Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Sự không ổn định sinh học tế bào của các vùng tổ chức hạt nhân nhiễm sắc thể (NORs) trong các tế bào nguyên bào L929 được nhân bản của chuột
Tóm tắt
Gen DNA ribosome (rDNA) mã cho 18S, 5.8S và 28S rRNA tạo thành các cụm lặp lại theo kiểu song song, chiếm giữ các vị trí nhiễm sắc thể riêng biệt được gọi là vùng tổ chức hạt nhân (NORs). Số lượng và vị trí của NORs trên nhiễm sắc thể là các đặc điểm di truyền của loài mặc dù trong một tế bào, kích thước NOR có thể thay đổi đáng kể do mất hoặc nhân bản các bản sao rDNA. Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đã sử dụng nguyên bào L929 của chuột, là các tế bào aneuploid có sự khác biệt về số lượng FISH và Ag-NOR, để khảo sát xem tính biến đổi NOR của các bậc phụ có được di truyền trong các dòng tế bào hay không. Qua phân tích thống kê, chúng tôi đã chỉ ra rằng các nguyên bào được nhân bản có khả năng phục hồi các đặc điểm số lượng NOR của các tế bào phụ sau thời gian nuôi cấy dài hạn. Những kết quả này ủng hộ ý tưởng rằng các tế bào động vật có vú có thể có những cơ chế kiểm soát số lượng và hoạt động của NORs ở mức độ quần thể. Ở nguyên bào L929, chúng tôi cũng thường xuyên quan sát thấy sự đối xứng bên không đều của FISH-NORs, điều này chứng minh sự phân bố không đồng đều của các bản sao rDNA mẹ giữa các tế bào con trong quá trình phân chia nguyên phân.
Từ khóa
#rDNA #NORs #tế bào động vật có vú #nguyên bào L929 #di truyền học #phân chia tế bàoTài liệu tham khảo
Andreeva EV, Petrov IP, Semenova EG (1987) Changes in the karyotype and surface properties of L cells during the adaptation of a suspension culture to monolayer growth. Tsitologiia 29:684–688
Britton-Davidian J, Cazaux B, Catalan J (2012) Chromosomal dynamics of nucleolar organizer regions (NORs) in the house mouse: micro-evolutionary insights. Heredity 108:68–74. https://doi.org/10.1038/hdy.2011.105
Boisvert FM, van Koningsbruggen S, Navascués J, Lamond AI (2007) The multifunctional nucleolus. Nat Rev Mol Cell Biol 8:574–585
Davisson MT, Akeson EC (1993) Recombination suppression by heterozygous Robertsonian chromosomes in the mouse. Genetics 133(3):649–667
Gibbons JG, Branco AT, Godinho SA, Yu S, Lemos B (2015) Concerted copy number variation balances ribosomal DNA dosage in human and mouse genomes. Proc Natl Acad Sci 112:2485–2490. https://doi.org/10.1073/pnas.1416878112
Grummt I (2013) The nucleolus—guardian of cellular homeostasis and genome integrity. Chromosoma 122:487–497
Heliot L, Mongelard F, Klein C, O'Donohue MF, Chassery JM, Robert-Nicoud M, Usson Y (2000) Nonrandom distribution of metaphase AgNOR staining patterns on human acrocentric chromosomes. J Histochem Cytochem 48:13–20
Hernandez-Verdun D (2011) Assembly and disassembly of the nucleolus during the cell cycle. Nucleus 2:189–194. https://doi.org/10.4161/nucl.2.3.16246
Howell WM, Black DA (1980) Controlled silver-staining of nucleolus organizer regions with a protective colloidal developer: a 1-step method. Experientia 36:1014–1015
Kobayashi T (2008) A new role of the rDNA and nucleolus in the nucleus—rDNA instability maintains genome integrity. Bioessays 30:267–272
Kobayashi T, Sasaki M (2017) Ribosomal DNA stability is supported by many 'buffer genes'-introduction to the yeast rDNA Stability Database. FEMS Yeast Res 17. https://doi.org/10.1093/femsyr/fox001
König K, Linden WA, Canstein M, Baisch H, Canstein L (1975) DNA-synthesis in synchronized L-cells after irradiation during the G1-phase of the cell cycle. Radiat Environ Biophys 12:23–30
Kraemer PM, Petersen DF, Van Dilla MA (1972) DNA constancy in heteroploidy and the stem line theory of tumors. Science 174(4010):714–717
Kurihara Y, Suh DS, Suzuki H, Moriwaki K (1994) Chromosomal locations of Ag-NORs and clusters of ribosomal DNA in laboratory strains of mice. Mamm Genome 5:225–228
Lam YW, Trinkle-Mulcahy L (2015) New insights into nucleolar structure and function. F1000Prime Rep 7:48. https://doi.org/10.12703/P7-48
Leung AK, Gerlich D, Miller G, Lyon C, Lam YW, Lleres D, Daigle N, Zomerdijk J, Ellenberg J, Lamond AI (2004) Quantitative kinetic analysis of nucleolar breakdown and reassembly during mitosis in live human cells. J Cell Biol 166:787–800
McStay B (2016) Nucleolar organizer regions: genomic ‘dark matter’ requiring illumination. Genes Dev 30:1598–1610. https://doi.org/10.1101/gad.283838.116
Mullineux S-T, Lafontaine DLJ (2012) Mapping the cleavage sites on mammalian pre-rRNAs: where do we stand? Biochimie 94:1521–1532. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2012.02.001
Nielsén K, Marcus M, Gropp A (1979) Localization of NORs in chromosomes of mouse cell lines by a combined 33258-Hoechst and Ag-staining technique. Hereditas 90:31–37
Németh A, Längst G (2011) Genome organization in and around the nucleolus. Trends Genet 27:149–156. https://doi.org/10.1016/j.tig.2011.01.002
Nishibuchi G, Déjardin J (2017) The molecular basis of the organization of repetitive DNA-containing constitutive heterochromatin in mammals. Chromosom Res 25:77–87. https://doi.org/10.1007/s10577-016-9547-3
Ostromyshenskii DI, Chernyaeva EN, Kuznetsova IS, Podgornaya OI (2018) Mouse chromocenters DNA content: sequencing and in silico analysis. BMC Genomics 19:151. https://doi.org/10.1186/s12864-018-4534-z
Potapova T, Gorbsky GJ (2017) The consequences of chromosome segregation errors in mitosis and meiosis. Biology (Basel) 6(1):E12. https://doi.org/10.3390/biology6010012
Roussel P, André C, Comai L, Hernandez-Verdun D (1996) The rDNA transcription machinery is assembled during mitosis in active NORs and absent in inactive NORs. J Cell Biol 133:235–246
Seither P, Zatsepina O, Hoffmann M, Grummt I (1997) Constitutive and strong association of PAF53 with RNA polymerase I. Chromosoma 106:216–225
Sirri V, Roussel P, Hernandez-Verdun D (1999) The mitotically phosphorylated form of the transcription termination factor TTF-1 is associated with the repressed rDNA transcription machinery. J Cell Sci 112:3259–3268
Sirri V, Roussel P, Hernandez-Verdun D (2000) The AgNOR proteins: qualitative and quantitative changes during the cell cycle. Micron 31:121–126
Smirnov E, Kalmárová M, Koberna K, Zemanová Z, Malínský J, Masata M, Cvacková Z, Michalová K, Raska I (2006) NORs and their transcription competence during the cell cycle. Folia Biol (Praha) 52:59–70
Sobecki D, Mrouj K, Camasses A et al (2016) The cell proliferation antigen Ki-67 organises heterochromatin. Elife 5:e13722. https://doi.org/10.7554/eLife.13722
Sorokina EA, Novikova II, Grinchuk TM, Sal'nikov KV (1988) Karyotype analysis of clone L929 murine fibroblasts by using differential chromosome staining. Tsitologiia 30:197–204
Strobel RJ, Pathak S, Hsu TC (1981) NOR lateral asymmetry and its effect on satellite association in BrdU-labeled human lymphocyte cultures. Hum Genet 59:259–262
Suzuki H, Kurihara Y, Kanehisa T, Moriwaki K (1990) Variation in the distribution of silver-staining nucleolar organizer regions on the chromosomes of the wild mouse, Mus musculus. Mol Biol Evol 7:271–282
Tiku V, Antebi A (2018) Nucleolar function in lifespan regulation. Trends Cell Biol 28:662–672. https://doi.org/10.1016/j.tcb.2018.03.007
Tsekrekou M, Stratigi K, Chatzinikolaou G (2017) The nucleolus: in genome maintenance and repair. Int J Mol Sci 18:E1411. https://doi.org/10.3390/ijms18071411
Valdez BC, Henning D, So RB, Dixon J, Dixon MJ (2004) The Treacher Collins syndrome (TCOF1) gene product is involved in ribosomal DNA gene transcription by interacting with upstream binding factor. Proc Natl Acad Sci 101:10709–10714
Worrall JT, Tamura N, Mazzagatti A, Shaikh N, van Lingen T, Bakker B, Spierings DCJ, Vladimirou E, Foijer F, McClelland SE (2018) Non-random mis-segregation of human chromosomes. Cell Rep 23(11):3366–3380. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.05.047
Zatsepina OV, Zharskaya OO, Prusov AN (2008) Isolation of the constitutive heterochromatin from mouse liver nuclei. In: R. Hancock (Ed) The nucleus: nuclei and subnuclear components. Humana Press, NY. Chapter 12, p. 167–177
Zatsepina OV, Voit R, Grummt I, Spring H, Semenov MV, Trendelenburg MF (1993) The RNA polymerase I-specific transcription initiation factor UBF is associated with transcriptionally active and inactive ribosomal genes. Chromosoma 102:599–611