Мультиспецифичные промоторные островки как участки генома с необычными структурными и функциональными свойствами
Панюков В.В., Киселев С.С., Шавкунов К.С., Масулис И.С., Озолинь О.Н.
Институт математических проблем биологии, Российская академия наук, Пущино, Московская область, 142290, Россия
Институт биофизики клетки, Российская академия наук, Пущино, Московская область, 142290, Россия
Пущинский государственный естественно-научный институт, Пущино, Московская область, 142290, Россия
ozoline@rambler.ru
Аннотация. В работе исследуются необычные участки генома кишечной палочки – мультиспецифичные промоторные островки имеющие высокую плотность потенциальных точек инициации транскрипции. Они предсказаны алгоритмом PlatPromU без учёта консервативных элементов, распознаваемых σ-субъединицами РНК-полимеразы, и поэтому должны взаимодействовать с полимеразой, в состав которой входят разные σ-факторы. Было установлено, что по структурным и функциональным свойствам эти островки очень похожи на промоторные островки, обнаруженные ранее алгоритмом PlatProm, который был адаптирован к поиску промоторов основного сигма-фактора кишечной палочки – σ70. Так, подобно промоторным островкам, большинство мультиспецифичных островков находится в регуляторной области генов, приобретённых E. coli в результате горизонтального переноса. Для двойной спирали островков характерны большая степень изогнутости и закрученности, чем для обычных промоторов. Оба типа островков лучше, чем обычные промоторы, формируют комплексы с РНК-полимеразой, но хуже их начинают синтез полноразмерных мРНК. В значительной степени эта супрессия объясняется повышенной способностью островков взаимодействовать с гистоноподобным ингибиторным белком H-NS. Однако синтез РНК с промоторного островка, ассоциированного с геном appY, возрастал при его переносе в плазмиду pET28b-eGFP и оказался зависимым не только от наличия мест связывания H-NS, но и от пространственной конфигурации соседних участков. Это значит, что конформационные изменения генома могут увеличить транскрипционную активность островков, предоставив продукты рядом лежащих генов для метаболизма бактериальной клетки.
Ключевые слова: промоторные островки, структура ДНК, инициация транскрипции, H-NS, горизонтальный перенос генов, бактериальная эволюция.