 413–425. 12. Kang M.K., Park N.H. Extension of cell life span using exogenous telomerase // Meth. Mol. Biol. – 2007. – 371. – P. 151–165. 13. Djojosubroto M.W., Choi Y.S., Lee H.W., Rudolph K.L. Telomeres and telomerase in aging, regeneration and cancer // Mol. Cells. – 2003. – 15, № 2. – P. 164–175. 14. Osterhage J.L., Friedman K.L. Chromosome end main� tenance by telomerase // J. Biol. Chem. – 2009. – 284, № 24. – P. 16061–16065. 15. Gallardo F., Chartrand P. Telomerase biogenesis: the long road before getting to the end // RNA Biol. – 2008. – 5, № 4. – P. 212–215. 16. Reddel R.R., Bryan T.M., Colgin L.M., Perrem K.T., Yeager T.R. Alternative lengthening of telomeres in hu� man cells // Radiat. Res. – 2001. – 155, № 1. – P. 194– 200. 17. Bryan T.M., Englezou A., Gupta J., Bacchetti S., Red� del R.R. Telomere elongation in immortal human cells without detectable telomerase activity // EMBO J. – 1995. – 14, № 17. – P. 4240–4248. 18. Henson J.D., Neumann A.A., Yeager T.R., Reddel R.R. Alternative lengthening of telomeres in mammalian cells // Oncogene. – 2002. – 21, № 4. – P. 598–610. 19. Melnikova L., Georgiev P. Drosophila telomeres: the non�telomerase alternative // Chromosome Res. – 2005. – 13, № 5. – P. 431–441. 20. Martinez�Guitarte J.L., Diez J.L., Morcillo G. Complex repetitive sequences in Chironomus telomeres: its role in telomeric function and in the cellular stress response // Recent Devel. Nucl. Acids Res. – 2004. – 1. – P. 151– 165. 21. Fujiwara H., Osanai M., Matsumoto T., Kojima K.K. Telomere�specific non�LTR retrotransposons and telomere maintenance in the silkworm, Bombyx mori // Chromosome Res. – 2005. – 13, № 5. – P. 455–467. 22. Reddel R.R., Bryan T.M., Murnane J.P. Immortalized cells with no detectable telomerase activity. A review // Biochemistry. – 1997. – 62, № 11. – P. 1254–1262. 23. Baumann P., Cech T.R. Pot1, the putative telomere end�binding protein in fission yeast and humans // Science. – 2001. – 292, № 5519. – P. 1171–1175. 24. Martens U.M., Chavez E.A., Poon S.S.S., Schmoor C., Lansdorp P.M. Accumulation of short telomeres in human fibroblasts prior to replicative senescence // Exp. Cell Res. – 2000. – 256, № 1. – P. 291–299. 25. Herrera E., Martínez C., Blasco M. A. Impaired germi� nal center reaction in mice with short telomeres // EMBO J. – 2000. – 19, № 3. – P. 472–481. 26. Bryan T.M., Reddel R.R. Telomere dynamics and telom� erase activity in in vitro immortalized human cells // Eur. J. Cancer. – 1997. – 33, № 5. – P. 767–773. 27. Cerone M.A., Londono�Vallejo J.A., Bacchetti S. Telomere maintenance by telomerase and by recombination can coexist in human cells // Hum. Mol. Gen. – 2001. – 10, № 18. – P. 1945–1952. 28. Yeager T.R., Neumann A.A., Englezou A., Huschtscha L.I., Noble J.R., Reddel R.R. Telomerase�negative immor� talized human cells contain a novel type of promyelo� ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 278 А.А. Грач cytic leukemia (PML) body // Cancer Res. – 1999. – 59, № 17. – P. 4175–4179. 29. Cesare A.J., Griffith J.D. Telomeric DNA in ALT cells is characterized by free telomeric circles and heteroge� neous T�loops // Mol. Cell. Biol. – 2004. – 24, № 22. – P. 9948–9957. 30. Tokutake Y., Matsumoto T., Watanabe T., Maeda S., Tahara H., Sakamoto S., Niida H., Sugimoto M., Ide T., Furuichi Y. Extra�chromosomal telomere repeat DNA in telomerase�negative immortalized cell lines // Biochem. Biophys. Res. Communs. – 1998. – 247, № 3. – P. 765–772. 31. Wang R.C., Smogorzewska A., De Lange T. Homologous recombination generates T�loop�sized deletions at hu� man telomeres // Cell. – 2004. – 119, № 3. – P. 355– 368. 32. Ogino H., Nakabayashi K., Suzuki M., Takahashi E., Fujii M., Suzuki T., Ayusawa D. Release of telomeric DNA from chromosomes in immortal human cells lacking telomerase activity // Biochem. Biophys. Res. Communs. – 1998. – 248, № 2. – P. 223–227. 33. Griffith J.D., Comeau L., Rosenfield S., Stansel R.M., Bianchi A., Moss H., De Lange T. Mammalian telom� eres end in a large duplex loop // Cell. – 1999. – 97, № 4. – P. 503–514. 34. Stansel R.M., De Lange T., Griffith J.D. T�loop assem� bly in vitro involves binding of TRF2 near the 3’ telome� ric overhang // EMBO J. – 2001. – 20, № 19. – P. 5532– 5540. 35. Natarajan S., McEachern M. J. Recombinational telomere elongation promoted by DNA circles // Mol. Cell. Biol. – 2002. – 22, № 13. – P. 4512–4521. 36. Dunham M.A., Neumann A.A., Fasching C.L., Reddel R.R. Telomere maintenance by recombination in human cells // Nat. Genet. – 2000. – 26, № 4. – P. 447–450. 37. Royle N., Méndez�Bermúdez A., Gravani A., Novo C., Foxon J., Williams J., Cotton V., Hidalgo A. The role of recombination in telomere length maintenance // Biochem. Soc. Trans. – 2009. – 37, № 3. – P. 589– 595. 38. Grobelny J.V., Godwin A.K., Broccoli D. ALT�associated PML bodies are present in viable cells and are enriched in cells in the G2/M phase of the cell cycle // J. Cell Sci. – 2000. – 113, № 24. – P. 4577–4585. 39. Smith J., Zou H., Rothstein R. Characterization of genetic interactions with RFA1 : the role of RPA in DNA replication and telomere maintenance // Bio� chimie. – 2000. – 82, № 1. – P. 71–78. 40. Yankiwski V., Marciniak R.A., Guarente L., Neff N.F. Nuclear structure in normal and Bloom syndrome cells // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2000. – 97, № 10. – P. 5214–5219. 41. Stavropoulos D.J., Bradshaw P.S., Li X., Pasic I., Truong K., Ikura M., Ungrin M., Meyn M.S. The Bloom syndrome helicase BLM interacts with TRF2 in ALT cells and promotes telomeric DNA synthesis // Hum. Mol. Genet. – 2002. – 11, № 25. – P. 3135–3144. 42. Lillard�Wetherell K., Machwe A., Langland G.T., Combs K.A., Behbehani G.K., Schonberg S.A., German J., Turchi J.J., Orren D.K., Groden J. Association and reg� ulation of the BLM helicase by the telomere proteins TRF1 and TRF2 // Hum. Mol. Genet. – 2004. – 13, № 17. – P. 1919–1932. 43. Johnson F.B., Marciniak R.A., McVey M., Stewart S.A., Hahn W.C., Guarente L. The Saccharomyces cerevisiae WRN homolog Sgs1p participates in telomere mainte� nance in cells lacking telomerase // EMBO J. – 2001. – 20, № 4. – P. 905–913. 44. Wu G., Lee W.H., Chen P.L. NBS1 and TRF1 colocalize at promyelocytic leukemia bodies during late S/G2 phas� es in immortalized telomerase�negative cells: implication of NBS1 in alternative lengthening of telomeres // J. Biol. Chem. – 2000. – 275, № 39. – P. 30618–30622. 45. Zhu X.D., Kuster B., Mann M., Petrini J.H., de Lange T. Cell�cycle�regulated association of RAD50/MRE11/ NBS1 with TRF2 and human telomeres // Nat. Genet. – 2000. – 25, № 3. – P. 347–352. 46. De Piccoli G., Torres�Rosell J., Aragón L. The unnamed complex: what do we know about Smc5�Smc6? // Chromosome Res. – 2009. – 17, № 2. – P. 251–263. 47. Jiang W.Q., Zhong Z.H., Henson J.D., Neumann A.A., Chang A.C., Reddel R.R. Suppression of alternative lengthening of telomeres by Sp100�mediated seques� tration of the MRE11/RAD50/NBS1 complex // Mol. Cell. Biol. – 2005. – 25, № 7. – P. 2708–2721. 48. Mirzoeva O.K., Petrini J.H. DNA damage�dependent nuclear dynamics of the Mre11 complex // Mol. Cell. Biol. – 2001. – 21, № 1. – P. 281–288. 49. Olson E., Nievera C.J., Liu E., Lee A.Y.L., Chen L., Wu X. The Mre11 complex mediates the S�phase checkpoint through an interaction with replication protein A // Mol. Cell. Biol. – 2007. – 27, № 17. – P. 6053–6067. 50. Shrivastav M., De Haro L.P., Nickoloff J.A. Regulation of DNA double�strand break repair pathway choice // Cell Res. – 2008. – 18, № 1. – P. 134–147. 51. Бабынин Э.В. Молекулярный механизм гомоло� гичной рекомбинации в мейозе: происхождение и биологическое значение // Цитология. – 2007. – 49, № 3. – С. 182–193. 52. Li J., Harper L.C., Golubovskaya I., Wang C.R., We� ber D., Meeley R.B., McElver J., Bowen B., Cande W.Z., Schnable P.S. Functional analysis of maize RAD51 in meiosis and double�strand break repair // Genetics. – 2007. – 176, № 3. – P. 1469–1482. 53. Li X., Heyer W.D. Homologous recombination in DNA repair and DNA damage tolerance // Cell Res. – 2008. – 18, № 1. – P. 99–113. 54. Sugiyama T., Kowalczykowski S.C. Rad52 protein asso� ciates with replication protein A (RPA)�single�strand� ed DNA to accelerate Rad51�mediated displacement ІSSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 2 79 Альтернативные механизмы удлинения теломер of RPA and presynaptic complex formation // J. Biol. Chem. – 2002. – 277, № 35. – P. 31663–31672. 55. Ellen F., Vitaly K., Nager A.R. A dynamic model for replication protein A (RPA) function in DNA process� ing pathways // Nucl. Acids Res. – 2006. – 34, № 15. – P. 4126–4137. 56. Sugiyama T., Kantake N., Wu Y., Kowalczykowski S.C. Rad52�mediated DNA annealing after Rad51�mediat� ed DNA strand exchange promotes second ssDNA cap� ture // EMBO J. – 2006. – 25, № 23. – P. 5539–5548. 57. Mohaghegh P., Karow J.K., Brosh Jr R.M., Bohr V.A., Hickson I.D. The Bloom’s and Werner’s syndrome pro� teins are DNA structure�specific helicases // Nucl. Acids Res. – 2001. – 29, № 13. – P. 2843–2849. 58. Kusumoto R., Dawut L., Marchetti C., Lee J.W., Vindig� ni A., Ramsden D., Bohr V.A. Werner protein cooperates with the XRCC4�DNA ligase IV complex in end�pro� cessing // Biochemistry. – 2008. – 47, № 28. – P. 7548– 7556. 59. Cohen H., Sinclair D.A. Recombination�mediated lengthening of terminal telomeric repeats requires the Sgs1 DNA helicase // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2001. – 98, № 6. – P. 3174–3179. 60. Karow J.K., Constantinou A., Li J.L., West S.C., Hick� son I.D. The Bloom’s syndrome gene product promotes branch migration of Holliday junctions // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2000. – 97, № 12. – P. 6504–6508. 61. Constantinou A., Tarsounas M., Karow J.K., Brosh R.M., Bohr V.A., Hickson I.D., West S.C. Werner’s syndrome protein (WRN) migrates Holliday junctions and co� localizes with RPA upon replication arrest // EMBO Rep. – 2000. – 1, № 1. – P. 80–84. 62. Hays F.A., Watson J., Ho P.S. Caution! DNA crossing : crystal structures of Holliday junctions // J. Biol. Chem. – 2003. – 278, № 50. – P. 49663–49666. 63. Haering C.H., Farcas A.M., Arumugam P., Metson J., Nas� myth K. The cohesin ring concatenates sister DNA mole� cules // Nature. – 2008. – 454, № 7202. – P. 297–301. 64. Legagneux V., Cubizolles F., Watrin E. Multiple roles of condensins : a complex story // Biol. Cell. – 2004. – 96, № 3. – P. 201–213. 65. Murray J. M., Carr A. M. Smc5/6: a link between DNA repair and unidirectional replication? // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. – 2008. – 9, № 2. – P. 177–182. 66. Zhong Z.H., Jiang W.Q., Cesare A.J., Neumann A.A., Wadhwa R., Reddel R.R. Disruption of telomere main� tenance by depletion of the MRE11/RAD50/NBS1 complex in cells that use alternative lengthening of telomeres // J. Biol. Chem. – 2007. – 282, № 40. – P. 29314–29322. 67. Compton S.A., Choi J.H., Cesare A.J., Ozgur S., Griffith J.D. Xrcc3 and Nbs1 are required for the production of extrachromosomal telomeric circles in human alterna� tive lengthening of telomere cells // Cancer Res. – 2007. – 67, № 4. – P. 1513–1519. 68. Potts P.R., Yu H. The SMC5/6 complex maintains telo� mere length in ALT cancer cells through SUMOylation of telomere�binding proteins // Nat. Struct. Mol. Biol. – 2007. – 14, № 7. – P. 581–590. 69. Le S., Moore J.K., Haber J.E., Greider C.W. RAD50 and RAD51 define two pathways that collaborate to main� tain telomeres in the absence of telomerase // Genetics. – 1999. – 152, № 1. – P. 143–152. 70. Tarsounas M., Muñoz P., Claas A., Smiraldo P.G., Pittman D.L., Blasco M.A., West S.C. Telomere mainte� nance requires the RAD51D recombination/repair protein // Cell. – 2004. – 117, № 3. – P. 337–347. 71. Casacuberta E., Pardue M.L. HeT�A and TART, two Drosophila retrotransposons with a bona fide role in chromosome structure for more than 60 million years // Cytogenet. Genome Res. – 2005. – 110, № 1–4. – P. 152–159. 72. Pardue M.L., Rashkova S., Casacuberta E., DeBary� she P.G., George J.A., Traverse K.L. Two retrotrans� posons maintain telomeres in Drosophila // Chro� mosome Res. – 2005. – 13, № 5. – P. 443–453. 73. Abad J.P., de Pablos B., Osoegawa K., de Jong P.J., Martín�Gallardo A., Villasante A. TAHRE, a novel telo� meric retrotransposon from Drosophila melanogaster, reveals the origin of Drosophila telomeres // Mol. Biol. Evol. – 2004. – 21, № 9. – P. 1620–1624. 74. Levis R.W., Ganesan R., Houtchens K., Tolar L.A., Sheen F.M. Transposons in place of telomeric repeats at a Drosophila telomere // Cell. – 1993. – 75, № 6. – P. 1083–1093. 75. Sheen F.M., Levis R.W. Transposition of the LINE�like retrotransposon TART to Drosophila chromosome ter� mini // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 1994. – 91, № 26. – P. 12510–12514. 76. Danilevskaya O.N., Traverse K.L., Hogan N.C., DeBaryshe P.G., Pardue M.L. The two Drosophila telomeric transposable elements have very different patterns of transcription // Mol. Cell. Biol. – 1999. – 19, № 1. – P. 873–881. 77. Biessmann H., Mason J.M., Ferry K., d’Hulst M., Valgeirsdottir K., Traverse K.L., Pardue M.L. Addition of telomere�associated HeT DNA sequences «heals»� broken chromosome ends in Drosophila // Cell. – 1990. – 61, № 4. – P. 663–673. 78. Biessmann H., Champion L. E., O’Hair M., Ikenaga K., Kasravi B., Mason J.M. Frequent transpositions of Drosophila melanogaster HeT�A transposable elements to receding chromosome ends // EMBO J. – 1992. – 11, № 12. – P. 4459–4469. 79. Biessmann H., Valgeirsdottir K., Lofsky A., Chin C., Ginther B., Levis R.W., Pardue M.L. HeT�A, a trans� posable element specifically involved in «healing» bro� ken chromosome ends in Drosophila melanogaster // Mol. Cell. Biol. – 1992. – 12, № 9. – P. 3910–3918. 80. Shpiz S., Kwon D., Uneva A., Kim M., Klenov M., ISSN 0564–3783. Цитология и генетика. 2011. № 280 А.А. Грач Rozovsky Y., Georgiev P., Savitsky M., Kalmykova A. Characterization of Drosophila telomeric retroelement TAHRE: transcription, transpositions, and RNAi� based regulation of expression // Mol. Biol. Evol. – 2007. – 24, № 11. – P. 2535–2545. 81. Danilevskaya O.N., Lowenhaupt K., Pardue M.L. Conserved subfamilies of the Drosophila HeT�A telom� ere�specific retrotransposon // Genetics. – 1998. – 148, № 1. – P. 233–242. 82. Pardue M.L., Danilevskaya O.N., Traverse K.L., Lowenhaupt K. Evolutionary links between telomeres and transposable elements // Genetica. – 1997. – 100, № 1. – P. 73–84. 83. Eickbush T.H. Telomerase and retrotransposons: which came first? // Science. – 1997. – 277, № 5328. – P. 911– 912. 84. Nakamura T.M., Morin G.B., Chapman K.B., Wein� rich S.L., Andrews W.H., Lingner J., Harley C.B., Cech T.R. Telomerase catalytic subunit homologs from fission yeast and human // Science. – 1997. – 277, № 5328. – P. 955–959. 85. Okazaki S., Ishikawa H., Fujiwara H. Structural analy� sis of TRAS1, a novel family of telomeric repeat�associ� ated retrotransposons in the silkworm, Bombyx mori // Mol. Cell. Biol. – 1995. – 15, № 8. – P. 4545–4552. 86. Takahashi H., Okazaki S., Fujiwara H. A new family of site�specific retrotransposons, SART1, is inserted into telomeric repeats of the silkworm, Bombyx mori // Nucl. Acids Res. – 1997. – 25, № 8. – P. 1578–1584. 87. Anzai T., Takahashi H., Fujiwara H. Sequence�specific recognition and cleavage of telomeric repeat (TTAGG)n by endonuclease of non�long terminal repeat retrotransposon TRAS1 // Mol. Cell. Biol. – 2001. – 21, № 1. – P. 100–108. 88. Arkhipova I.R., Morrison H.G. Three retrotransposon families in the genome of Giardia lamblia: two telomer� ic, one dead // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. – 2001. – 98, № 25. – P. 14497–14502. 89. Higashiyama T., Noutoshi Y., Fujie M., Yamada T. Zepp, a LINE�like retrotransposon accumulated in the Chlorella telomeric region // EMBO J. – 1997. – 16, № 12. – P. 3715–3723. 90. Zou S., Kim J.M., Voytas D.F. The Saccharomyces retrotransposon Ty5 influences the organization of chromosome ends // Nucl. Acids Res. – 1996. – 24, № 23. – P. 4825–4831. 91. Brady T.L., Schmidt C.L., Voytas D.F. Targeting inte� gration of the Saccharomyces Ty5 retrotransposon // Meth. Mol. Biol. – 2008. – 435. – P. 153–163. Поступила 23.10.08 Альтернативные механизмы удлинения теломер

Альтернативные механизмы удлинения теломер

Репозитарії

Схожі ресурси