Выявление взаимосвязи между регуляторными сигналами в

22
23
Живая
наука
%
Выявление взаимосвязи между регуляторными
сигналами в промоторах генов
и их дифференциальной экспрессией
а
Доля генов
90
80
Доля генов (сайт FoxA+, активация+)
70
Доля генов (сайт SF+, активация+)
60
Доля генов (сайт SREBP+, активация+)
Доля генов (сайт FoxA+, нет изменения экспрессии)
50
Доля генов (сайт SREBP+, нет изменения экспрессии)
Доля генов (сайт SF1+, нет изменения экспрессии)
40
Н.И. Ершов*, В.Г. Левицкий*,
30
Д.Ю. Ощепков*, Л.О. Брызгалов*,
8]
]
5;
48
.
26
]
08
.6
1;
3
21
23
[1.
6]
62
3
2.
19
4;
2.
0;
18
[1.
[1.
[1.
5]
26
04
2.
2;
16
[1.
14
9;
1.8
93
]
]
]
89
[1.
13
6;
1.7
1.7
18
]
12
3;
[1.
]
53
.6
114
;1
1.5
4;
10
[1.
[1.
]
82
24
1.5
6;
[1.
09
[1.
08
6;
1.4
82
47
]
]
]
1.4
8;
07
[1.
[1.
07
1;
1.4
12
]
]
06
[1.
4;
1.3
80
49
29
1.3
05
7;
[1.
2;
05
[1.
[1.
[1.
04
8;
1.3
1.3
02
]
]
]
81
1.2
56
2;
1.2
8;
04
[1.
03
[1.
ЖИВАЯ НАУКА • МАРТ 2011
Интервал изменения экспрессии в эксперименте
прессии. Затем эти списки были разбиты на 100 классов с
равным числом последовательностей в каждом. 20 % генов из
центральной части списка были объединены в группу с «отсутствием изменения экспрессии». Из оставшихся 40 % генов
из верхней части списка (активируемых) либо 40 % генов из
нижней части (репрессируемых) изымалось 20 возможных
вариантов интервалов размером 20 % и шагом смещения 1 %,
каждый из которых в итоге формировал соответствующую
группу с «наличием изменения экспрессии». Выделенные
группы были использованы для построения таблиц сопряженности размером 2 × 2 отдельно для каждого из двух
аминоазокрасителей против каждого из трех типов сайтов.
Для оценки значимости обогащения ССТФ использовался
критерий χ2 с учетом коррекций Бонферони и Йетса. На
рис. 1 представлены результаты анализа связи между активацией генов под действием 3’-МеДАБ и наличием потенциальных ССТФ. Доля генов, содержащих потенциальные
СС FoxA, среди генов, активирующихся под действием 3’МеДАБ, достигает значения 33,3 % в интервале увеличения
экспрессии от 1,123 до 1,718. В то же время, доля генов с наличием потенциальных FoxA сайтов среди генов, не реагирующих на введение 3’-МеДАБ, составляет 26,7 %. Вместе с этим,
доли генов с наличием потенциальных SF-1 и SREBP сайтов
(рис. 1) между группами генов, реагирующих и не реагирующих на введение аминоазокрасителя, практически не
отличаются. Это позволяет говорить об отсутствии связи
между наличием сайтов SF-1 или SREBP в регуляторной области генов и изменением их экспрессии под воздействием
аминоазокрасителя. Анализ действия аминоазокрасителя
OAT выявил сходный результат с действием 3’-МеДАБ.
Можно заключить, что группы генов, реагирующих на
3’-МеДАБ и ОАТ, демонстрируют заметное обогащение
потенциальными генами-мишенями FoxA, в то время как
для контрольных ССТФ SF-1 и SREBP подобного эффекта
не наблюдается.
Значимость теста χ2 для таблицы 2 × 2
1.E+00
б
1.E-02
1.E-04
1.E-06
SF1
1.E-08
SREBP
FoxA
1.E-10
Значимость 0,05 (с учетом поправки Бонферони для 20 тестов)
1.
04 281
]
8;
1.3
[1.
02
05
]
2;
[1. 1.32
05
9]
7;
[1. 1.34
06
9]
4;
1
[1. .38
0]
07
1;
1
.
4
[1.
12
07
]
8;
1.4
[1.
47
08
]
6;
1.4
[1.
8
09
2]
6;
1.5
[1.
10 24]
4;
1.5
82
[1.
114
]
;1
.6
[1.
53
12
]
3;
[1. 1.71
8]
13
6;
1.7
[1.
14 89]
9;
1.8
[1.
93
16
]
2;
2.
04
[1.
5]
18
0;
2.
26
[1.
6]
19
4;
2.
62
[1.
3]
21
1;
3.
[1.
6
08
23
5;
]
48
.2
68
]
[1.
2;
04
[1.
03
8
;1
.2
56
]
1.E-12
[1.
Ранее была обнаружена связь между гепатоканцерогенностью аминоазокрасителей и их способностью подавлять ДНК-связывающую активность транскрипционных
факторов FoxA в печени крыс и мышей. Целью данной
работы было изучение связи между наличием потенциальных сайтов связывания транскрипционных факторов
(ССТФ) FoxA в промоторном районе гена и изменением
экспрессии гена в результате воздействия двух типов
аминоазокрасителей: гепатоканцерогенного для крыс 3’МеДАБ и неканцерогенного для них ОАТ. В качестве
контроля были выбраны СС SF-1 и SREBP. ТФ SF-1 отсутствует в печени, массовое изменение уровня экспрессии
генов, содержащих его СС, в ответ на любое внешнее
воздействие представляется маловероятным. Другой ТФ –
SREBP участвует в регуляции экспрессии большого числа
генов липидного метаболизма и биосинтеза холестерина и
активен в клетках печени, однако пока нет данных, указывающих на возможность его участия в ответе на введение
аминоазокрасителей.
Для 5934 генов крысы, имеющих подтвержденные в базе
RefSeq транскрипты и уникальную хромосомную локализацию, было определено изменение экспрессии под действием
3’-МеДАБ и ОАТ. Распознавание потенциальных ССТФ
проводилось с помощью метода SITECON. Для построения
метода распознавания FoxA была сформирована выборка
на основе данных базы SAMPLES (http://srs6.bionet.nsc.ru/),
всего использовано 22 последовательности длиной 35 п.н.,
имеющих не более 2 несовпадений с консенсусом FoxA
VAWTRTTKRTY. На основе экспериментально исследованных потенциальных ССТФ FoxA нами был выбран порог 0,88
для метода распознавания.
Для выявления связи между наличием потенциальных
ССТФ в промоторах генов и изменения их экспрессии при
воздействии аминоазокрасителя были составлены полные
списки генов, ранжированные по уровню изменения экс-
]
20
Е.В. Антонцева*, Т.И. Меркулова*
Интервал изменения экспрессии в эксперименте
Рис. 1. Проверка гипотез о связи наличия потенциальных ССТФ FoxA, SREBP и
SF-1 в регуляторных районах генов с их активацией при введении 3’-МеДАБ.
а – значения доли генов с сайтами в промоторных областях в зависимости от
значения интервала изменения экспрессии гена при воздействии 3’-МеДАБ.
б – значимость теста χ2 для проверки соответствующей гипотезы в
зависимости от значения интервала изменения экспрессии генов.
И Н С Т И Т У Т
Ц И Т О Л О Г И И
И
Г Е Н Е Т И К И
С О
Р А Н