Геном курицы состоит из приблизительно биллиона пар оснований ( треть от генома человека) и содержит приблизительно 20,000-23,000 генов, которых лишь слегка меньше по сравнению с 24,000 генами, подсчитанными для человека (Hillier et al., 2004; International Chicken Genome Sequencing Consortium, 2004). Различие в размере генома в основном обусловлено значительным снижением разбросанных повторов, псевдогенов и сегментных дупликаций в геноме кур. Подобно геномным последовательностям у др. организмов геном кур кодирует как noncoding RNAs (ncRNAs), так и белки. Недавно новый класс ncRNAs с размерами в 20-22 nucleotides (nt) был открыт у растений и животных и назван microRNAs (miRNAs; rev. Zamore and Haley, 2005). Биогенез miRNAs начинается с синтеза длинного продукта предшественника (pri-miRNAs), который расщепляется с помощью RNaseIII типа белка Drosha в ядре (Lee et al., 2003). Drosha-генерируемая pre-miRNA является РНК в 70- 80-nt с типичной структурой stem-loop. Она транспортируется в цитоплазму с помощью Exportin-5 (Yi et al., 2003; Lund et al., 2004), где она подвергается процессингу с помощью др. типа RNaseIII белка, Dicer, чтобы сгенерировать зрелую (20- to 22-nt) miRNA (Grishok et al., 2001; Hutvagner et al., 2001; Retting et al., 2001; Knight and Bass, 2001). miRNAs обладают частично комплементарными последовательностями к определенным mRNAs и наводят белковый комплекс RISC (RNA induced silencing complex) на мРНК мишени (Khvorova et al., 2003; Schwarz et al., 2003). Если комплементарность последовательностей очень высока, как у растений, то RISC расщепляет мРНК мишень; однако, если miRNA обладает лишь частичной комплементарностью к мРНК, то RISC её не расщепляет, а супрессирует трансляцию мРНК (Bartel, 2004). Недавняя работа на эмбрионах рыбок данио рерио показала, что большинство miRNAs экспрессируются во время специфических стадий онтогенеза и в определенных типах клеток, хотя некоторые экспрессируются повсеместно (Wienholds et al., 2005).

Всего идентифицировано 122 гена miRNA в геноме кур, исходя из гомологии последовательностей с miRNA генами млекопитающих (Hillier et al., 2004; Hubbard et al., 2005; miRBAse Release 7.0 at http://microrna.sanger. ac.uk/sequences/), но ни одна из них не была подтверждена с помощью Northern blot анализа. Hubbard et al. (2005) выявили экспрессию немногих miRNA генов с помощью in situ гибридизации с использованием антисмысловых зондов к предшественникам РНК.

Сегментированная природа плана тела позвоночных наиболее очевидна, если смотреть на сомиты (Pourquie et al., 2003). Сомиты генерируются последовательно из несегментированной пресомитной мезодермы (psm) на заднем конце эмбриона. Во время своего созревания сомиты подвергаются существенным изменениям; клетки вентральной части сомита подвергаются эпителиально-мезенхимному переходу и дают склеротом, который содердит клетки предшественники для хрящей и костей. Дорсальная часть сомита формирует дермомиотом, содержащий предшественников, которые д. давать миграторные и немиграторные скелетно-мышечные клетки. Изменения, которые наблюдаются при дифференцировке сомитов со временем репрезентируются вдоль эмбриональной оси с более зрелыми сомитами представленными впереди и менее зрелыми, располагающимися позади. Морфогенез сомитов тесно связан с прогрессивной детерминацией клеток к адаптации определенной судьбы, напр., скелетных мышц и оба процесса управляются и координируются с помощью сети онтогенетических сигнальных молекул, которые регулируют экспрессию генов (Buckingham, 2001). Мы продемонстрировали, используя культуры эксплантов сомитов и reverse transcriptase-polymerase chain reaction (RT-PCR), что сигнальные молекулы Wnt и Sonic hedgehog (Shh), происходящие из дорсальной части нервной трубки и хорды/донной пластинки, соотв., способствуют экспрессии генов. специфичных для скелетных мышц, т.е. программе миогенной дифференцировки (Munsterberg et al., 1995; Schmidt et al., 2000). Недавние исследования показали, что происходящие из миотома сигналы fibroblast growth factor (FGF), действуют посредством extracellular regulated kinase-mitogen-activated protein (ERK-MAP) киназы, специфицируя популяцию клеток предшественников в вентральной части сомита, которая дает ребра и сухожилия (Smith et al., 2005). Чтобы изучить их роль в контроле клеточной дифференцировки во время эмбриогенеза и в частности миогенеза, мы предприняли попытку идентифицировать новые microRNAs, экспрессируемые во время развития и охарактеризовать их экспрессию и регуляцию. Мы клонировали короткие РНК от 2- и 5-дневных эмбрионов кур, которые представляли ранние стадии органогенеза и нашли 5 новых куриных miRNAs. Системный basic local alignment search tool (BLAST) поиск выявил дальнешие 17 генов miRNA в геноме кур на базе гомологии с известными miRNAs мышей. Northern blot анализ разных стадий развития эмбрионов кур показал, что экспрессия большинства miRNAs очень низка на 1.5 день развития и постоянно увелисивается вплоть до 5 дня, за исключением mir-302, которая обнаруживает обратный паттерн. Мы осуществляли whole-mount in situ hybridization (WISH) с некоторыми зрелыми miRNAs и установили, что mir-206 экспрессируется исключительно в сомитах некоторых модельных организмах, эмбрионах мышей, кур и Xenopus. У кур мы изучали регуляцию mir-206 путем имплантации кусочков, смоченных в FGF-4 рядом с формирующимися сомитами. Было установлено, что FGF-4 супрессирует экспрессию mir-206. Фармакологические ингибирующие кусочки продемонстрировали, что FGF рецепторная активность необходима для ингибирования экспрессии mir-206 и подтвердили, что сигнал опосредуется с помощью ERK-MAP киназы. Кроме того, потеря mir-206 в ответ на FGF-4 коррелирует с потерей MyoD в этом сценарии. Эти данные иллюстрируют, что экспрессия генов miRNA скорее всего регулируется с помощью сходных путей для белок кодирующих генов. Более того, было продемонстрировано, что благодаря доступности и легкости, с которой ими можно манипулировать, эмбрионы кур особенно пригодны для изучения пространственно-временной регуляции генов miRNA...



Путем регуля3ции генной экспрессии microRNAs (miRNAs) играют жизненно важную роль в физиологических и патологических процессах. Однако, регуляциыя miRNAs неуловима. miR-192 является ключевым регулятором почечного фиброза и гипертрофии при диабетической нефропатии. Natarajan et al. показали, что ген miR-192 содержит в своей вышестоящей области сайты связывания Ets-1 и Smad3. В контрольных клетках все Ets-1 сайты занятыц, в результате возникает заблокированная хроматиновая структура, которая удерживает экспрессию miR-192 на низком уровне. В ответ на стимуляцию transforming growth factor–β (TGF-β ) активируются Smad3 и Akt и последний далее активирует p300, чтобы вызвать частичное ацетилирование и диссоциацию Ets-1 и рекрутирование Smad3 на ген miR-192, индуцируя преходящую экспрессию miR-192. Во время продожительного действия TGF-β , p300 ацетилированный гистон и Ets-1, приводят к полной диссоциации Ets-1 и открытию хроматина для длительной экспрессии miR-192. Т.о., транскрипционные факторы и ремоделирование хроматина контролируют экспрессию гена microRNA динамическим и скоординированным способом.

* Corresponding author. E-mail: zdong@gru.edu

TGF-β Induces Acetylation of Chromatin and of Ets-1 to Alleviate Repression of miR-192 in Diabetic Nephropathy
Mitsuo Kato, Varun Dang, Mei Wang, Jung Tak Park, Supriya Deshpande, Swati Kadam, Armen Mardiros, Yumei Zhan, Peter Oettgen, Sumanth Putta, Hang Yuan, Linda Lanting, and Rama Natarajan (4 June 2013)
Sci. Signal. 6 (278), ra43. [DOI: 10.1126/scisignal.2003389]

Can You Hear Me Now? Regulating Transcriptional Activators by Phosphorylation
Kevin H. Gardner and Marc Montminy (13 September 2005)
Sci. STKE 2005 (301), pe44. [DOI: 10.1126/stke.3012005pe44]

DATABASE OF CELL SIGNALING
v-ets avian erythroblastosis virus E26 oncogene homolog 1 (Ets1)
Gary L. Johnson
Sci. Signal. (Component), http://stke.sciencemag.org/cgi/cm/stkecm;CMC_7623