Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

THE WATER-SOLUBLE DERIVATIVE OF FULLERENE C70 REGULATES THE TRANSCRIPTION OF SATELLITE III IN CULTUREDHUMAN SKIN FIBROBLASTS

Savinova E.A. 1 Kameneva L.V. 1 Ershova E.S. 1 Umryukhin P.E. 1, 2 Rodionov I.V. 1, 2 Artyushin A.A. 1 Kraevaya O.A. 3 Troshin P.A. 3, 4 Veyko N.N. 1 Kostyuk S.V. 1
1 Research Centre for Medical Genetics
2 I.M. Sechenov First Moscow State Medical University
3 Institute of Problems of Chemical Physics of RAS
4 Silesian University of Technology
Satellite DNA is a characteristic component of the genome of eukaryotic cells, consisting of tandem-organized repeats of nucleotide sequences. Satellite DNA does not encode proteins and is localized in the constitutive heterochromatin of chromosomes. Satellite DNA is characteristic of telomeric and centromeric regions of chromosomes. Transcription of satellite III and an increase in the number of copies of satellite III in the genome significantly increase with replicative and stress-induced aging of human cells, along with an increase in the level of oxidative stress in the cells of the body. At the same time, cells with a high content of satellite III do not respond to proliferative and other stimuli, which significantly reduces the viability of the entire population of aging cells. As a result of the experiments conducted in this study, it was shown that the water-soluble derivative of fullerene C70 reduces the transcription level of satellite III (1q12), as well as the number of cells with a high content of satellite III in aging cultured skin fibroblasts (human skin fibroblasts, HSF) with a high level of reactive oxygen species (ROS). Thus, the considered water-soluble derivative of fullerene C70 can be recommended for use as a potential agent capable of reducing the rate of proliferative aging of cell populations characterized by a high level of oxidative stress.
satellite III
satellite III transcription
fullerenes
aging

Полиморфные сателлитные тандемные повторы генома человека входят в состав гетерохроматина прицентромерных и центромерных областей хромосом. Фракция сателлитных повторов, которая была обозначена как сателлит III (SatIII), локализована преимущественно в прицентромерном гетерохроматине нескольких хромосом. В ряде работ была описана транскрипция SatIII в клетках человека [1, 2]. Транскрипция сателлита является компонентом адаптивного ответа клетки на стресс. Однако транскрипция SatIII и последующая трансформация РНКSatIII в ДНКSatIII, благодаря активности обратной транскриптазы, может приводить к увеличению размера гетерохроматинового блока SatIII [3]. Клетки с очень большим размером блока прицентромерного гетерохроматина не имеют возможности для развития адаптивного ответа и не делятся. Количество таких клеток возрастает при старении и в условиях хронического окислительного стресса [4]. Можно предположить, что снижение уровня активных форм кислорода (АФК) приведет к снижению активности транскрипции SatIII в стареющих клетках. Показано, что фуллерены С60 и С70 связывают в больших количествах АФК. В работе мы исследовали влияние водорастворимой формы фуллерена С70 на транскрипцию субфракции сателлита III в составе прицентромерного гетерохроматина первой и девятой хромосом.

Материалы и методы исследования

Водорастворимое производное фуллерена С70 (F) (рисунок, А) было синтезировано и охарактеризовано в Институте проблем химической физики РАН [5]. Четыре клеточные линии фибробластов кожи взрослых людей были отобраны из коллекции МГНЦ. Клетки (15–20 пассаж) культивировали в стандартных условиях в присутствии 10 % эмбриональной телячьей сыворотки (PAA Laboratories, Австрия) в СО2 инкубаторе при 37 °С. Фуллерен в нетоксичной концентрации 10 мкМ добавляли к клеткам на 24 ч.

МТТ–тест. Тест проводили по стандартной методике, используя реагент МТТ (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) фирмы Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA) и прибор «EnSpire plate reader» (EnSpire Equipment, Turku, Finland).

РТ-ПЦР. РНК клеток выделяли с использованием набора «RNeasy Mini Kit» (Qiagen, ФРГ). РНК обработали ДНКзой 1 и провели обратную транскрипцию, применив «Reverse Transcriptase Kit» (Силекс, РФ). Амплификацию проводили с использованием набора «SYBRgreen PCR MasterMix» и прибора «StepOne Plus» (Applied Biosystems). Были использованы праймеры фирмы Силекс, РФ. В качестве стандарта применили ген TBP. Структура праймеров приводится в работе [4].

NQH (количественная нерадиоактивная гибридизация). Метод подробно описан в предыдущей работе и использовался без изменений [4]. В качестве ДНК-зонда на SatIII использовали плазмиду bio-pUC1.77, которую метили биотином методом ник-трансляции с помощью набора фирмы Силекс, РФ. ДНК из клеток для проведения гибридизации выделяли стандартным методом с использованием экстракции органическими растворителями [4]. Клетки лизировали в присутствии 1 % саркозилата натрия и 0,02 М ЭДТА, лизат обрабатывали последовательно РНКзой А и протеиназой К. После экстракции фенолом и фенол-хлороформом, ДНК водной фазы осаждали 70 % этанолом в присутствии 0,1 М ацетата натрия. Концентрацию ДНК определяли в комплексе с ДНК-связывающимся флуоресцентным красителем PicoGreen (Molecular Probes/Invitrogen, CA, USA).

Определение АФК

Использовали планшетный ридер (EnSpire Equipment, Finland),