РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТРИМЕТИЛИРОВАННОГО ГИСТОНА Н4 (H4K20ME3) В НЕЙРОНАХ КОРЫ МОЗЖЕЧКА КРЫСЫ

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2018-03-10

И.М. Плешакова(1, 2), Д.А. Суфиева(1), Д.Э. Коржевский(1), доктор медицинских наук, профессор РАН 1-ФГБНУ «Институт экспериментальной медицины», Российская Федерация, 197376, Санкт-Петербург, ул. Академика Павлова, д. 12; 2-Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Российская Федерация, 194021, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. 29 E-mail: Laylay.96@mail.ru

Введение. Изменения структурной организации клеточного ядра нередко предшествуют дегенерации нервной клетки. Одним из маркеров ранних стадий нейродегенеративных процессов может выступать гистон Н4, триметилированный по лизину 20 (H4K20me3). Цель исследования – изучение распределения H4K20me3, который маркирует репрессированные гены в составе гетерохроматина, в клетках коры мозжечка интактных крыс. Методы. Иммуноцитохимическим методом с использованием поликлональных кроличьих антител к H4K20me3 и микроскопии в проходящем свете и конфокальной лазерной микроскопии были исследованы срезы мозжечка половозрелых крыс-самцов Вистар (n=8). Результаты. Обнаружено, что ядра клеток Пуркинье имеют множество скоплений H4K20me3, распределенных неравномерно по всему объему ядра. Отдельные скопления локализуются в околоядрышковой зоне большими кластерами. Для ядер клеток-зерен характерно обилие крупных гетерохроматиновых глобул (0,6–0,7 мкм), иммунопозитивных к H4K20me3. В цитоплазме нейронов данный белок отсутствовал. Заключение. В связи с присутствием немногочисленных четко идентифицируемых гетерохроматиновых структур в различных ядерных компартментах клеток Пуркинье можно ожидать, что выявление перераспределения H4K20me3 в данных нейронах как метод диагностики окажется полезным при определении ранних стадий дегенерации этих клеток.
Ключевые слова: 
H4K20me3, мозжечок, иммуногистохимия, конфокальная лазерная микроскопия

Список литературы: 
  1. E.C., Gaudet R., Nossova N., Blondeau F., Prenosil G., Vermeulen E.G.M., Duchen M.R., Richter A., Shoubridge E.A., Gethering K., McKinney R.A., Brais B., Chapple J.P., McPherson P.S. Mitochondrial dysfunction and Purkinje cell loss in autosomal recessive spastic ataxia of Charlevoix-Saguenay (ARSACS). Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109 (5): 1661–6.
  2. Levin J., Kurz A., Arzberger T., Giese A., Hoglinger G. U. The Differential Diagnosis and Treatment of Atypical Parkinsonism. Dtsch Arztebl Int. 2016; 113: 61–9.
  3. Vozeh F. Cerebellum–from J.E. Purkyne up to Contemporary Research. Cerebellum. 2017; 16 (3): 691–4.
  4. Gilerovich E.G., Fedorova E.A., Grigor`ev I.P., Korzhevskii D.E. Morphological Basics for Reorganization of the Rat Cerebellar Cortex during Senescence. J. of Evolutionary Biochemistry and Physiology. 2015; 51 (5): 421–7.
  5. Baltanas F.C., Casafont I., Lafarga V., Weruaga E., Alonso J.R., Berciano M.T., Lafarga M. Purkinje Cell Degeneration in pcd Mice Reveals Large Scale Chromatin Reorganization and Gene Silencing Linked to Defective DNA Repair. J. Biol. Chem. 2011; 286 (32): 28287–302.
  6. Baltanas F.C., Valero J., Alonso J.R., Berciano M.T., Lafarga M. Nuclear Signs of Pre-neurodegeneration. Methods Mol. Biol. 2015; 1254: 43–54.
  7. Svensson J.P., Shukla M., Menedez-Benito V., Norman-Axelsson U., Audergon P., Sinha I., Tanny J.C., Allshire R.C., Ewkwall K. A nucleosome turnover map reveals that the stability of histone H4 Lys20 methylation depends on histone recycling in transcribed chromatin. Genome Res. 2015; 25: 872–83.
  8. Korzhevskii D.E., Sukhorukova E.G., Kirik O.V., Grigirev I.P. Immunohistochemical demonstration of specific antigens in the human brain fixed in zinc-ethanol-formaldehude. Eur J Histochem. 2015; 59 (3): 233–7.
  9. Луппа Х. Основы гистохимии. Мир, 1980; 312–4. [Luppa H. Basis of Histochemistry. Mir, 1980; 312–4 (in Russian)]
  10. Giacometti S., Scherini E., Bernocchi G. Seasonal changes in the nucleoli of Purkinje cells of the hedgehog cerebellum. Brain Res. 1989; 488: 365–8.
  11. Garcia-Segura L.M., Lafarga M., Berciano M.T., Hernandez P., Andres M.A. Distribution of nuclear pores and chromatin organization in neurons and glial cells of the rat cerebellar cortex. J. Comp Neurol. 1989; 290: 440–50.
  12. Гаврилов А.А., Разин С.В. Компартментализация клеточного ядра и пространственная организация генома. Молекулярная медицина. 2015; 49 (1): 26–45. [Gavrilov A.A., Rasin S.V. Compartmentalization of the cell nucleus and spatial organization of the genome. Molmed. 2015; 49 (1): 26–45 (in Russian)]
  13. Разин С.В., Гаврилов А.А., Кос П., Ульянов С.В. Самоорганизация хроматиновой фибриллы в топологически-ассоциированные домены. Биоорганическая химия. 2017; 43 (2): 115–23. [Razin S.V., Gavrilov A.A., Kos P., Ulianov S.V. Self-Organization of Chromatin Fiber into Topologically-Associating Domains. Russian J. of Bioorganic Chemistry. 2017; 43 (2): 115–23 (in Russian)]
  14. Баттулин Н.Р., Фишман В.С., Орлов Ю.Л., Мензоров А.Г., Афонников Д.А., Серов О.Л. 3-С методы в исследованиях пространственной организации генома. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2012; 16 (4/2): 872–8. [Battulin N.R., Fishman V.S., Orlov Yu.L., Menzorov A.G., Afonnikov D.A., Serov O.L. 3C-based methods for 3D genome organization analysis. Vavilovskii zhurnal genetiki I selektsii. 2012; 16 (4/2): 872–8 (in Russian)]
  15. Зенит-Журавлева Е.Г., Полковниченко Е.М., Лушникова А.А., Трещалина Е.М., Букаева И.А., Райхлин Н.Т. Нуклеофозмин и нуклеолин: кодирующие гены и экспрессия в различных тканях животных и человека. Молекулярная медицина. 2012; 4: 24–31. [Zenit-Zhuravleva E.G., Polkovnichenko E.M., Lushnikova A.A., Treschalina E.M., Bukaeva I.A., Rayhlin N.T. Nucleophosmin and nucleolin: coding genes and expression in various tissues of animals and humans. Mol. med. 2012; 4: 24–31 (in Russian)]