Transcription factor CTCF and mammalian genome organization

The CTCF transcription factor is thought to be one of the main participants in various gene regulatory networks including transcription activation and repression, formation of independently functioning chromatin domains, regulation of imprinting etc. Sequencing of human and other genomes opened up a possibility to ascertain the genomic distribution of CTCF binding sites and to identify CTCF-dependent cis-regulatory elements, including insulators. In the review, we summarized recent data on CTCF functioning within a framework of the chromatin loop domain hypothesis of large-scale regulation of the genome activity. Its fundamental properties allow CTCF to serve as a transcription factor, an insulator protein and a dispersed genome-wide demarcation tool able to recruit various factors that emerge in response to diverse external and internal signals, and thus to exert its signal-specific function(s).Фактор транскрипції CTCF вважають одним з основних учасни- ків різних мереж регуляції генів, з-поміж яких активація і репресія транскрипції, утворення незалежно функціонуючих доменів хроматину, регуляція імпринтингу тощо. Секвенування геномів людини та інших организмів дозволяє виявляти геномний розподіл сайтів зв’язування CTCF та ідентифікувати CTCF-залежні регуляторні елементи, до яких належать інсулятори. В огляді підсумовано нові дані з функціонування CTCF у рамках гіпотези участі петельних доменів хроматину у великомасштабній регуляції активності геному. Фундаментальні властивості CTCF дозволяють йому діяти як регулятор транскрипції, інсуляторний білок, а також як розподілений по геному прикордонний елемент,здатний залучати різні фактори, які з’являються у відповідь на різноманітні зовнішні та внутрішні чинники і таким чином виконувати свої сигнал-специфічні функції.Фактор транскрипции CTCF считается одним из основных участников различных сетей регуляции генов, включая активацию и репрессию транскрипции, образование независимо функционирующих доменов хроматина, регуляцию импринтинга и т. д. Секвенирование геномов человека и других организмов позволяет выявить геномное рапределение сайтов связывания CTCF и идентифицировать CTCF-зависимые регуляторные элементы, включая инсуляторы. В обзоре суммированы новые данные по функционированию CTCF в рамках гипотезы участия петельных доменов хроматина в крупномасштабной регуляции активности генома. Фундаментальные свойства CTCF позволяют ему действовать как регулятор транскрипции, инсуляторный белок, а также как распределенный по геному пограничный элемент, способный привлекать различные факторы, появляющиеся в ответ на разнообразные внешние и внутренние воздействия и таким образом осуществлять свои сигнал-специфичные функции

Gene targeting in melanoma therapy: exploiting of surface markers and specific promoters

One of the problems of gene therapy of melanoma is effective expression of therapeutic gene in tumor cells and their metastases but not in normal cells. In this review, we will consider a two-step approach to a highly specific gene therapy. At the first step, therapeutic genes are delivered specifically to tumor cells using cell surface markers of melanoma cells as targets. At the second step, a specific expression of the therapeutic genes in tumor cells is ensured. Surface markers of melanoma cells were analyzed as potential targets for therapeutic treatment. Criteria for choosing the most promising targets are proposed. The use of specific melanoma promoters allows to further increase the specificity of treatment via transcriptional control of therapeutic gene expression in melanoma cells.Одной из проблем генной терапии злокачественной меланомы является целенаправленная экспрессия терапевтического гена в опухолевых клетках и их метастазах при минимизации ее в нормальных клетках. В обзоре рассмотрен двухэтапный подход к высокоспецифичной терапии. На первом этапе осуществляется адресная доставка терапевтических генов в опухолевые клетки с использованием в качестве мишени поверхностных маркеров меланомных клеток, на втором – обеспечивается специфичность экспрессии генов в опухолевых клетках. Проведен анализ поверхностных маркеров меланомных клеток с точки зрения применения их как мишеней для терапевтического воздействия. Предложены критерии выбора наиболее перспективных мишеней. Использование промоторов, активных только в меланомных клетках, позволяет еще больше увеличить специфичность воздействия за счет контроля транскрипции терапевтических генов в таких клетках.Однією з проблем генної терапії злоякісної меланоми є цілеспрямована експресія терапевтичного гена в пухлинних клітинах і їхніх метастазах за мінімізації її у нормальних клітинах. В огляді розглянуто двоетапний підхід до високоспецифічної терапії. На першому етапі здійснюється адресна доставка терапевтичних генів у пухлинні клітини з використанням як мішені поверхневих маркерів меланомних клітин, на другому – забезпечується специфічність експресії генів у пухлинних клітинах. Проведено аналіз поверхневих маркерів меланомних клітин з точки зору застосування їх як мішеней для терапевтичної дії. Запропоновано критерії вибору найперспективніших мішеней. Використання промоторів, активних лише в меланомних клітинах, дозволяє збільшити специфічність дії за рахунок контролю транскрипції терапевтичних генів у таких клітинах

Vertebrate Protein CTCF and its Multiple Roles in a Large-Scale Regulation of Genome Activity

The CTCF transcription factor is an 11 zinc fingers multifunctional protein that uses different zinc finger combinations to recognize and bind different sites within DNA. CTCF is thought to participate in various gene regulatory networks including transcription activation and repression, formation of independently functioning chromatin domains and regulation of imprinting. Sequencing of human and other genomes opened up a possibility to ascertain the genomic distribution of CTCF binding sites and to identify CTCF-dependent cis-regulatory elements, including insulators. In the review, we summarized recent data on genomic distribution of CTCF binding sites in the human and other genomes within a framework of the loop domain hypothesis of large-scale regulation of the genome activity. We also tried to formulate possible lines of studies on a variety of CTCF functions which probably depend on its ability to specifically bind DNA, interact with other proteins and form di- and multimers. These three fundamental properties allow CTCF to serve as a transcription factor, an insulator and a constitutive dispersed genome-wide demarcation tool able to recruit various factors that emerge in response to diverse external and internal signals, and thus to exert its signal-specific function(s)

Cancer–stroma interactions as a target for cancer treatment.

During tumor evolution, cancer cells use the tumor-stroma crosstalk to reorganize the microenvironment for maximum robustness of tumor. The success of immune checkpoint therapy generates a new cancer therapy paradigm: an effective cancer treatment should not aim to influence the individual components of super complex intracellular interactomes (molecular targeting), but rather to disrupt the intercellular interactions between cancer and stromal cells, thus breaking the tumor as a whole. In this minireview we consider cancer associated fibroblasts (CAF) and their interactions with cancer cells as a promising direction for cancer therapy.В ході еволюції пухлини ракові клітини використовують взаємодії пухлина-строма для реорганізації мікрооточення для досягнення максимальної стійкості пухлини. Успіх терапії з використанням імунних контрольних точок запропонував нову парадигму лікування раку: для перемоги раку, слід відмовитися від спроб його лікування, націлюючись лише на ракові, або тільки на стромальні клітини, або на компоненти складних внутрішньоклітинних взаємодій. Замість цього потрібно докладати зусиль для руйнування пухлини в цілому, розірвавши взаємодії між її частинами, зокрема, шляхом впливу на прямі контакти між власне раковими і стромальних клітинами пухлини. У цьому міні-огляді ми розглянемо можливість використання пухлина-асоційованих фібробластів (ОАФ) і їхню взаємодію з раковими клітинами як перспективний напрям терапії раку.В ходе эволюции опухоли раковые клетки используют взаимодействия опухоль-строма для реорганизации микроокружения с целью достижения максимальной устойчивости опухоли. Успех терапии с использованием иммунных контрольных точек породил новую парадигму лечения рака: для того, чтобы победить рак, следует отказаться от попыток его лечения, нацеливаясь только на раковые, или только на стромальные клетки, или на компоненты сложных внутриклеточных взаимодействий. Вместо этого нужно предпринимать усилия для разрушения опухоли в целом, разорвав взаимодействия между ее частями, в частности, путем воздействия на прямые контакты между собственно раковыми и стромальными клетками опухоли. В этом мини-обзоре мы рассмотрим возможность использования опухоль-ассоциированных фибробластов (ОАФ) и их взаимодействий с раковыми клетками в качестве перспективного направления терапии рака

Variations in genome fragments coding for RNA polymerase in human and simian hepatitis A viruses

AbstractThe genome of hepatitis A virus (HAV) isolated from spontaneously infected African vervet monkey (Cercopithecus aethiops) has been cloned and partially sequenced. Comparison of genome fragments (1248 and 162 bp) from the 3D (RNA polymerase) region with the corresponding parts of human HAV genomes revealed a high degree of heterogeneity: there were altogether 257 nucleotide changes leading to 44 substitutions in predicted amino acid sequence, i.e. 89% amino acid identity. This divergence is considered to be significantly greater than genomic variations usually found among human HAV strains, where amino acid identity in the 3D region is over 98%

Chromosomal localization of the gene coding for α-subunit of Na+,K+-ATPase in the American mink (Mustela vison)

AbstractThe gene coding for the α-subunit of Na+,K+-ATPase has been localized on chromosome 2 of the American mink (Mustela vison) using the somatic cell hybrids mink-Chinese hamster and pig cDNA clones as hybridization probes

Insertion of short hepatitis virus A amino acid sequences into poliovirus antigenic determinants results in viable progeny

AbstractIn an infectious poliovirus cDNA construct, the determinant encoding antigenic epitope N-Agl (in a loop located between two β-strands in polypeptide VP1) was altered by site-directed mutagenesis, to be partially similar with the determinants for presumptive epitopes in polypeptides VP1 or VP3 of hepatitis A virus (HAV). The modified constructs proved to be infectious. However, another construct, in which the same locus encoded a ‘nonsense’ and a relatively hydrophobic amino acid sequence, exhibited no infectivity. These data showed the feasibility of the insertion of foreign sequences in a specific antigenically active locus of the poliovirus icosahedron, and suggest some limitations with respect to the sequences to be ‘transplanted’