Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника

Показано дифференциальное метилирование CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-мотивов ДНК подсолнечника (Helianthus annuus L.) при прорастании и индукции органогенеза в каллусе меристем. Обсуждается роль вариабельности энзиматической модификации цитозина в ходе роста и дифференцировки подсолнечника. Досліджували...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Veröffentlicht in:	Біополімери і клітина
Datum:	2001
Hauptverfasser:	Тищенко, Е.Н., Корж, Л.П.
Format:	Artikel
Sprache:	Russisch
Veröffentlicht:	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України 2001
Schlagworte:	Структура та функції біополімерів
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154669
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника / Е.Н. Тищенко, Л.П. Корж // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 140-146. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859989151481331712
author	Тищенко, Е.Н. Корж, Л.П.
author_facet	Тищенко, Е.Н. Корж, Л.П.
citation_txt	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника / Е.Н. Тищенко, Л.П. Корж // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 140-146. — Бібліогр.: 19 назв. — рос.
collection	DSpace DC
container_title	Біополімери і клітина
description	Показано дифференциальное метилирование CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-мотивов ДНК подсолнечника (Helianthus annuus L.) при прорастании и индукции органогенеза в каллусе меристем. Обсуждается роль вариабельности энзиматической модификации цитозина в ходе роста и дифференцировки подсолнечника. Досліджували метилування ДНК у коренях і пагонах етіольованих проростків соняшнику (Helianthus annuus L.). Використовуючи метил-чутливі ферменти рестрикції показано, що CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- і GpApApTpTpC-сайти ДНК під даються диференційному метилуванню. Зокрема, ці мотиви ДНК інтенсивно гіпометильовані в пагонах, де на відміну від коренів експресується приблизно в 4 рази більше різних генів. Органогенез у культурі калюсу апікальних меристем пагону соняшника також супроводжується зниженням рівня ензиматичної модифікації цитозину в CpCpGpG- і CpCpAlTpGpG- послідовностях ДНК Обговорюється роль варіабельності ензиматичного метилування ДНК у ході росту і диферен ціювання соняшнику. The DNA methylation in shoots and roots of etiolated seedlings of sunflower (Helianthus annuus L.) has been investigated. Using the methyl-sensitive enzymes of restriction we showed that CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- and GpApApTpTpC- sites are subjected to differential methylation. In particular, these DNA motifs are extensively hypomethylated in shoots, where in contrast to roots, diverse genes are expressed almost 4 times more. The organogenesis in the sunflower callus culture of the shoot apical meristem is also accompanied by the reduction in the level of cytosine enzymatic modification in CpCpGpG- and CpCpA/TpGpG-seguences of DNA. A rote of the DNA enzymatic methylation variability during growth and differentiation of sunflower is under discussion.
first_indexed	2025-12-07T16:30:31Z
format	Article
fulltext	ISSN 0233-7657. Біополімери і клітина. 2001. Т. 17. № 2 СТРУКТУРА І ФУНКЦІЇ БІОПОЛІМЕРІВ Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника Е. Н. Тищенко, Л. П. Корж Институт физиологии растений и генетики HAH Украины Ул. Васильковская, 31/17, Киев, 03022, Украина Показано дифференциальное метилирование CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-мотивов ДНК подсолнеч ника (Helianthus annuus L.) при прорастании и индукции органогенеза в каллусе меристем. Обсуждается роль вариабельности энзиматической модификации цитозина в ходе роста и дифференцировки подсолнечника. Введение. В ДНК многих организмов осуществля ется энзиматическое метилирование цитозина с образованием 5-метилцитозина (5мС). Отличи тельной особенностью высших растений является высокий уровень метилирования их ДНК. Ранние исследования показали, что цитозин в ДНК расте ний преимущественно метилируется в симметрич ных CpG- и CpNpG-мотивах (N — любой нуклео- тид), в последнее же время установлено, что это основание часто подвергается модификации и в асимметричных мотивах ДНК эндогенных генов, мобильных генетических элементов и трансгенов [ 1 - 3 ] . В отличие от прокариотов значение метилиро вания цитозина в ДНК клеток эукариотов менее изучено. В частности, накоплены эксперименталь ные факты, свидетельствующие об ингибировании транскрипции тканеспецифичных генов позвоноч ных, ДНК которых модифицирована [4]. Не столь широко исследованы тканеспецифичные гены рас тений, для которых при их транскрипции также наблюдается деметилирование цитозина в кодиру ющих и промоторных областях [5, 6 ]. Метилирова ние ДНК рассматривается как механизм, контро лирующий активность мобильных генетических элементов [1, 2] . Весомым свидетельством возмож ного участия метилирования в регуляции активно сти генов является молчание трансгенов, ДНК которых метилирована [7 ]. Однако имеются и иск лючения. Так, для растений показано отсутствие корреляции между степенью метилирования ДНК и уровнем экспрессии как генов [8 ], так и трансге- © Е. Н. ТИЩЕНКО, Л. П. КОРЖ, 2001 нов [9]. А в ряде случаев, наоборот, активность генов связана с повышенным метилированием ци тозина эукариот [10]. Следует отметить, что взаи мосвязь метилирования с экспрессией генов имеет, главным образом, коррелятивный характер, до сих пор остается открытым вопрос — является энзима- тическая модификация цитозина причиной или следствием ингибирования транскрипции генов эукариотов. Мутации гена метилтрансферезы мыши впер вые показали, что метилирование ДНК может иметь важное значение для нормального развития животных [11]. Об этом же свидетельствуют и результаты трансформации арабидопсиса анти- смысловым геном метилтрансферазы (МЕТІ), а также данные исследования ddml-мутантных (по ниженный уровень метилирования) растений этого вида [1,10,12]. В METI-трансгенных растениях наблюдается уменьшение уровня метилирования ДНК, что приводит к аномальному развитию, в частности, к значительным морфологическим изме нениям, включающим гомеотические трансформа ции органов цветка. В таких растениях отмечается аберрантная экспрессия гомеотических генов, кото рые, в норме функционируя в цветках, начинают экспрессироваться в листьях трансгенных растений [12]. Исследования MADS бокс гена, кодирующего репрессор цветения, более конкретно указывают на связь энзиматического метилирования с развитием растений [13]. В предыдущих исследованиях нами установле но [14], что в морфогенезе подсолнечника осуще ствляется дифференциальная экспрессия генов, а именно, в двухдневных этиолированных пророст- 140 ГИ ПОМЕТИЛИ РОВАНИЕ ДНК ПОБЕГОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА ках экспрессируются 94000 разных генов, тогда как в корнях пятидневных — 21300. Исходя их того, что в побегах пятидневных этиолированных проро стков, в отличие от корней, наблюдается интенсив ное гипометилирование CpCpGpG-мотивов ДНК, предположили существование возможной связи ме тилирования с экспрессией группы генов этого вида [15]. В данной работе показано, что дифференци альному метилированию подвергаются и другие палиндромные участки генома, в частности, CpCpA/TpGpG-последовательности ДНК. Для вы яснения значения вариабельности метилирования сайт-специфичных последовательностей генома в развитии подсолнечника представляет интерес изу чение меристем побега и корня, в результате не прерывной активности которых формируются все морфологические структуры растений. В связи с этим на модельной системе — каллус меристем по бега и корня — исследовали динамику изменения уровня метилирования в CpCpGpG- и СрСрА/Тр- GpG-мотивах на ранних этапах индукции органо генеза. Материалы и методы. Объектом исследования была ДНК подсолнечника сорта Передовик (ВНИ- ИМК, Россия) из побегов двухдневных и корней пятидневных этиолированных проростков, а также как из первичных и морфогенных каллусов апи кальных меристем побега и корня, так и вегетатив ных почек из каллуса побега. Семена подсолнечни ка проращивали в термостате при температуре 25 °С в рулонах фильтровальной бумаги, смоченной дистиллированной водой. Для получения первично го каллуса стерильные семянки подсолнечника по мещали на агаризованную питательную среду Му- расиге и Скуга (МС) с половинной минеральной основой без гормонов и выращивали в термостате при температуре 28—30 °С с 14-ч фотопериодом в течение двух недель. Исходным материалом для индукции каллусных культур служили изолиро ванные корневые и стеблевые меристемы (около 500 мкм) на модифицированной МС-среде, содер жащей 1 мг/л кинетина, 0,5 мг/л бензиламинопу- рина, 2 мг/л нафтилуксусной кислоты, 3 % саха розы, 0,5 % агара, рН 6,0. Каллусообразование происходило на 3—4-й день. Для индукции морфо генеза каллус меристем побега, а также корня пассировали на среду того же состава без гормонов, в которой концентрация минеральных компонентов и сахарозы была уменьшена в 2 и 1,5 раза соответ ственно. На 7—8-й день наблюдали образование зеленого компактного каллуса меристем побега, а спустя еще две недели —вегетативных почек. В такие же сроки формировался морфогенный каллус меристем корня и происходил ризогенез. ДНК выделяли по модифицированному нами методу Деллапорта [15]. Размер ДНК в 0,6 %-м агарозном геле соответствовал 30000—40000 парам нуклеотидов (п. н.). Препараты ДНК, концентра ция которых составляла 1—3 мкг/мкл, обрабатыва ли рестриктазами Mspl, Xhol, PvuII, Sail («Диа- лат» ЛТД, Россия), Smal, EcoRI («Promega», США), Droll, БаиЗАІ, Mbol, PstI, Hindi 11 («Fer- mentas», Литва). Каждую партию очищенной ДНК тестировали на присутствие ингибиторов фермен тов рестрикции совместным гидролизом с ДНК бактериофага Я. Предварительно подбирали усло вия, достаточные для полного гидролиза ДНК каж дой рестриктазой. На 1 мкг ДНК брали 4—10 ед. акт. рестриктаз и инкубировали в соответствующих буферах («Boehringer Mannheim Biochemical*, Гер мания) в течение 3—5 ч при 37 °С для всех рестриктаз, кроме Smal, которую инкубировали при температуре 25 °С. Реакцию рестрикции оста навливали замораживанием. Электрофорез гидро- лизованной ДНК проводили в 0,8 %-м агарозном геле, содержащем 0,5 мкг/мл бромистого этидия в 1 х ТВЕ (89 мМ трис, рН 8,0, 89 мМ Н 3 В0 4 , 2 мМ ЭДТА) при напряженности 3—4 В/см в течение 3—4 ч. В работе использовали трис, ЭДТА, агаро- зу, бромистый этидий фирмы «Serva» (Германия). Результаты и обсуждение. Характер метили рования ДНК побегов двухдневных и корней пя тидневных этиолированных проростков анализиро вали чувствительными к метилированию фермен тами рестрикции различной специфичности. На рис. 1, а, представлены результаты сравнительного изучения продуктов гидролиза ДНК корней и по бегов рестриктазой Mspl, которая узнает и гидро- лизует CpCpGpG-мотивы ДНК независимо от на личия метальной группы у внутреннего цитозина и не производит разрыва по этому сайту, если внеш ний цитозин метилирован. В этом эксперименте брали одинаковое количество гидролизуемой и на- тивной ДНК, составляющее около 15 мкг. Электро- форетические подвижности в агарозном геле натив- ной и обработанной Mspl ДНК корней имеют статистически незначимые расхождения, следова тельно, ДНК этого органа не расщепляется Mspl и в пределах чувствительности используемого метода внешние остатки цитозина в CpCpGpG-сайтах ДНК корней метилированы. В то же время ре- стриктаза Mspl гидролизует ДНК побегов на боль шое количество фрагментов широкого диапазона молекулярных масс Причем в области ниже 2000 п. н отчетливо видны фрагменты ДНК различного размера. Это указывает на присутствие ряда регу лярно расположенных неметилированных остатков 5'-цитозина CpCpGpG-сайтов вдоль полинуклео- 141 Рис. 1. Электрофореграмма в 0,8 %-м агарозном геле ДНК побегов (Я) и корней (К) этиолированных пророст ков подсолнечника, гид рол изо ванных: а — Mspl (Msp), нативные ДНК по бегов (Я/ , Н2) и корней (НЗЛ Н4), количества которых составляют 5, 15, 15 и 3 мкг соответственно; б — Droll\ EcoRII, Sau3Al (Sau); в — PstIу Mbol; г — EcoRI и НШІІІ {Hind); M — маркер молекулярных масс (DRIgest Швеция) ГИ ПОМЕТИЛИ РОВАНИЕ ДНК ПОБЕГОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА тидной последовательности ДНК. Происходящее смещение полосы продуктов гидролиза ДНК побе гов относительно нативной ДНК при одинаковом и меньшем количествах последней свидетельствует о том, что преобладающее большинство фрагментов ДНК, средний размер которых составляет 30000— 40000 п. н., содержит сайты расщепления этой рестриктазы. Учитывая, что размер генома подсол нечника равен 9,8 108 п. н., число сайтов, узнава емых Mspl, составляет не менее 25000. Исходя из этого в ДНК побегов осуществляется интенсивное гипометилирование внешних остатков цитозина CpCpGpG палиндромных участков. Различия в электрофоретических подвижно- стях наблюдаются и между продуктами гидролиза ДНК проростков рестриктазой EcoRII, которая производит разрывы в последовательностях Ср- CpA/TpGpG независимо от того, метилирован или нет 5'-цитозин, и не переваривает ДНК, если внутренний цитозин метилирован. В отличие от Mspl, EcoRII частично гидролизует ДНК корней, однако подвижности іГсоК/Т-продуктов гидролиза ДНК побегов выше, чем таковых корней. Следова тельно, внутренние остатки цитозина СрСрА/Тр- GpG-мотива в ДНК корней имеют более высокий уровень метилирования, чем в ДНК побегов. ДНК побегов и корней слабо гидролизуется PstI (рис. 1, б), которая не рестрицирует CpTpGpCpApG-сайты, содержащие метилированные внешние остатки ци тозина. Между профилями их электрофореграмм различия небольшие, в частности, в ДНК побегов наблюдается фрагмент размером 4400 п. н. На этих же фотографиях (рис. I, б и в) показаны результаты гидролиза ДНК проростков рестриктазами DraJI, Sau3AI и MboL Последние два фермента являются изошизомерами, узнающи ми GpApTpC-мотивы. МЬоІ в отличие от Sau3AI переваривает ДНК независимо от наличия металь ной группы у цитозина. При сравнении профилей электрофореграмм видно, что каждая из этих изо- шизомеров в одинаковой степени рестрицирует ДНК как в побегах, так и корнях, однако интен сивность гидролиза Mbol выше, чем Sau3AI. Это означает, что многие GpApTpC-палиндромные уча стки генома подсолнечника подвергаются метили рованию. Drall, которая не фрагментирует A/Gp- GpNpCpCpC/T-сайты, если второй внутренний ци тозин метилирован, гидролизует ДНК побегов и корней в равной мере. В то же время EcoRI и Hindlll, узнающие иные асимметричные последо вательности (GpApApTpTpC и ApApGpCpTpT) и не гидролизирующие ДНК, если остатки цитозина в них энзиматически модифицированы, по-разному рестрицируют ДНК корней и побегов. Электрофо- ретические подвижности в агарозном геле EcoRI- и #т^// /-продуктов гидролиза ДНК (рис. 1, г) кор ней меньше, чем ДНК побегов. В большей степени эти различия проявляются для рестриктазы EcoRL При обработке ДНК побегов и корней пророст ков подсолнечника рестриктазами Xhol, Sail, Smal, PvuII (данные не приведены) достоверных различий в подвижностях нативных и гидролизуе- мых ДНК не наблюдалось, видимо, в этом случае осуществляется метилирование преобладающего большинства сайтов узнавания этих ферментов. Таким образом, при выяснении природы мети лируемых палиндромных участков ДНК этиолиро ванных проростков подсолнечника установлено, что энзиматической модификации подвергаются остатки цитозина как в симметричных CpG- и CpNpG-последовательностях, так и в асимметрич ных мотивах ДНК. В частности, в последних мети лируются ApApGpCpTpT-сайты, а также GpAp- ТрС- и GpApApTpTpC-последовательности, в кото рых, возможно, эта модификация осуществляется в тех остатках цитозина, за которыми следует гуа нин. Наиболее важно, что в ходе роста и дифферен- цировки Я. annuus в специфичных сайтах генома происходит вариабельное метилирование цитозина. Так, преобладающее большинство CpCpGpG-no- следовательностей, которые в ДНК корней метили рованы, в ДНК побегов гипометилированы. То же можно сказать и о CpCpA/TpGpG- и GpApAp- ТрТрС-мотивах, хотя уровень гипометилирования в них меньше, чем в первом палиндромном участ ке. Причем в случае недометилирования многих остатков цитозина выявлена определенная регуляр ность расположения вдоль полинуклеотидной по следовательности ДНК. Обращает на себя внима ние также тот факт, что сайт-специфичное демети- лирование ДНК сопряжено с дифференциальной экспрессией генов подсолнечника. В цитоплазме клеток побегов и корней наблюдаются существен ные различия в количестве разнообразных транс лируемых мРНК, при этом транскрипция большей части генов двухдневных этиолированных пророст ков в корнях пятидневных этиолированных проро стков не инициируется [14]. Большему уровню транскрибируемых генов в побегах сопутствует ги пометилирование цитозина, главным образом, в ДНК сайтов узнавания рестриктаз Mspl, EcoRII и EcoRI по сравнению с таковыми в ДНК корней. Такое наблюдение, принимая во внимание данные об ингибировании транскрипции индивидуальных генов эукариот, ДНК которых метилирована [1, 4—6 ], можно рассматривать в пользу высказанного ранее предположения [15] о связи энзиматического 143 ТИЩЕНКО Е. Н., КОРЖ Л. П. Рис. 2. Электрофореграмма в 0,8 %-м агарозном геле Mspl (Msp)- и EcoRll (£//)-гидролизатов ДНК первичного (ПК) и морфогенного (МК) каллусов апикальных меристем побегов и корней подсолнечника: а — ПК и МК; б — вегетативных почек (ВП) и МК2, МКІ — МК на раннем этапе индукции, МК2 — МК при формировании вегетативных почек и корней. М — маркер молекулярных масс (ДНК фага А, рестрицированная Hindi 11); И — нативная ДНК метилирования и экспрессии группы генов подсол нечника. И хотя это предположение строится толь ко на корреляции гипометилирования остатков ци- тозина в многократно представленных палиндром- ных участках ДНК и активации десятков тысяч генов, можно допустить, что сайт-специфическое деметилирование является составной частью пока что неизвестного триггерного механизма координи рованной экспрессии генов в морфогенезе подсол нечника. Для выяснения вопроса о том, когда и как начинает осуществляться вариабельное метилиро вание ДНК, на модельной системе (культура кал луса) сравнивали характер метилирования СрСр- GpG- и CpCpA/TpGpG-последовательностей ДНК. На рис. 2, а, представлены электрофореграммы нативных и рестрицированных ДНК первичного и морфогенного каллусов апикальных меристем по бегов и корней подсолнечника, причем метилиро вание ДНК морфогенного каллуса рассматривали на начальной этапе его индукции и в период образования вегетативных почек и корней. Элект- рофоретические подвижности анализируемых ДНК достоверно не различаются. Поскольку в присутст вии ДНК подсолнечника ДНК бактериофага А рас щепляется этими рестриктазами, очевидно, что ДНК первичного и морфогенного каллусов не гид- ролизуется этими рестриктазами и, следовательно, внешние остатки цитозина CpCpGpG-последова- тельностей и внутренние остатки цитозина СрСр- A/TpGpG-сайтов метилированы Отметим, что нам не удалось индуцировать органогенез, изменив лишь один из компонентов культуральной среды, что позволило бы судить о их взаимосвязи с мети лированием. ДНК вегетативных почек эффективно гидроли- зуется как Mspl, так и EcoRll (рис. 2, б), вследст вие этого CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-сайты ин тенсивно гипометилированы. В то же время ДНК морфогенного каллуса (количество внесенной ДНК составляло ~15 мкг), собранная вокруг вегетатив ных почек, оставалась метилированной. Обобщая результаты, представленные на рис. 2, видно, что при индукции каллуса меристем как побега, так и корня наблюдается одинаково высокий уровень ме тилирования ДНК в сайтах узнавания рестриктаз Mspl и EcoRIL Такой же уровень метилирования сохраняется в морфогенных каллусах разного воз раста, однако уже в вегетативных почках происхо дит гипометилирование обсуждаемых сайтов ДНК 144 ГИПОМЕТИЛИРОВАНИЕ ДНК ПОБЕГОВ ПОДСОЛНЕЧНИКА и устанавливается модель метилирования, харак терная для ДНК развивающихся проростков in vivo. Таким образом, уже на ранних этапах органогенез в культуре каллуса сопровождается сайт-специфи ческими изменениями метилирования ДНК. Дан ные о повышенном уровне метилирования ДНК в индуцированном каллусе моркови [16] согласуются с нашими результатами о высоком уровне метили рования каллуса меристем подсолнечника. Если такой же уровень метилирования сайтов узнавания рестриктаз Mspl и EcoRII присущ и ДНК клеток меристем in vivo, можно предположить, что гипо- метилирование CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-после- довательностей осуществляется в начальных фазах прорастания семян подсолнечника (набухание или проклевывание). Следует отметить, что в культуре in vitro могут происходить изменения в метилиро вании ДНК растений [17]. Тем не менее, в литературе имеются противо речивые указания о влиянии сред культивирования на характер метилирования генома растений [18, 19]. Так, в листьях и каллусах Pennisetum риг- ригеит уровень метилирования ДНК не меняется, тогда как в ДНК пролиферирующих клеток куль тур моркови наблюдается положительная корреля ция между модификацией цитозина и концентра цией эндогенного ауксина. Для подсолнечника как при низкой концентрации фитогормонов в культу- ральной среде в процессе каллусообразования, так и при их отсутствии при индукции органогенеза выявлен высокий уровень метилирования, что мо жет указывать на отсутствие взаимосвязи метили рования с концентрацией экзогенных фитогормо нов и адекватность модели культуры ткани для исследования метилирования генома подсолнечни ка in vivo. Вариабельность метилирования первич ного и морфогенного каллусов апикальных мери стем побегов дает основание предположить возмож ное участие метилирования ДНК подсолнечника в клеточной дифференцировке. Следует подчерк нуть, что морфогенный каллус, так же как и первичный каллус меристем Я. annuus, имеет вы сокий уровень метилирования Mspl- и ECORII-MO- тивов ДНК. Видимо, деметилирование ДНК не является первичной реакцией на изменение фито- гормонального, углеводного и минерального соста вов среды культивирования при индукции морфо генеза. Наряду с этим, поскольку чувствительность используемых методов исследования не позволяет установить деметилирование ДНК в единичных клетках, можно сделать и противоположное допу щение о том, что индукция органогенеза in vitro происходит в инициальных клетках каллуса, ДНК которых подверглась гипометилированию. Таким образом, при прорастании в геноме подсолнечника выявлена сайт-специфичность ме тилирования цитозина в побегах и корнях. Транс крипция генов в побегах двухдневных этиолиро ванных проростков, в которых экспрессируется приблизительно в 4 раза больше разных генов, чем в корнях пятидневных этиолированных проростков, сопровождается гипометилированием CpCpGpG-, СрСрА/TpGpG- и GpApApTpTpC-последователь- ностей ДНК. Это свидетельствует о возможной связи метилирования с дифференциальной экспрес сией генов в ходе роста и дифференцировки под солнечника. Вариабельность метилирование CpCp GpG- и CpCpA/TpGpG-мотивов на ранних этапах органогенеза в культуре in vitro позволяет предпо ложить, что различия в уровне метилирования ДНК побегов и корней in vivo возникают на перво начальных стадиях прорастания семян. Е. N. Tishchenko, L. P. Korzh DNA hyporaethylation of sunflower seedlings Summary The DNA methylation in snoots and roots of etiolated seedlings of sunflower (Helianthus annum L.) has been investigated. Using the methyl-sensitive enzymes of restriction we showed that CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- and GpApApTpTpC- sites are subjected to dif ferential methylation. In particular, these DNA motifs are exten sively hypomethylated in shoots, where in contrast to roots, diverse genes are expressed almost 4 times more. The organogenesis in the sunflower callus culture of the shoot apical meristem is also accompanied by the reduction in the level of cytosine enzymatic modification in CpCpGpG- and CpCpAl TpGpG-sequences of DNA. A role of the DNA enzymatic methylation variability during growth and differentiation of sunflower is under discussion. О. M. Тищенко, Л. П. Корж Гіпометилування ДНК пагонів соняшнику Резюме Досліджували метилування ДНК у коренях і пагонах етіольо- ваних проростків соняшнику (Helianthus annuus L.). Викори стовуючи метил-чутливі ферменти рестрикції показано, що CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- і GpApApTpTpC-сайти ДНК під даються диференційному метилуванню. Зокрема, ці мотиви ДНК інтенсивно гіпометильовані в пагонах, де на відміну від коренів експресується приблизно в 4 рази більше різних генів. Органогенез у культурі калюсу апікальних меристем пагону соняшника також супроводжується зниженням рівня ензима тичної модифікації цитозину в CpCpGpG- і CpCpAlTpGpG- послідовностях ДНК Обговорюється роль варіабельності ен зиматичного метилування ДНК у ході росту і диферен ціювання соняшнику. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Finnegan R. J., Genger R. K, Peacock W. J., Dennis E. S. DNA methylation in plants / / Annu. Rev.—1998.—49.— P. 223—247. 2. Wang L, Heinlcin M., Kunze R. Methylation pattern of activator transpopase binding sites in maize endosperm / / Plant Cell.—1996.—8, N 4.—P. 747—758. 145 ТИШЕНКО Е. Н., КОРЖ Л. П. 3. Meyer P., Niedenhof /., ten Lohus М. Evidence for cytosine methylation of non-symmetrical sequences in transgenic Pet unia hybrida II EMBO J.—1994.—13, N 9 . - P . 2084-2088. 4. Singal R., Ferris R., Little J. A , Wang S. Z., Ginder G. D. Methylation of the minimal promoter of an embryonic globin gene silences transcription in primary erythroid cells / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1997.—94, N 25.—P. 724—729. 5. Bianchi M. W., Viotti A DNA methylation and tissue-specific transcription of the storage protein genes of maize / / Plant Мої. Biol.—1988.—11, N 2.—P. 203—214. 6. Riggs C. D., Chrispeels M. J. The expression of phyto- hemagglutinin genes in Phaseolus vulgaris is associated with organ-specific DNA methylation patterns / / Plant Мої. Biol.— 1990.—14, N 4.—P. 629—632. 7. Matzke M. A., Matzke A. J. M. How and why do plants inactivate homologous (trans) genes? / / Plant Physiol.— 1995.—107.—P. 679—683. 8. Walbot V., Warren C. DNA methylation in the alcohol dehydrogenase-1 gene of maize / / Plant Мої. Biol.—1990.— 15, N 1.—P. 121—125. 9. Brussian / . A , Karlin-Neumann G. A , Lu #., Tobin E. M. An arabidopsis mutant with a reduced level of cab 140 RNA is a result of cosuppression / / The Plant Cell.—1993.—5, N 6.—P. 667—677. 10. Kakutani Т., Jeddelon J. A , Flowers S. K, Munakata K, Richards E. J. Developmental abnormalitits and epimutations associated with DNA hypomethylation mutations / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1996.—93.—P. 12406—12411. 11. Li E., Bestor T. #., Jaenisch R. Targeted mutation of DNA methyl transferase gene results in embryonic lethality / / Cell.— 1992.—69.—P. 915—926. 12. Finnegan R. /., Peacock W. /., Dennis E. S. Reduced DNA methylation in Arabidopsis thailana results in abnormal plant development / / Proc. Nat. Acad. Sci. USA.—1996.—93.— P. 8449—8454. 13. Sheldon С. C , Burn J. K, Perez P. P., Metzger /., Edwards J. A , Peacock W. J., Dennis E. 5. The FLF MADS box gene: a repressor of flowering in Arabidopsis regulated by vernaliza tion and methylation / / Plant Cell.—1999.—11, N 3.— p. 445—458. 14. Тищенко E. Куниевич В. И., Билинская А. Т., Лобов В. Я. Ядерные РНК вегетативных органов Helianthus annuus II Физиология растений.—1996.—43, № 2.—С. 213—219. 15. Тишрнко Е. Я. Дифференциальное метилирование внеш него остатка цитозина ЦЦГГ-последовательностей ДНК проростков подсолнечника / / Доп. НАНУ.—1999.—10.— С. 165—167. 16. Palmgren О., Mattsson О., Okkels F. Т. Specific level of DNA methylation in various tissues, cell lines, and cell types of Daucus carrota II Plant Physiol.—1991.—95, N 1.—P. 174— 178. 17. Кунах В. А. Изменчивость растительного генома в процессе дедифференцировки и каллусообразования / / Физиология растений,—1999.—46, № 6.—С. 919—929. 18. Lo Schiavo F, Pitto JL> Giuliano G., Torti G., Nuti-Ronchi V., Marazziti D, Vergara R., Orselli 5., Terzi M. DNA methylation of embryogenic carrot cell cultures and its varia tions as caused by mutation, differentiation, hormones and hypomethylating drugs / / Theor. and Appl. Genet.—1989.— 77, N 3.—P. 5—31. 19. Morrish F. M., Vasil L К DNA methylation and embryogenic competence in leaves and callus of napiergrass (Pennisetum purpureum Schum.) / / Plant Physiol.—1989.—90, N 1.— P. 37—40. УДК 547.963.32 Надійшла до редакції 29.03.2000 146
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-154669
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	0233-7657
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:30:31Z
publishDate	2001
publisher	Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
record_format	dspace
spelling	Тищенко, Е.Н. Корж, Л.П. 2019-06-15T17:37:28Z 2019-06-15T17:37:28Z 2001 Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника / Е.Н. Тищенко, Л.П. Корж // Біополімери і клітина. — 2001. — Т. 17, № 2. — С. 140-146. — Бібліогр.: 19 назв. — рос. 0233-7657 DOI:http://dx.doi.org/10.7124/bc.0005A4 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154669 547.963.32 Показано дифференциальное метилирование CpCpGpG- и CpCpA/TpGpG-мотивов ДНК подсолнечника (Helianthus annuus L.) при прорастании и индукции органогенеза в каллусе меристем. Обсуждается роль вариабельности энзиматической модификации цитозина в ходе роста и дифференцировки подсолнечника. Досліджували метилування ДНК у коренях і пагонах етіольованих проростків соняшнику (Helianthus annuus L.). Використовуючи метил-чутливі ферменти рестрикції показано, що CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- і GpApApTpTpC-сайти ДНК під даються диференційному метилуванню. Зокрема, ці мотиви ДНК інтенсивно гіпометильовані в пагонах, де на відміну від коренів експресується приблизно в 4 рази більше різних генів. Органогенез у культурі калюсу апікальних меристем пагону соняшника також супроводжується зниженням рівня ензиматичної модифікації цитозину в CpCpGpG- і CpCpAlTpGpG- послідовностях ДНК Обговорюється роль варіабельності ензиматичного метилування ДНК у ході росту і диферен ціювання соняшнику. The DNA methylation in shoots and roots of etiolated seedlings of sunflower (Helianthus annuus L.) has been investigated. Using the methyl-sensitive enzymes of restriction we showed that CpCpGpG-, CpCpA/TpGpG- and GpApApTpTpC- sites are subjected to differential methylation. In particular, these DNA motifs are extensively hypomethylated in shoots, where in contrast to roots, diverse genes are expressed almost 4 times more. The organogenesis in the sunflower callus culture of the shoot apical meristem is also accompanied by the reduction in the level of cytosine enzymatic modification in CpCpGpG- and CpCpA/TpGpG-seguences of DNA. A rote of the DNA enzymatic methylation variability during growth and differentiation of sunflower is under discussion. ru Інститут молекулярної біології і генетики НАН України Біополімери і клітина Структура та функції біополімерів Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника Гіпометилування ДНК пагонів соняшнику DNA hypomethylation of sunflower seedlings Article published earlier
spellingShingle	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника Тищенко, Е.Н. Корж, Л.П. Структура та функції біополімерів
title	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника
title_alt	Гіпометилування ДНК пагонів соняшнику DNA hypomethylation of sunflower seedlings
title_full	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника
title_fullStr	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника
title_full_unstemmed	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника
title_short	Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника
title_sort	гипометилирование днк побегов подсолнечника
topic	Структура та функції біополімерів
topic_facet	Структура та функції біополімерів
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/154669
work_keys_str_mv	AT tiŝenkoen gipometilirovaniednkpobegovpodsolnečnika AT koržlp gipometilirovaniednkpobegovpodsolnečnika AT tiŝenkoen gípometiluvannâdnkpagonívsonâšniku AT koržlp gípometiluvannâdnkpagonívsonâšniku AT tiŝenkoen dnahypomethylationofsunflowerseedlings AT koržlp dnahypomethylationofsunflowerseedlings

Гипометилирование ДНК побегов подсолнечника

Institution

Ähnliche Einträge