Влияние эпифиза и его гормонов на функционирование организма
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
?уированные пептиды, в тканях организма происходят изменения экспрессии генов. Выдвинута гипотеза, что эффекты пептидов обусловлены их действием на уровне регуляции экспрессии генов (Морозов, Хавинсон, 1996). Для того чтобы исследовать такую возможность более подробно, был проведен эксперимент с применением техники ДНК микрочипов. В использованной модификации этот метод позволяет одновременно определять изменения экспрессии 15 247 генов. С его помощью были исследованы уровни мРНК в сердце мышей до и после введения эпиталона или вилона (Анисимов С. В. и др., 2002).
В опытах использовано 30 самок мышей линии СВА, которые получали стандартный лабораторный корм и питьевую воду без ограничений. В возрасте 6 месяцев мыши были случайным образом распределены в 3 группы по 10 особей. Мыши подопытных групп в течение 5 дней получали подкожные инъекции 1 мкг вилона или эпиталона, растворенных в 0.1 мл 0.9%-ного раствора NaCl. Животные контрольной группы получали подкожные инъекции 0.1 мл 0.9 %-ного раствора NaCl. На 6-й день все мыши были умерщвлены декапитацией на гильотине, сердца были извлечены и немедленно заморожены в жидком азоте и далее хранились при -80С до этапа выделения тотальной РНК. В эксперименте были использованы 15 247 клонов, входящих в библиотеку кДНК, принадлежащую Национальному институту старения США (NIA mouse 15K. cDNA clone set).
В ходе эксперимента была проведена трипликативная гибридизация микрочипов, содержащих 15 247 клонов кДНК, с образцами ткани сердца мышей контрольной и подопытных групп. Было выявлено 300 клонов (1.94 % от общего числа) с более чем двукратным изменением уровня экспрессии в сердцах мышей подопытных групп по сравнению с мышами контрольной группы. Под воздействием только вилона изменялась экспрессия 36 клонов, под воздействием только эпиталона - 98 клонов и под воздействием обоих пептидов - 144 клона. Всего же под воздействием вилона изменялась экспрессия 180 клонов и под воздействием эпиталона - 242 клонов. При введении вилона отмечено изменение экспресии 157 клонов в сторону увеличения и 23 клонов в сторону уменьшения. Максимальное увеличение уровня экспрессии под воздействием вилона по сравнению с контролем составило 6.13 раза, максимальное уменьшение -- 2.79 раза. Аналогично под воздействием эпиталона отмечено изменение экспрессии 194 клонов в сторону увеличения и 48 клонов в сторону уменьшения. Максимальное увеличение уровня экспрессии под воздействием эпиталона по сравнению с контролем составило 6.61 раза, максимальное уменьшение - 2.71 раза.
Следует отметить, что при введении вилона или эпиталона менялась экспрессия 5 из 13 генов, кодируемых митохондриальным геномом. Для 4 митохондриальных генов (16S - вилон и эпиталон; НАДН-дегидрогсназа 4 и 5 и цнтохром В - только эпиталон) уровень экспрессии повышался в 2.03-6.61 раза, в то время как для гена АТФазы 6-й уровень экспрессии под воздействием вилоиа снижался в 2.25 раза.
139 ядерных генов были разбиты по категориям согласно функциональной классификации генов сердечно-сосудистой системы. 44 гена не вошли ни в одну из категорий либо являлись генами гипотетических белков. Остальные 95 генов представили все 6 основных функциональных категорий генов, в том числе гены клеточного деления (14 генов), клеточных сигнальных систем и коммуникаций (15 генов), клеточной структуры и подвижности (7 генов), защитных систем клетки и организма (16 генов), экспрессии генов и белков (24 гена), метаболизма (19 генов).
Гены, уровень экспрессии которых изменялся под воздействием вилона и эпиталона, функционально относятся к самым разным клеточным системам. При сравнении их распределения по функциональным категориям отмечено его несовпадение с нормальным распределением для генов, представленных в сердце. Гены клеточного деления и защитных систем клетки и организма представлены среди генов с измененным уровнем экспрессии значительно шире, чем в общей совокупности (10.07% в сравнении с 5.68% для категории клеточного деления; 11.51% в сравнении с 6.71% для категории защитных систем клетки и организма). Таким образом, можно предположить, что относящиеся к этим двум подклассам гены являются наиболее значимыми эффекторами биологического действия вилона и эпиталона. Более детальный анализ функциональных подкатегорий показал, что наиболее значимыми являются изменения доли генов, имеющих отношение к регуляции клеточного цикла (подкатегория 1d: 5 генов - 3.6% против 1.59% в общей совокупности), мембранного транспорта/транспортных белков (подкатегория 4bЗ: 6 генов - 4.32 % против 0.9 %) и иммунной системы (подкатегория 4с: 5 генов - 3.6% против 1.75 %). При сравнении влияния вилона и эпиталона на гены, представленные в сердце, была обнаружена относительная избирательность воздействия эпиталонз на уровень экспрессии генов, имеющих отношение к рибосомальным белкам (подкатегория 5bЗ). Вилон увеличил экспрессию лишь одного гена данной подкатегории - киназы 1 рибосомальной РНК S6 (р70/р85 86-киназы), в то время как эпиталон, кроме 86-кинази. в 2.02-2.46 раза увеличил экспрессию генов рибосомальных белков L8, L27 и РНК S6 и S10 Существенно, что ген рибосомальной РНК S10 был представлен двумя клонами, имевшими сходство с нуклеотидными последовательностями гена крысы и человека и продемонстрировавшими почти одинаковое увеличение уровней экспрессии (в 2.02 и 2.09 раза соответственно).
Важным представляется влияние вилона и эпиталона на изменение уровня экспрессии нескольких генов, имеющих отношение к он-когенезу. Обнаружено уменьшение уровня экспрессии гена, сходного с онкогеном миелобластоза (вилон) и протоонкогена B