Срібна В. О., Вознесенська Т. Ю., Блашків Т. В.

ДОСТУПНІСТЬ ГЕНОМУ: ЗМІНИ ХРОМАТИНУ КЛІТИН ФОЛІКУЛЯРНОГО ОТОЧЕННЯ ООЦИТІВ В УМОВАХ ОКИСНОГО СТРЕСУ IN VITRO

---

Показати/Завантажити PDF

Про автора:

Срібна В. О., Вознесенська Т. Ю., Блашків Т. В.

Рубрика:

БІОЛОГІЯ

Тип статті:

Наукова стаття

Анотація:

Доступ до геному (ДНК) є необхідною умовою для виконання основних клітинних процесів, зокрема транскрипції, реплікації, хромосомної сегрегації та репарації ДНК. За останнє десятиліття повногеномні дослідження та нові підходи до візуалізації дозволили краще зрозуміти, як регулюється доступ до геному. Те, як білки, які регулюють ці процеси, функціонують у контексті хроматину та його динамічної архітектури, є предметом інтенсивних досліджень. Мета дослідження – за змінами величин цитологічних показників (індексу хроматизації (ІХ), ядерцевого індексу (ЯІ) та індексу морфологічно змінених ядер (МЗЯ)) оцінити зміни функціонального стану хроматину клітин фолікулярного оточення ооцитів в різних експериментальних умовах, а саме в умовах окисного стресу in vitro, а також впливу активатора СІРТ_1, блокатора ПАРП (полі (АДФ-рибоза) полімерази), субстрата NOS і блокатора iNOS, що раніше не було вивчено. У цій роботі нами отримано нові дані про вплив Н2 О2 (5 хв, 250 mМ) на клітини фолікулярного оточення ооцитів дають підстави стверджувати, що такі зміни величин цитологічних показників (ІХ, ЯІ, МЗЯ), а саме: зменшення індексу хроматизації (ІХ) – як зниження активності геному, через зменшення його доступності («відкритості»), зростання ЯІ – як зростання активності трансляційного апарату – реакція клітин на стрес, зростання МЗЯ – як зменшення цілісності каріоплазми – функціонування геному пригнічується, разом відображають пошкодження хроматину характерні для окисного стресу. В наших дослідах в умовах впливу блокатора ПАРП і блокатора iNOS відбувається: зменшення індексу хроматизації (ІХ) – як зниження активності геному, через зменшення його доступності («відкритості»), зростання ЯІ – як зростання активності трансляційного апарату – реакція клітин на стрес, зростання МЗЯ – як зменшення цілісності каріоплазми – функціонування геному пригнічується, разом відображають пошкодження хроматину, які можуть бути порівнювані з такими в умовах окисного стресу, який моделювався з використанням Н2 О2 . Застосування субстрату NOS і активатора СІРТ_1, умовах впливу блокатора ПАРП, блокатора iNOS і, разом блокатора ПАРП і блокатора iNOS, що призводило: збільшення індексу хроматизації (ІХ) – як збільшення активності геному, через збільшення його доступності («відкритості»), зменшення ЯІ – як зменшення активності трансляційного апарату – зменшення реакції клітин на стрес, зменшення МЗЯ – як збільшення цілісності каріоплазми – функціонування геному відновлюється, разом відображають відновлення активності хроматину. Разом, отримані дані дають підстави стверджувати, що і оксид азоту, і сиртуїн_1 беруть участь у підтриманні функціонального стану доступності хроматину в клітинах ФОО.

Теги:

Список цитованої літератури:

1. Mansisidor A, Risca V. Chromatin accessibility: methods, mechanisms, and biological insights. Nucleus. 2022;13(1):236-276. DOI: 10.1080/19491034. 2022.2143106.
2. Di Emidio G, Falone S, Vitti M, D’Alessandro A, Vento M, Di Pietro C, et al. SIRT1 signalling protects mouse oocytes against oxidative stress and is deregulated during aging. Hum Reprod. 2014;29(9):2006-2017. DOI: 10.1093/humrep/deu160.
3. Zhang T, Zhou Y, Li L, Wang H, Ma X, Qian W, et al. SIRT1, 2, 3 protect mouse oocytes from postovulatory aging. Aging (Albany NY). 2016;8(4):685-696. DOI: 10.18632/aging.100911.
4. Liguori I, Russo G, Curcio F, Bulli G, Aran L, Della-Morte D, et al. Oxidative stress, aging, and diseases. Clin Interv Aging. 2018;13:757- 772. DOI: 10.2147/CIA.S158513.
5. Liang J, Huang F, Song Z, Tang R, Zhang P, Chen R. Impact of NAD+metabolism on ovarian aging. Immun Ageing. 2023;20:70. DOI: 10.1186/s12979-023-00398-w.
6. Kovalchuk LY, Kovalchuk NV, Іlik VІ, avtory, IFNMU, vlasnyk. Viyavlennya DNK v tsitologіchnikh preparatakh. Ratsіonalіzatorska propozitsіya №30/2319. 1997. 5 s. [in Ukrainian].
7. Klemm S, Shipony Z, Greenleaf W. Chromatin accessibility and the regulatory epigenome. Nat Rev Genet. 2019;20(4):207-220. DOI: 10.1038/s41576-018-0089-8.
8. Newburger P, Subrahmanyam Y, Weissman S. Global analysis of neutrofil gene expression. Cur Opin Haematol. 2000;7(1):16-20. DOI: 10.1097/00062752-200001000-00004.
9. Garratt L. Current Understanding of the Neutrophil Transcriptome in Health and Disease. Cells. 2021;10(9):2406. DOI: 10.3390/ cells10092406.
10. Keenan C, Mlodzianoski M, Coughlan H, Bediaga N, Naselli G, Lucas E, et al. Chromosomes distribute randomly to, but not within, human neutrophil nuclear lobes. iScience. 2021;24(3):102161. DOI: 10.1016/j.isci.2021. 102161.
11. Boettiger A, Bintu B, Moffitt J, Wang S, Beliveau B, Fudenberg G, et al. Super-resolution imaging reveals distinct chromatin folding for different epigenetic states. Nature. 2016;529(7586):418-422. DOI: 10.1038/nature 16496.
12. Su J, Zheng P, Kinrot S, Bintu B, Zhuang X. Genome-Scale Imaging of the 3D Organization and Transcriptional Activity of Chromatin. Cell. 2020;182(6):1641-1659.e26. DOI: 10.1016/j.cell.2020.07.032.
13. Boettiger A, Murphy S. Advances in Chromatin Imaging at Kilobase-Scale Resolution. Trends Genet. 2020;36(4):273-287. DOI: 10.1016/j. tig.2019. 12.010.
14. Chen X, Shen Y, Draper W, Buenrostro J, Litzenburger U, Cho S, et al. ATAC-see reveals the accessible genome by transposase-mediated imaging and sequencing. Nat Methods. 2016;13(12):1013-1020. DOI: 10.1038/ nmeth.4031.
15. Xie L, Dong P, Chen X, Hsieh T, Banala S, De Marzio M, et al. 3D ATAC-PALM: Super-resolution Imaging of the Accessible Genome. Nat Methods. 2020;17(4):430-436. DOI: 10.1038/s41592-020-0775-2.
16. Yang Y, Ye X, Dai R, Li Z, Zhang Y, Xue W, et al. Phase separation of Epstein-Barr virus EBNA2 protein reorganizes chromatin topology for epigenetic regulation. Commun Biol. 2021;4(1):967. DOI: 10.1038/s42003-021-02501-7.
17. Andres S, Schellenberg M, Wallace B, Tumbale P, Williams R. Recognition and repair of chemically heterogeneous structures at DNA ends. Environ Mol Mutagen. 2015;56(1):1-21. DOI: 10.1002/em.21892.
18. Mao P, Smerdon M, Roberts S, Wyrick J. Chromosomal landscape of UV damage formation and repair at single-nucleotide resolution. Proc Natl Acad Sci USA. 2016;113(32):9057-9062. DOI: 10.1073/pnas.1606667113.
19. Mao P, Brown A, Malc E, Mieczkowski P, Smerdon M, Roberts S, et al. Genome-wide maps of alkylation damage, repair, and mutagenesis in yeast reveal mechanisms of mutational heterogeneity. Genome Res. 2017;27(10):1674-1684. DOI: 10.1101/gr.225771.117.
20. Meas R, Wyrick JJ, Smerdon MJ. Nucleosomes regulate base excision repair in chromatin. Mutat Res Rev Mutat Res. 2019;780:29-36. DOI: 10.1016/j.mrrev.2017.10.002.
21. Perez B, Wong K, Schwartz E, Herrera R, King D, García-Nieto P, et al. Genome-Wide Profiles of UV Lesion Susceptibility, Repair, and Mutagenic Potential in Melanoma. Mutat Res. 2021;823:111758. DOI: 10.1016/j.mrfmmm.2021.111758.
22. Chaudhuri A, Nussenzweig A. The multifaceted roles of PARP1 in DNA repair and chromatin remodelling. Nat Rev Mol Cell Biol. 2017;18(10):610-621. DOI: 10.1038/nrm.2017.53.
23. Deng S, Yin Y, Petes T, Symington L. Mre11-Sae2 and RPA collaborate to prevent palindromic gene amplification. Mol Cell. 2015;60(3):500- 508. DOI: 10.1016/j.molcel.2015.09.027.
24. Nesta A, Tafur D, Beck C. Hotspots of Human Mutation. Trends Genet. 2021;37(8):717-729. DOI: 10.1016/j.tig.2020.10.003.
25. Morita Y, Wada-Hiraike O, Yano T, Shirane A, Hirano M, Hiraike H, et al. Resveratrol promotes expression of SIRT1 and StAR in rat ovarian granulosa cells: an implicative role of SIRT1 in the ovary. Reprod Biol Endocrinol. 2012;10:14. DOI: 10.1186/1477-7827-10-14.
26. Sirotkin A, Dekanová P, Harrath A, Alwasel S, Vašíček D. Interrelationships between sirtuin 1 and transcription factors p53 and NF-κB (p50/ p65) in the control of ovarian cell apoptosis and proliferation. Cell Tissue Res. 2014;358(2):627-632. DOI: 10.1007/s00441-014-1940-7.
27. Takeo S, Sato D, Kimura K, Monji Y, Kuwayama T, Kawahara-Miki R, et al. Resveratrol improves the mitochondrial function and fertilization outcome of bovine oocytes. J Reprod Dev. 2014;60(2):92-99. DOI: 10.1262/jrd.2013-102.
28. Sapuleni J, Szymanska M, Meidan R. Diverse actions of sirtuin-1 on ovulatory genes and cell death pathways in human granulosa cells. Reprod Biol Endocrinol. 2022;20(1):104. DOI: 10.1186/s12958-022-00970-x.
29. Cai M, Wang J, Sun H, Guo Q, Zhang C, Yao H, et al. Resveratrol Attenuates Hydrogen Peroxide-induced Injury of Rat Ovarian Granulosalutein Cells by Resisting Oxidative Stress via the SIRT1/Nrf2/ARE Signaling Pathway. Curr Pharm Des. 2023;29(12):947-956. DOI: 10.2174/13816128296662304031 33322.

Публікація статті:

«Вісник проблем біології і медицини», 2024 Випуск 1, 172, 111-120 сторінки, код УДК 616. 092.18

DOI:

10.29254/2077-4214-2024-1-172-111-120