Tag Archives: експресія мРНК
Залежна від ERN1 регуляція експресії генів TMED10, MYL9, SPOCK1, CUL4A і CUL4B в клітинах гліоми лінії U87 за дефіциту глутаміну та глюкози
O. Г. Мінченко*, О. С. Гнатюк, Д. O. Цимбал, Ю. М. Вілецька,
С. В. Даніловський, О. В. Галкін, І. В. Кривдюк, О. В. Рудницька
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
*e-mail: ominchenko@yahoo.com
Отримано: 05 квітня 2020; Затверджено: 25 червня 2020
Як було показано раніше, пригнічення ERN1 (endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1) сигнального шляху призводить до уповільнення росту пухлини внаслідок зниження експресії основних про-проліферативних генів та посилення експресії супресорних генів, а також змінює чутливість цих генів до дефіциту глюкози та глутаміну. Однак, виконавчі механізми ERN1 опосередкованого контролю проліферації гліомних клітин залишаються нез’ясованими. Метою дослідження було оцінити вплив дефіциту глюкози та глутаміну на експресію генів, що контролюють пухлинний ріст у клітинах гліоми U87. Нами вивчено вплив дефіциту глюкози та глутаміну на рівень експресії залучених до контролю пухлинного росту генів, що кодують TMED10 (transmembrane p24 trafficking protein 10), MYL9 (myosin, light chain 9, regulatory), SPOCK1 (sparc/osteonectin, cwcv and kazal-like domains proteoglycan 1), CUL4A (cullin 4A) та CUL4B в клітинах гліоми лінії U87 у контролі та за нокдауну ERN1. Показано, що за дефіциту глюкози спостерігалось значне підвищення рівня експресії генів MYL9, SPOCK1 та CUL4B в контрольних клітинах гліоми. Нокдаун ERN1 модифікував чутливість до дефіциту глюкози всіх досліджених генів за винятком гена TMED10. В умовах дефіциту глутаміну експресія генів MYL9, CUL4A та CUL4B в контрольних клітинах гліоми посилювалась. У клітинах гліоми з пригніченим ERN1 чутливість експресії генів MYL9, TMED10 та CUL4B до дефіциту глутаміну була істотно зміненою, тоді як експресія генів CUL4A та SPOCK1 не залежала від пригнічення ERN1. Результати роботи продемонстрували, що за дефіциту глюкози і глутаміну експресія більшості досліджених генів специфічно порушується і що пригнічення ERN1 сигналювання за таких умов модифікує їх експресію. Виявлені за дефіциту глюкози та глутаміну зміни у профілі експресії досліджуваних генів можуть відігравати роль у зниженні проліферації клітин гліоми з пригніченим ERN1.
IRE1 змінює ефект дефіциту глутаміну на експресію факторів росту пухлин у клітинах гліоми лінії U87
О. Г. Мінченко, А. П. Харькова, О. С. Гнатюк,
О. Я. Лузіна, І. В. Кривдюк, А. Ю. Кузнєцова
Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
У роботі досліджували експресію групи генів, що кодують важливі протеїни в клітинах гліоми лінії U87 в умовах пригнічення функції ERN1 (endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1) та дефіциту глутаміну. Показано, що за умов дефіциту глутаміну знижувався рівень експресії мРНК ATF6 (activating transcription factor 6), EIF2AK3/PERK (eukaryotic translation initiation factor 2 alpha kinase 3), GLO1 (glyoxalase I), BIRC5 (baculoviral IAP repeat-containing 5) та RAB5C (RAB5C, a member of RAS oncogene family) в контрольних клітинах гліоми. В той самий час, рівень експресії мРНК HSPB8 (heat shock 22 kDa protein 8) та HSPA5/GRP78 (heat shock protein family A (Hsp70) member 5) був резистентним до дефіциту глутаміну в цих клітинах гліоми. Пригнічення ERN1 модифікувало ефект дефіциту глутаміну на рівень експресії більшості досліджених генів у клітинах гліоми лінії U87: збільшувало експресію генів ATF6 і HSPA5 та посилювало чутливість генів EIF2AK3 і BIRC5 до дефіциту глутаміну. Більше того, експресія досліджених генів (за винятком EIF2AK3) знижувалася в клітинах гліоми з пригніченим ERN1 у присутності глутаміну. Показано, що дефіцит глутаміну змінює експресію більшості досліджених генів залежно від ERN1 і ці зміни, можливо, причетні до пригнічення росту гліом із клітин без функціональної активності сигнального ензиму ERN1.
Експресія генів, специфічних до убіквітину пептидаз та ATG7, у клітинах гліоми лінії U87 за дефіциту глутаміну
О. В. Галкін1, Д. O. Мінченко1,2, О. О. Рябовол1,
В. В. Теличко1, О. О. Ратушна1, O. Г. Мінченко1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Вивчали вплив дефіциту глутаміну на експресію генів, що кодують специфічні до убіквітину пептидази (USP) та ензим E1, який активує убіквітин (GSA7) і відомий ще як протеїн 7 (ATG7), у клітинах гліоми лінії U87 за умов пригнічення IRE1 (inositol requiring enzyme-1). Показано, що в контрольних (трансфікованих пустим вектором) клітинах гліоми за дефіциту глутаміну знижувалась експресія мРНК USP1 та ATG7 і підвищувалась мРНК USP25. У той самий час дефіцит глутаміну істотно не змінював експресію генів USP4, USP10, USP14 та USP22 в цих клітинах. Пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87 посилювало ефект дефіциту глутаміну на експресію гена USP1 та індукувало чутливість експресії генів USP4 і USP14 до цих умов. Таким чином, дефіцит глутаміну геноспецифічно змінює рівень експресії більшості досліджених генів залежно від функціональної активності ензиму IRE1, центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума, який контролює процеси проліферації та росту пухлин.
Експресія генів, що мають відношення до росту пухлин у нокаутних по IRE1 клітинах гліоми лінії U87: ефект гіпоксії
О. Г. Мінченко1, О. Я. Лузіна1, О. С. Гнатюк1,
Д. O. Мінченко1,2, Я. А. Гармаш1, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Досліджували експресію генів, що кодують важливі протеїни, які мають відношення до росту пухлин (BRCA1, DEK, BCL2L1, COL6A1, TPD52, HOMER3 та GNPDA1), у клітинах гліоми лінії U87 за умов пригнічення сигнального ензиму IRE1 та гіпоксії. Показано, що пригнічення IRE1 у клітинах гліоми істотно збільшувало рівень експресії мРНКBRCA1 (breastcancer 1 early onset) та TPD52 (tumorprotein D52) порівняно з контрольними клітинами. У той самий час рівень експресії COL6A1 (collagen, type VI, alpha 1), DEK (DEK oncogene), GNPDA1 (glucosamine-6-phosphatedeaminase 1) та HOMER3 (homerhomolog 3) істотно знижувався в клітинах гліоми за цих експериментальних умов. Також встановлено, що гіпоксія підвищувала рівень експресії мРНК COL6A1 та TPD52і знижувала – BRCA1, DEK та GNPDA1 у контрольних клітинах гліоми і що пригнічення IRE1, модифікувало ефект гіпоксії на експресію генів COL6A1, DEK, BCL2L1, HOMER3 та GNPDA1. Показано, що гіпоксія змінювала експресію більшості досліджених генів залежно від IRE1, який контролює проліферацію і ріст пухлин.
Пригнічення IRE1 змінює гіпоксичну регуляцію експресії генів катепсинів та LONP1 у клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, О. О. Рябовол1, О. В. Галкін1, Д. O. Мінченко1,2, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Вивчено вплив гіпоксії на експресію ядерних генів, що кодують катепсини та LONP1/PRSS15 у клітинах гліоми лінії U87 в умовах пригнічення залежного від інозитолу ензиму 1 (IRE1). Показано, що гіпоксія збільшувала експресію генів CTSA, CTSB, CTSD, CTSF, CTSK та LONP1 і знижувала експресію генів CTSC, CTSL, CTSO та CTSS у контрольних (трансфікованих вектором без вставки) клітин гліоми. Пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у цих клітинах змінювало ефект гіпоксії на експресію більшості досліджених генів: знімало ефект гіпоксії на експресію генів CTSA та LONP1, міняло напрям змін на експресію генів CTSD та CTSS, послаблювало – на експресію генів CTSF та CTSK і посилювало – на експресію генів CTSB та CTSL. Таким чином, гіпоксія змінювала рівень експресії більшості досліджених генів залежно від функціональної активності ензиму IRE1, центрального медіатору стресу ендоплазматичного ретикулума, який контролює проліферацію клітин та ріст пухлин.
Вплив наночастинок дисиліциду хрому і нітриду титану на експресію генів NAMPT, E2F8, FAS, TBX3, IL13RA2 та UPS7 у печінці мишей
O. Г. Мінченко1, О. П. Яворовський2, Н. В. Солоха2,
Д. O. Мінченко1,2, А. Ю. Кузнєцова1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Вивчено ефект наночастинок дисиліциду хрому та нітриду титану на рівень експресії генів, що кодують важливі регуляторні ензими та фактори (NAMPT, UPS7, E2F8, FAS/TNFSF6, TBX3 та IL13RA2) в печінці мишей для виявлення можливого токсичного впливу цих наночастинок. Встановлено, що за дії на мишей наночастинок нітриду титану (20 нм; 20 мг з їжею кожен день, крім суботи і неділі, протягом 2 місяців) у клітинах печінки посилювалась експресія генів NAMPT, FAS, TBX3 та IL13RA2 і знижувалась – USP7 та E2F8, причому вираженіші зміни виявлено для генів TBX3 та IL13RA2. За дії на мишей наночастинок дисиліциду хрому (45 нм; 20 мг з їжею кожен день, крім суботи і неділі, протягом 2 місяців) спостерігалися більш виражені зміни в експресії генів USP7, E2F8, FAS та TBX3 порівняно з ефектом наночастинок нітриду титану. В той самий час вплив наночастинок нітриду титану на експресію гена NAMPT у тканині печінки був вираженішим порівняно з дією наночастинок дисиліциду хрому. Проте експресія гена IL13RA2 істотно не змінювалася в печінці мишей за дії на них наночастинок дисиліциду хрому. Показано, що наночастинки дисиліциду хрому та нітриду титану проявляли різні ефекти на експресію більшості досліджених генів гено-специфічно, які відображають можливу генотоксичну активність досліджених наночастинок, але молекулярні механізми цих змін в експресії генів потребують подальшого вивчення.
Пригнічення IRE1 змінює гіпоксичну регуляцію експресії генів G6PD, GPI, TKT, TALDO1, PGLS та RPIA у клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, Я. А. Гармаш1, Д. O. Мінченко1,2,
А. Ю. Кузнєцова1, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Нами вивчено ефект гіпоксії на рівень експресії мРНК основних ензимів пентозо-фосфатного циклу метаболізму глюкози (G6PD, TKT, TALDO1, PGLS та RPIA), а також глюкозо-6-фосфатізомерази (GPI) в клітинах гліоми лінії U87 в умовах пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензиму 1). Встановлено, що гіпоксія призводила до посилення експресії генів GPI та PGLS і зниження експресії генів TALDO1 та RPIA в контрольних клітинах гліоми, причому вираженіші зміни виявлено для гена GPI. У той самий час пригнічення IRE1 модифікувало ефект гіпоксії на експресію всіх досліджених генів. Зокрема, збільшувало чутливість до гіпоксії експресію генів G6PD та TKT і знижувало ефект гіпоксії на експресію генів GPI та RPIA. Разом із тим, пригнічення IRE1 знімало ефект гіпоксії на експресію гена PGLS, але істотно не змінювало цей ефект на рівень експресії гена TALDO1 в клітинах гліоми. Результати роботи продемонстрували, що гіпоксія, яка є необхідним фактором росту пухлин, змінювала рівень експресії більшості досліджених генів, і що пригнічення IRE1 модифікувало гіпоксичну регуляцію експресії генів пентозо-фосфатного циклу геноспецифічно і, таким чином, можливо впливало на зниження росту гліоми, але деякі аспекти цієї регуляції потребують подальшого вивчення.
Гіпоксична регуляція експресії генів MYBL1, MEST, TCF3, TCF8, GTF2B, GTF2F2 та SNAI2 у клітинах гліоми U87 за інгібування IRE1
О. Г. Мінченко1, Д. О. Цимбал1, Д. О. Мінченко1,2, О. О. Кубайчук3
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна;
3Національний університет харчових технологій, Київ, Україна
Досліджено вплив пригнічення IRE1/ERN1 (inositol requiring enzyme 1/ endoplasmic reticulum to nucleus signaling 1) на гіпоксичну регуляцію експресії низки генів, причетних до контролю проліферації та міграції, в клітинах гліоми лінії U87. Показано, що гіпоксія призводить до зростання експресії генів MEST та SNAI2 та до зниження експресії генів MYBL1, TCF8 і GTF2F2 на рівні мРНК у контрольних клітинах гліоми. У той самий час гіпоксія не чинить впливу на експресію генів транскрипційних факторів TCF3 та GTF2B. У свою чергу інгібування IRE1 модифікує вплив гіпоксії на експресію всіх досліджуваних генів, за винятком MYBL1 та GTF2B. Зокрема, виключення IRE1 знижує чутливість експресії генів MEST, TCF8 та SNAI2 до гіпоксії і, навпаки, підвищує чутливість експресії гена GTF2F2 до дії цього чинника. Водночас інгібування IRE1 ініціює гіпоксичну регуляцію експресії гена TCF3 в клітинах гліоми. Показано, що пригнічення IRE1 у клітинах гліоми має різноспрямований вплив на гіпоксичну регуляцію експресії досліджуваних генів, однак, гіпоксія в жодному разі не усуває впливу пригнічення IRE1 на їх експресію. Навпаки, у разі з SNAI2, GTF2F2 та MEST умови гіпоксії посилюють ефект пригнічення IRE1 на їх експресію в клітинах гліоми.
Експресія генів IGFBP6, IGFBP7, NOV, CYR61, WISP1 та WISP2 в клітинах гліоми лінії U87 в умовах дефіциту глутаміну
O. Г. Мінченко1, А. П. Харькова1, Д. O. Мінченко1,2, Л. Л. Карбовський1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Нами вивчалася експресія різних генів протеїнів, що зв’язуються з подібними до інсуліну факторами росту, в клітинах гліоми лінії U87 в умовах дефіциту глутаміну залежно від пригнічення IRE1 (залежного від інозитолу ензим 1), центрального медіатора стресу ендоплазматичного ретикулума. Встановлено, що витримування клітин гліоми в умовах дефіциту глутаміну призводить до зниження рівня експресії генів NOV/IGFBP9, WISP1 та WISP2 і збільшення – гена CYR61/IGFBP10 на рівні мРНК. У той самий час, експресія генів IGFBP6 та IGFBP7 є резистентною до умов дефіциту глутаміну в контрольних клітинах гліоми. Також показано, що пригнічення IRE1 модифікує ефект дефіциту глутаміну на експресію всіх досліджених генів. Так, інгібування сигнального ензиму IRE1 посилювало ефект дефіциту глутаміну на експресію генів CYR61 та WISP1 і пригнічувало його дію на експресію гена WISP2 в клітинах гліоми. Більше того, інгібування IRE1 призводило до появи чутливості до дефіциту глутаміну експресії генів IGFBP6 та IGFBP7, але знімало цю чутливість до гена NOV. Нами також показано, що експресія всіх досліджених генів у клітинах гліоми у присутності глутаміну регулюється сигнальним ензимом IRE1, оскільки пригнічення IRE1 істотно знижує експресію генів IGFBP6 та IGFBP9/NOV і посилює експресію генів IGFBP7, CYR61/IGFBP10, WISP1 та WISP2 за порівняння з контрольними клітинами гліоми. Результати цієї роботи продемонстрували, що дефіцит глутаміну порушує експресію більшості досліджених генів груп IGFBP та WISP залежно від функції IRE1 і, можливо, робить внесок у зниження проліферації клітин гліоми в умовах пригнічення IRE1.
Вплив гіпоксії на експресію ядерних генів, що кодують мітохондріальні протеїни, в клітинах гліоми лінії U87
O. Г. Мінченко1, О. О. Рябовол1, Д. О. Цимбал1,
Д. O. Мінченко1,2, О. О. Ратушна1
1Інститут біохімії ім. О. В. Палладіна Національної академії наук України, Київ;
e-mail: ominchenko@yahoo.com;
2Національний медичний університет ім. О. О. Богомольця, Київ, Україна
Нами досліджувався вплив гіпоксії на експресію ядерних генів, що кодують мітохондріальні протеїни, у клітинах гліоми лінії U87 за умов пригнічення IRE1 (inositol-requiring-enzyme-1), який є центральним медіатором стресу ендоплазматичного ретикулума і контролює процеси проліферації та росту пухлин. Показано, що гіпоксія знижувала експресію генів малатдегідрогенази 2 (MDH2), малікензиму 2 (ME2), мітохондріальної аспартатамінотрансферази (GOT2) та субодиниці В сукцинатдегідрогенази (SDHB) у контрольних (трансфікованих вектором без вставки) клітин гліоми геноспецифічно. У той самий час рівень експресії генів NADP+-залежної мітохондріальної ізоцитратдегідрогенази 2 (IDH2) та субодиниці D сукцинатдегідрогенази (SDHD) у цих клітинах в умовах гіпоксії істотно не змінювався. Встановлено також, що пригнічення функції сигнального ензиму IRE1 у клітинах гліоми лінії U87 послаблювало ефект гіпоксії на експресію генів ME2, GOT2 і SDHB, а також робило чутливим до гіпоксії ген IDH2. Більше того, експресія всіх досліджених генів була геноспецифічно залежною від опосередкованого ІRE1 сигналювання стресу ендоплазматичного ретикулума, оскільки пригнічення IRE1 істотно знижувало їх експресію в умовах нормоксії, за винятком гена IDH2, рівень експресії якого різко підвищувався. Таким чином, зміни рівня експресії ядерних генів, що кодують протеїни ME2, MDH2, IDH2, SDHB, SDHD та GOT2, можливо віддзеркалюють метаболічне репрограмування мітохондрій за гіпоксії та стресу ендоплазматичного ретикулума, опосередкованого IRE1 сигнальним шляхом, і корелюють зі зниженням проліферації клітин гліоми за умов пригнічення функції ензиму IRE1.