Biopolym. Cell. 2021; 37(2):89-104.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.000A4F
Структура та функції біополімерів
Організація петельних доменів ДНК в нейронах дорсальних корінцевих гангліїв: ефекти периферичного запалення
1Афанасьєва К. С., 2Дюжий Д. Е., 2Білан П. В., 2Войтенко Н. В., 1Сиволоб А. В.
  1. Навчально-науковий центр «Інститут біології і медицини»
    Київського національного університету імені Тараса Шевченка
    вул. Володимирська, 64/13, Київ, Україна, 01601
  2. Інститут фізиології ім. О. О. Богомольця НАН України
    вул. Академіка Богомольця, 4, Київ, Україна, 01024

Abstract

Організація петельних доменів хроматину, що відіграє важливу роль у регуляції транскрипції, залежить від функціонального стану клітини. Мета. Дослідженнія можливої реорганізації петель ДНК у нейронах дорсальних корінцевих гангліїв при індукції запального болю. Методи. Ми використовували електрофорез ізольованих клітин (кометний електрофорез) для аналізу кінетики міграції петель ДНК із нуклеоїдів, отриманих з лізованих нейронів. Результати. Незалежно від запалення, нейрони характеризуються відносно низьким рівнем ДНК у хвостах комет внаслідок низького вмісту ДНК у петлях, що знаходяться у межах роздільної здатності кометного електрофорезу (до ~400 кб). За умов запалення контурна довжина петель суттєво знижується, паралельно із відповідним зростанням частки ДНК у складі відносно коротких (до ~100 кб) петель. Висновки. Можна припустити, що реорганізація петель ДНК при запаленні повинна супроводжуватись з вельми суттєвими змінами у регуляції транскрипції.
Keywords: петлі ДНК, нейрони, кометний електрофорез, дорсальні корінцеві ганглії, біль
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Dekker J, Marti-Renom MA, Mirny LA. Exploring the three-dimensional organization of genomes: interpreting chromatin interaction data. Nat Rev Genet. 2013;14(6):390-403.
[2] Gibcus JH, Dekker J. The hierarchy of the 3D genome. Mol Cell. 2013;49(5):773-82.
[3] Dekker J, Mirny L. The 3D Genome as Moderator of Chromosomal Communication. Cell. 2016;164(6):1110-1121.
[4] Dixon JR, Gorkin DU, Ren B. Chromatin Domains: The Unit of Chromosome Organization. Mol Cell. 2016;62(5):668-80.
[5] Rao SS, Huntley MH, Durand NC, Stamenova EK, Bochkov ID, Robinson JT, Sanborn AL, Machol I, Omer AD, Lander ES, Aiden EL. A 3D map of the human genome at kilobase resolution reveals principles of chromatin looping. Cell. 2014;159(7):1665-80.
[6] Sanborn AL, Rao SS, Huang SC, Durand NC, Huntley MH, Jewett AI, Bochkov ID, Chinnappan D, Cutkosky A, Li J, Geeting KP, Gnirke A, Melnikov A, McKenna D, Stamenova EK, Lander ES, Aiden EL. Chromatin extrusion explains key features of loop and domain formation in wild-type and engineered genomes. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(47):E6456-65.
[7] Fudenberg G, Imakaev M, Lu C, Goloborodko A, Abdennur N, Mirny LA. Formation of Chromosomal Domains by Loop Extrusion. Cell Rep. 2016;15(9):2038-49.
[8] Vian L, Pękowska A, Rao SSP, Kieffer-Kwon KR, Jung S, Baranello L, Huang SC, El Khattabi L, Dose M, Pruett N, Sanborn AL, Canela A, Maman Y, Oksanen A, Resch W, Li X, Lee B, Kovalchuk AL, Tang Z, Nelson S, Di Pierro M, Cheng RR, Machol I, St Hilaire BG, Durand NC, Shamim MS, Stamenova EK, Onuchic JN, Ruan Y, Nussenzweig A, Levens D, Aiden EL, Casellas R. The Energetics and Physiological Impact of Cohesin Extrusion. Cell. 2018;173(5):1165-1178.e20.
[9] Hansen AS, Cattoglio C, Darzacq X, Tjian R. Recent evidence that TADs and chromatin loops are dynamic structures. Nucleus. 2018;9(1):20-32.
[10] Nora EP, Goloborodko A, Valton AL, Gibcus JH, Uebersohn A, Abdennur N, Dekker J, Mirny LA, Bruneau BG. Targeted Degradation of CTCF Decouples Local Insulation of Chromosome Domains from Genomic Compartmentalization. Cell. 2017;169(5):930-944.e22.
[11] Hansen AS, Hsieh TS, Cattoglio C, Pustova I, Saldaña-Meyer R, Reinberg D, Darzacq X, Tjian R. Distinct Classes of Chromatin Loops Revealed by Deletion of an RNA-Binding Region in CTCF. Mol Cell. 2019;76(3):395-411.e13.
[12] Gould HJ 3rd, England JD, Soignier RD, Nolan P, Minor LD, Liu ZP, Levinson SR, Paul D. Ibuprofen blocks changes in Na v 1.7 and 1.8 sodium channels associated with complete Freund's adjuvant-induced inflammation in rat. J Pain. 2004;5(5):270-80.
[13] Voilley N, de Weille J, Mamet J, Lazdunski M. Nonsteroid anti-inflammatory drugs inhibit both the activity and the inflammation-induced expression of acid-sensing ion channels in nociceptors. J Neurosci. 2001;21(20):8026-33.
[14] Ikeda-Miyagawa Y, Kobayashi K, Yamanaka H, Okubo M, Wang S, Dai Y, Yagi H, Hirose M, Noguchi K. Peripherally increased artemin is a key regulator of TRPA1/V1 expression in primary afferent neurons. Mol Pain. 2015;11:8.
[15] Schwartz ES, Xie A, La JH, Gebhart GF. Nociceptive and inflammatory mediator upregulation in a mouse model of chronic prostatitis. Pain. 2015;156(8):1537-1544.
[16] Belan PV, Usachev YM, Duzhyy DE, Ivanova SY, Tarasenko AN, Voitenko NV. Role of T-type Ca2+ channels in painful diabetic neuropathy. Neurophysiology. 2019; 51:455-61.
[17] Czimmerer Z, Horvath A, Daniel B, Nagy G, Cuaranta-Monroy I, Kiss M, Kolostyak Z, Poliska S, Steiner L, Giannakis N, Varga T, Nagy L. Dynamic transcriptional control of macrophage miRNA signature via inflammation responsive enhancers revealed using a combination of next generation sequencing-based approaches. Biochim Biophys Acta Gene Regul Mech. 2018;1861(1):14-28.
[18] Afanasieva K, Sivolob A. Physical principles and new applications of comet assay. Biophys Chem. 2018;238:1-7.
[19] Afanasieva K, Chopei M, Zazhytska M, Vikhreva M, Sivolob A. DNA loop domain organization as revealed by single-cell gel electrophoresis. Biochim Biophys Acta. 2013;1833(12):3237-44.
[20] Afanasieva K, Chopei M, Lozovik A, Semenova A, Lukash L, Sivolob A. DNA loop domain organization in nucleoids from cells of different types. Biochem Biophys Res Commun. 2017;483(1):142-6.
[21] Afanasieva KS, Olefirenko VV, Sivolob AV. DNA loops after cell lysis resemble chromatin loops in an intact nucleus. Ukr Biochem J. 2018; 90(5):43–9.
[22] Afanasieva KS, Semenova AY, Lukash LL, Sivolob AV. DNA loop organization in glioblastoma T98G cells at their different functional states. Biopolym Cell. 2018;34(6):426–34.
[23] Afanasieva K, Olefirenko A, Martyniak A, Lukash L, Sivolob A. DNA loop domain rearrangements in blast transformed human lymphocytes and lymphoid leukaemic Jurkat T cells. Ukr Biochem J. 2020;92(5):62–9.
[24] Duzhyy DE, Viatchenko-Karpinski VY, Khomula EV, Voitenko NV, Belan PV. Upregulation of T-type Ca2+ channels in long-term diabetes determines increased excitability of a specific type of capsaicin-insensitive DRG neurons. Mol Pain. 2015;11:29.
[25] Afanasieva K, Zazhytska M, Sivolob A. Kinetics of comet formation in single-cell gel electrophoresis: loops and fragments. Electrophoresis. 2010;31(3):512-9.
[26] Afanasieva K, Chopei M, Sivolob A. Single nucleus versus single-cell gel electrophoresis: kinetics of DNA track formation. Electrophoresis. 2015;36(7-8):973-7.