Drosophila Kullanan Heterokromatin-Teşvik Edici İlaçların Tanımlanması nda Bir Tarama Yöntemi
Summary
Drosophila kanser tedavisi için potansiyel uygulamaları ile tarama ilaçları için uygun yaygın olarak kullanılan deneysel bir modeldir. Burada, Heterokromatin oluşumunu teşvik küçük moleküllü bileşiklertarama için bir yöntem olarak Drosophila alacalı göz rengi fenotiplerin kullanımını açıklar.
Abstract
Drosophila kanser tedavisi için yararlı olabilir bileşikleri taramak için kullanılabilir mükemmel bir model organizmadır. Burada açıklanan yöntem Drosophilakullanarak heterokromatin teşvik bileşikleri tanımlamak için bir maliyet-etkin in vivo yöntemidir. Drosophila’s DX1 suşu, heterokromatin oluşumunun derecelerini yansıtan bir alacalı göz rengi fenotip sahip, böylece bir heterokromatin teşvik ilaç ekranı için bir araç sağlayan. Bu tarama yönteminde, göz variegasyonu gözün yüzey alanına göre ölçülür ve 1 ile 5 arasında bir ölçekte puanlandırılır. Tarama yöntemi basit ve hassastır ve bileşiklerin in vivo test edilmesine olanak tanır. Bu yöntemi kullanarak ilaç tarama kanser terapötik yararlı etkileri olabilir heterokromatin teşvik ilaçların belirlenmesi için hızlı ve ucuz bir yol sağlar. Heterokromatin oluşumunu teşvik bileşiklerin belirlenmesi de kanser gelişiminin epigenetik mekanizmaların keşfine yol açabilir.
Introduction
Heterokromatin gen ekspresyonunda merkezi bir rol oynayan, hücre bölünmesi sırasında kromozom ayrımını düzenleyen ve genom instabilitesi1’ekarşı korumada yoğunlaşmış bir DNA şeklidir. Heterokromatin bir gen baskı düzenleyicisi olarak kabul edilmiştir ve hücre mitoz sırasında kromozom bütünlüğünü korumak için2,3. Bu soy taahhüdü 4 sırasında histon H3 lizin 9 (H3K9me) di- ve tri-metilasyon ile ilişkilidir4,5. Ayrıca Heterokromatin Protein 1 (HP1) kromoetkialanı proteinlerinin işe alınmasının da heterokromatin ve gen ekspresyonunun epigenetik baskısı ile ilişkili olduğu kabul edilir6. Bu proteinler heterokromatin oluşumunun temel bileşenleri ve belirteçleridir.
Genomik istikrarsızlık kanserogenezteşvik genetik değişiklikler elde etmek için hücreleri sağlar yana, heterokromatin kanser gelişiminde daha tanınan hale geliyor ve kanser tedavisi için hedeflenebilir7,8. Şu anda heterokromatin oluşumuna yardımcı olmak için iyi kurulmuş hiçbir ilaç bulunmamaktadır. Burada heterokromatin oluşumunu teşvik eden küçük moleküllü bileşiklerin taranması için basit ve hızlı ama etkili bir yöntem salıyoruz. Tarama küçük moleküllü ilaçların bir kütüphane ile Drosophila tedavi ederek yapılır. Bu yöntem, heterokromatin düzeylerinden etkilenen DX1Drosophila suşundaki alacalı göz rengi fenotipinden yararlanır. DX1 sinekleri, heterokromatinizasyona bağlı olarak alacalı ekspresyonu/depresyonuna sahip yedi P[lac-w] transgeniiçeren bir tandem dizisi içerir, bu nedenle göz rengindeki variegasyonun derecesi heterokromatin seviyesini yansıtır. Özellikle, artan heterokromatin alacalı göz rengi (beyaz göz) artan oranda tespit edilebilir. Aksine, azalan heterokromatin P[lac-w] transgen ekspresyonu (kırmızı göz)9,10,11,12artan oranı ile tespit edilecektir.
Bu nedenle, ekspresyonu mevcut heterokromatin miktarıyla doğrudan ilişkili olduğundan, alacalı göz rengi fenotipüreten bu Drosophila transgen sisteminden yararlanıyoruz. Heterokromatin oluşumunu teşvik ettiğinden şüphelenilen bileşiklerin bulunması üzerine, batı lekesi gibi diğer yöntemler le bu şüpheyi doğrulayabiliriz. Bu heterokromatin teşvik edici maddeler ileride hastalarda klinik çalışmalar için daha da geliştirilebilir.
Protocol
Representative Results
Discussion
Heterokromatin gen ekspresyonunu düzenleyen merkezi bir rol oynayan yoğun bir DNA şeklidir. Bu kanser giderek daha fazla tanınan hale geliyor ve kanser tedavisi için potansiyel bir hedef olarak hizmet verebilir15,16,17,18. Küçük moleküllü bileşikler, insan vücudunda üretim, koruma ve metabolizmadaki avantajlar nedeniyle ilaç geliştirmede yaygın olarak kullanılmaktadır. Heterok…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Biz J. Birchler, E. Bach ve Bloomington Drosophila Stok Merkezi çeşitli Drosophila suşları için teşekkür ederiz; Ulusal Kanser Enstitüsü (NCI) Onkoloji Seti küçük moleküllü ilaç kütüphanesi için Gelişimsel Terapötik Programı; Amy Chang, Taesik You, Jessica Singh-Banga, Rachel Meza ve Alex Chavez dahil UCSD lisans öğrencileri. Bu yayında bildirilen araştırma, American Thoracic Society’den J.L.’ye yapılan bir araştırma bursu ve NIH:R01GM131044’ten W.X.L’ye kadar fonla desteklenmiştir.
Materials
| Drosophila | DX1 strain | DX1 flies were kindly provided by James Birchler (University of Missouri) | |
| Drosophila food media | UCSD fly kitchen | ||
| Methotrexate | NCI drug library | ||
| Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma | D2650 | |
| Ethyl alcohol | Sigma | E7023-500ML |
References
- Morgan, M. A., Shilatifard, A. Chromatin signatures of cancer. Genes Development. 29 (3), 238-249 (2015).
- Saksouk, N., Simboeck, E., Dejardin, J. Constitutive heterochromatin formation and transcription in mammals. Epigenetics Chromatin. 8, 3 (2015).
- Allshire, R. C., Madhani, H. D. Ten principles of heterochromatin formation and function. Nature Reviews Molecular Cell Biology. 19 (4), 229-244 (2018).
- Jenuwein, T., Allis, C. D. Translating the histone code. Science. 293 (5532), 1074-1080 (2001).
- Grewal, S. I., Moazed, D. Heterochromatin and epigenetic control of gene expression. Science. 301 (5634), 798-802 (2003).
- Heard, E. Delving into the diversity of facultative heterochromatin: the epigenetics of the inactive X chromosome. Current Opinion in Genetics & Development. 15 (5), 482-489 (2005).
- Ci, X., et al. Heterochromatin Protein 1alpha Mediates Development and Aggressiveness of Neuroendocrine Prostate Cancer. Cancer Research. 78 (10), 2691-2704 (2018).
- Zhu, Q., et al. Heterochromatin-Encoded Satellite RNAs Induce Breast Cancer. Molecular Cell. 70 (5), 842-853 (2018).
- Dorer, D. R., Henikoff, S. Expansions of transgene repeats cause heterochromatin formation and gene silencing in Drosophila. Cell. 77 (7), 993-1002 (1994).
- Fanti, L., Dorer, D. R., Berloco, M., Henikoff, S., Pimpinelli, S. Heterochromatin protein 1 binds transgene arrays. Chromosoma. 107 (5), 286-292 (1998).
- Shi, S., et al. JAK signaling globally counteracts heterochromatic gene silencing. Nature Genetics. 38 (9), 1071-1076 (2006).
- Shi, S., et al. Drosophila STAT is required for directly maintaining HP1 localization and heterochromatin stability. Nature Cell Biology. 10 (4), 489-496 (2008).
- Ronsseray, S., Boivin, A., Anxolabehere, D. P-Element repression in Drosophila melanogaster by variegating clusters of P-lacZ-white transgenes. Genetics. 159 (4), 1631-1642 (2001).
- Loyola, A. C., et al. Identification of methotrexate as a heterochromatin-promoting drug. Scientific Reports. 9 (1), 11673 (2019).
- Dialynas, G. K., Vitalini, M. W., Wallrath, L. L. Linking Heterochromatin Protein 1 (HP1) to cancer progression. Mutation Research. 647 (1-2), 13-20 (2008).
- Janssen, A., Colmenares, S. U., Karpen, G. H. Heterochromatin: Guardian of the Genome. Annual Review of Cell and Developmental Biology. 34, 265-288 (2018).
- Zhu, Q., et al. BRCA1 tumour suppression occurs via heterochromatin-mediated silencing. Nature. 477 (7363), 179-184 (2011).
- Hu, X., et al. Unphosphorylated STAT5A stabilizes heterochromatin and suppresses tumor growth. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 110 (25), 10213-10218 (2013).
