The role of transposable elements in the differentiation of stem cells

R. N. Mustafin
2019 Molecular Genetics Microbiology and Virology (Russian version)  
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный университет», 450076, Уфа, Россия В тотипотентных и плюрипотентных клетках эмбриона, а также в стволовых клетках в постнатальном периоде активация мобильных генетических элементов обязательна и является основой управления экспрессии генов в последовательных клеточных делениях с их изменением специфично в зависимости от ткани и стадии развития. Предполагается, что в эволюции многоклеточных
more » ... т отбираются оптимальные соотношения в расположении транспозонов относительно экзонов и интронов генов хозяев. Данные соотношения, специфичные для каждого вида, могут быть основой для управления последовательной дифференцировкой стволовых клеток, необходимой для развития целостного организма. Несмотря на то что дифференцировка клеток в онтогенезе контролируется весьма консервативным набором генов, мобильные генетические элементы участвуют в тонкой настройке регуляторных сетей, управляющей экспрессией данных генов, что отражается в фенотипических особенностях каждого вида. Транспозоны служат важнейшими источниками специфически активируемых в эмбриональном развитии регуляторных элементов многоклеточных, таких как сайты связывания с транскрипционными факторами, энхансеры и сайленсеры, промоторы, инсуляторы, сайты альтернативного сплайсинга, некодирующие РНК. Кроме того, мобильные генетические элементы участвуют в возникновении и эволюции новых белок-кодирующих генов путем экзонизации, одомашнивания, формирования ретрогенов. При достижении предопределенных размеров органов в терминально дифференцированных клетках организмов активируются молекулярные системы, блокирующие дальнейший каскад активации транспозонов -несовершенство данных систем может быть причиной старения и ассоциированных с возрастом болезней в связи с патологической активацией мобильных генетических элементов. Предполагается, что выявление тканеспецифических механизмов наследуемой активации транспозонов в стволовых клетках, а также их патологической активации в терминально дифференцированных клетках позволит найти способы борьбы со старением. Ключевые слова: мобильные генетические элементы (МГЭ), некодирующие РНК (нкРНК), сайты связывания с транскрипционными факторами (TFBS), стволовые клетки (СК), тканеспецифичность (ТС), транскрипционные факторы (ТФ).
doi:10.17116/molgen20193702151 fatcat:z56zdjfxwrckvewnrhhw46nfmu