Mobile genetic elements and cancer. From mutations to gene therapy

In the present review, an association between cancer and the activity of the non-LTR retroelements L1, Alu, and SVA, as well as endogenous retroviruses, in the human genome, is analyzed. Data suggesting that transposons have been involved in embryogenesis and malignization processes, are presented. Events that lead to the activation of mobile elements in mammalian somatic cells, as well as the use of mobile elements in genetic screening and cancer gene therapy, are reviewed

On the persistence of p element in cultured lineages of Drosophila melanogaster

P transposon is known to have invaded the Drosophila melanogaster genome in the 1950s as a result of horizontal transmission from D. willistoni. Part of the evidence supporting the timing of its invasion comes from analyses of cultured drosophila lineages originating from wild flies cultivated long time in laboratory before analysis. Such analyses have shown that P element was absent from the genomes of cultured lineages established from wild flies caught from the wild before the 1950s. Although the hypothesis of P element transmission has obtained multiple lines of evidence and is beyond doubt today, we decided to test whether analysis of cultured lineages can provide some temporal information on the P element population dynamics. In the present work we demonstrate that P element present the in wild­caught flies may be lost in the cultured fly lineages after some generations. This result is in accordance with the results of at least one published work and suggests that analysis of the cultured fly lineages may sometimes be unreliable in establishing historical trends in P element population dynamics, as the transposon may be occasionally lost, perhaps in the highly inbred lineages in which not all founding females carry it.Известно, что Р транспозон попал в геном Drosophila melanogaster в 50-х годах прошлого столетия результате горизонтального переноса от D. willistoni. Частично время инвазии было рассчитано на основании анализа культивируемых линий дрозофилы, которые происходят от диких особей, культивируемых как изосамковые линии задолго до анализа. Такой анализ показал, что Р элемент отсутствовал в геномах культивируе-мых линий, которые основаны из особей, собранных в природе до 1950 г. Хотя гипотеза переноса Р элемента подтверждена различными доказательствами и ее достоверность не вызывает сомнений, мы решили проверить, дает ли анализ культивируемых линий информацию о временных факторах популяционной динамики Р элемента. В настоящей работе мы показываем, что Р элемент, присутствующий в диких особях, может быть утрачен в культивируемых линиях через некоторое количество поколений. Такие результаты согласуются с данными как минимум одной опубликованной работы и свидетельствуют о том, что анализ культивируемых линий дрозофилы не всегда надежен при воссоздании исторических трендов популяционной динамики Р элемента, поскольку этот транспозон может быть случайным образом утерян, очевидно, вследствие высокой инбредности линий, у которых геномы не всех самок-основателей содержали его.Відомо, що Р транспозон потрапив до геному Drosophila melanogaster у 50-х роках минулого століття в результаті горизонтального переносу від D. willistoni. Частково час інвазії був розрахований на основі аналізу культивованих ліній дрозофіли, що походять від диких особин, котрі культивувались у лабораторії як ізосамкові лінії задовго до аналізу. Такий аналіз показав, що Р елемент був відсутній у геномах культивованих ліній, заснованих з особин, що зібрані у природі до 1950 р. Хоча гіпотеза переносу Р елемента підтверджується різноманітними доказами та її достовірність не викликає сумніву, ми вирішили перевірити, чи дає аналіз культивованих ліній інформацію щодо часового фактора популяційної динаміки Р елемента. В даній роботі ми показуємо, що Р елемент, присутній у диких особин, може втрачатись в культивованих лініях через певну кількість поколінь. Такі результати узгоджуються з даними щонайменше однієї опублікованої роботи та свідчать про те, що аналіз культивованих ліній дрозофіли може інколи бути ненадійним для відтворення історичних трендів популяційної динаміки Р елемента, оскільки цей транспозон може випадковим чином втрачатись, очевидно, через високу інбредність ліній, в яких геноми не всіх самиць-засновників містили його

The downregulation of the miniature gene does not replicate miniature loss-of-function phenotypes in Drosophila melanogaster wing to the full extent

During maturation Drosophila wing epithelial cells undergo number of changes due to processes, which take place in the wing of the newly emerged fly, among which epithelial­to­mesenchymal transition (EMT) and apoptosis are pivotal. It is considered that neurohormone bursicon is responsible for their triggering. In turn, extracellular matrix protein Miniature is also essential for proper progress of apoptosis and, presumably, EMT. In accordance with our previously proposed hypothesis, Miniature and bursicon form stabilizing/accumulative complexes, which are able to diffuse freely within Drosophila wing, in such a way constitutively promoting enough concentrations of the maturation triggering signal. Here we tried to come to confirmation of our hypothesis from the other side, using UAS/GAL4 system and RNAi­silencing techniques.Клетки эпителия крыла дрозофилы во время матурации претерпевают ряд изменений как следствие происходящих в это время в крыле мухи процессов, ключевыми из которых являются эпителиально-мезенхимальный переход (ЭМП) и апоптоз. Считается, что нейрогормон бурсикон ответствен за их запуск. В свою очередь белок внеклеточного матрикса Miniature также необходим для успешного прохождения апоптоза и, вероятно, ЭМП. Согласно предложенной нами ранее гипотезе Miniature и бурсикон формируют стабилизирующие/накопительные комплексы, которые способны свободно диффундировать в плоскости крыла, постоянно поддерживая тем самым достаточную для запуска процессов матурации концентрацию сигнала.Під час матурації клітини епітелію крила дрозофіли зазнають ряд змін за рахунок процесів, які відбуваються в цей час в крилі мухи, ключовими з яких є епітеліально-мезенхімальний перехід (ЕМП) та апоптоз. Вважається, що нейрогормон бурсикон відповідальний за їхній запуск. В свою чергу білок позаклітинного матриксу Miniature також є необхідним для успішного проходження апоптозу і, ймовірно, ЕМП. Відповідно до запропонованої нами раніше гіпотези Miniature та бурсикон формують стабілізуючі/накопичувальні комплекси, які здатні вільно дифундувати в площі крила, постійно підтримуючи тим самим достатню для запуску процесів матурації концентрацію сигналу

Miniature as a hypothetical regulatory protein of the Bursicon/Rickets signaling cascade in the wing epithelia of Drosophila melanogaster

Soon after eclosion, epithelial cells of the Drosophila wing undergo a number of the processes due to a release of the neurohormone bursicon and its further binding to the GPCR Rickets, collectively referred to as wing maturation. Here we propose hypothetical models of the interaction between extracellular Miniature, and also Dusky, proteins and proteins responsible for triggering of the wing maturation processes in Drosophila melanogaster. Keywords: bursicon, Rickets, Miniature, Dusky, wing maturation.Відразу після вилуплення з пупарію в крилі дрозофіли відбувається низка процесів під загальною назвою матурація, які запускаються нейрогормоном бурсиконом та його рецептором Rickets. В огляді представлено гіпотетичні моделі взаємодії білків позаклітинного матриксу Miniature, а також Dusky, які є необхідними як на ранніх стадіях формування крила, так і після вилуплення мухи, з білками, відповідальними за запуск процесів матурації крила у D. melanogaster. Ключові словаs: бурсикон, Rickets, Miniature, Dusky, матурація крила.Сразу после вылупления из пупария в крыле дрозофилы происходит ряд процессов под общим названием матурация, запускаемых нейрогормоном бурсиконом и его рецептором Rickets. В обзоре представлены гипотетические модели взаимодействия белков внеклеточного матрикса Miniature, а также Dusky, необходимых как на ранних стадиях формирования крыла, так и после вылупления мухи, с белками, ответственными за запуск процесов матурации крыла у D. melanogaster. Ключевые слова: бурсикон, Rickets, Miniature, Dusky, матурация крыла

DNA methylation in Drosophila melanogaster may depend on lineage heterogeneity

DNA methylation has been discovered in Drosophila only recently. Current evidence indicates that de novo methylation patterns in drosophila are maintained in a different way compared to vertebrates and plants. As the genomic role and determinants of DNA methylation are poorly understood in invertebrates, its link with several factors has been suggested. In this study, we tested for the putative link between DNA methylation patterns in Drosophila melanogaster and radiation or the activity of P transposon. Neither of the links was apparent from the results, however, we obtained some hints on a possible link between DNA methylation pattern and genomic heterogeneity of fly lineages.Метилирование ДНК описано у дрозофилы сравнительно недавно. Современные данные свидетельствуют о том, что механизмы метилирования de novo у дрозофилы отличаются от таковых у позвоночных животных и растений. Поскольку на сегодня роль метилирования у беспозвоночных окончательно не выяснена, этот процесс связывают с несколькими факторами. В настоящем исследовании проверена потенциальная связь между метилированием ДНК у дрозофилы, радиоактивным загрязнением и активностью Р транспозона. Наличие такой связи не подтверждено полученными результатами. В то же время получены свидетельства возможной связи метилирования ДНК с гетерогенностью популяций.Метилування ДНК було описано у дрозофіли досить недавно. Сучасні дані свідчать про те, що механізми метилування de novo у дрозофіли відрізняються від таких у хребетних тварин та рослин. Оскільки зараз роль метилування у безхребетних остаточно не з’ясована, цей процес пов’язують з кількома факторами. В даному дослідженні перевірено потенційний зв’язок між метилуванням ДНК у дрозофіли, радіоактивним забрудненням та активністю Р транспозона. Наявність такого зв’язку не підтверджено одержаними результатами. Натомість отримано дані, що свідчать про можливий зв’язок метилування ДНК з гетерогенністю популяцій

Are Deschampsia anthartica Desv. and Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. migratory relicts?

It remains unclear why there are only two vascular plant species in Antarctica, Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) and Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (Caryophyllaceae). Despite progressing climate warming, there is also just one alien plant species found in the region, introduced by humans and spreading mainly in disturbed habitats. In the present article we try to interpret the data concerning the history of the biota and glaciations of the continent, proceeding from the assumption that both plants migrated to Antarctica during the OligocenePliocene, when it was less isolated and the climate was more favorable for their naturalization. Genetic evidence was also taken into consideration. Our data allow suggesting secondary dispersal in the region, due to transfer by birds with regard of climate changes. With this in mind, we believe that D. antarctica and C. quitensis are migratory relicts.Сегодня существует загадка распространения в Антарктике только двух видов сосудистых растений – Deshampsia antarctica и Colobanthus quintesensis. Даже в условиях прогрессирующего потепления в регионе зафиксировано распространение только одного адвентивного вида при прямом участии человека. Исходя из данных об истории биоты и оледенений в Антарктике, сделана попытка объяснить такую ситуацию проникновением обоих видов в Антарктику на временном отрезке олигоцен–плиоцен, в момент меньшей изоляции Антарктики и более благоприятной для натурализации климатической ситуации. Существенное внимание уделено генетическим исследованиям обоих видов. Современные данные дают возможность говорить о вторичном расселении видов в антарктическом регионе, что наблюдается и в последние десятилетия. Ему благоприятствуют наблюдаемые климатические изменения и птицы в качестве переносчиков. С учетом этого выдвинута гипотеза о том, что D. antarctica и C. quintesensis являются миграционными реликтами

Mantis religiosa (Dyctioptera, Mantidae) Infected by Wolbachia

For the first time, endosymbiotic bacteria of the genus Wolbachia were found to infect soothsayers, Mantis religiosa (Linnaeus, 1758). Mantises were collected at two locations in vicinity of Mykolaiv and Kaniv, Ukraine. Tested individuals were not infected by Cardinium and Spiroplasma.Впервые установлено наличие эндосимбиотических бактерий рода Wolbachia у богомолов Mantis religiosa (Linnaeus, 1758). Богомолы были пойманы в двух местонахождениях (окрестности Николаева и Канева, Украина). Особи не были инфицированы бактериями родов Cardinium и Spiroplasma

The influence of some environmental factors on cytological and biometric parameters and chlorophyll content of Deschampsia antarctica Desv. in the maritime Antarctic

Under the environmental conditions of the Point Thomas Oasis (King George Island, the South Shetland Islands), we studied the influence of month-long artificial treatment with fresh water, salt water, and guano solution on the biometric characteristics, chlorophyll content, as well as the nuclear area of leaf parenchymal cells and nuclear DNA content, in a maritime Antarctic aboriginal plant Deschampsia antarctica. The modeled factors induced an increase in the generative shoot height and the length of the largest leaf, but did not influence the number of flowers. Treatment with guano caused an increase in the chlorophyll a and b contents, while fresh water treatment only led to some increase in chlorophyll a. Fluctuations of physiologically significant traits, such as the nuclear area and DNA content in the leaf parenchyma cells of D. antarctica, have been traced under the influence of the studied factors. Understanding of the hierarchy of influence of these factors as well as and sensitivity of plants of this species to external agents require further investigation.В условиях оазиса Поинт Томаса (остров Короля Георга, Южные Шетлендские острова) было изучено влияние искусственной обработки в течение месяца пресной, морской водой и раствором гуано на биометрические показатели, содержание хлорофиллов, а также площадь ядра паренхимных клеток листка и содержание ядерной ДНК в них у растений аборигенного вида Прибрежной Антарктики – antarctica. Искусственное влияние факторов окружающей среды вызвало увеличение высоты генеративного побега и длины наибольшего листа, но не влияло на количество цветков. Обработка раствором гуано увеличивала содержание хлорофиллов a и b, а пресной водой – только содержание хлорофилла a. Выявлены признаки флуктуации физиологически значимых параметров: площади ядра и содержания ДНК клеток паренхимы листа D. antarctica, для выяснения иерархии которых, а также степени чувствительности к внешним факторам требуются более детальные исследования.В умовах оази Поінт Томаса (острів Короля Георга, Південні Шетлендські острови) було вивчено вплив штучної обробки протягом місяця прісною, морською водою та розчином гуано на біометричні показники, вміст хлорофілів, а також площу ядра паренхімних клітин листка та вміст ядерної ДНК в них, у рослин аборигенного виду Прибережної Антарктики – antarctica. Штучний вплив факторів довкілля викликав збільшення висоти генеративного пагону та довжини найбільшого листка, але не впливав на кількість квіток. Обробка розчином гуано збільшувала вміст хлорофілів a та b, а прісною водою – тільки вміст хлорофілу a. Виявлено ознаки флуктуації фізіологічно-значущих параметрів: площі ядра та вмісту ДНК клітин паренхіми листка D. antarctica, з’ясування ієрархії яких, а також ступеню чутливості до зовнішніх факторів потребує детальнішого дослідження

Antarctic bdelloid rotifers: diversity, endemism and evolution

Antarctica is an isolated continent whose conditions challenge the survival of living organisms. High levels of endemism are now known in many Antarctic organisms, including algae, tardigrades, nematodes and microarthropods. Bdelloid rotifers are a key, widespread and abundant group of Antarctic microscopic invertebrates. However, their diversity, regional distribution and endemism have received little attention until recently. We provide the first authoritative review on Antarctic Bdelloidea, based on published data and new collections. Our analysis reveals the extreme levels of bdelloid endemism in Antarctica. Sixty-six bdelloid morphospecies are now confirmed from the continent, and 83–91 putative species are identified using molecular approaches (depending on the delimitation method used). Twelve previously unknown species are described based on both morphology and molecular analyses. Molecular analyses indicate that only two putative species found in Antarctica proved to be truly cosmopolitan. The level of endemism based on the available data set (95%) is higher than that in any other continent, with many bdelloid species occurring only in maritime or continental Antarctica. These findings are consistent with the long-term presence of Bdelloidea in Antarctica, with their considerable isolation facilitating intraregional radiation, providing further evidence that does not support the microbial global ubiquity hypothesis that “everything is everywhere.

Miniature as a hypothetical regulatory protein of the Bursicon/Rickets signaling cascade in the wing epithelia of Drosophila melanogaster

Soon after eclosion, epithelial cells of the Drosophila wing undergo a number of the processes due to a release of the neurohormone bursicon and its further binding to the GPCR Rickets, collectively referred to as wing maturation. Here we propose hypothetical models of the interaction between extracellular Miniature, and also Dusky, proteins and proteins responsible for triggering of the wing maturation processes in Drosophila melanogaster. Keywords: bursicon, Rickets, Miniature, Dusky, wing maturation.Відразу після вилуплення з пупарію в крилі дрозофіли відбувається низка процесів під загальною назвою матурація, які запускаються нейрогормоном бурсиконом та його рецептором Rickets. В огляді представлено гіпотетичні моделі взаємодії білків позаклітинного матриксу Miniature, а також Dusky, які є необхідними як на ранніх стадіях формування крила, так і після вилуплення мухи, з білками, відповідальними за запуск процесів матурації крила у D. melanogaster. Ключові словаs: бурсикон, Rickets, Miniature, Dusky, матурація крила.Сразу после вылупления из пупария в крыле дрозофилы происходит ряд процессов под общим названием матурация, запускаемых нейрогормоном бурсиконом и его рецептором Rickets. В обзоре представлены гипотетические модели взаимодействия белков внеклеточного матрикса Miniature, а также Dusky, необходимых как на ранних стадиях формирования крыла, так и после вылупления мухи, с белками, ответственными за запуск процесов матурации крыла у D. melanogaster. Ключевые слова: бурсикон, Rickets, Miniature, Dusky, матурация крыла