Регуляция экспрессии гена THIC Arabidopsis thaliana с помощью тиаминпирофосфатного рибосвича тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат биологических наук Маланин, Сергей Юрьевич

• Маланин, Сергей Юрьевич
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Маланин, Сергей Юрьевич

Список сокращений

Введение 4 Обзор литературы

1. Рибосвичи - риборегуляторы генной экспрессии

2. Открытие и методы изучения рибосвичей

3. Классы рибосвичей

4. Механизмы контроля экспрессии генов рибосвичами

5. Практическое применение рибосвичей 36 Заключение по обзору литературы 40 Экспериментальная часть

Материалы и методы исследования 42 Результаты и обсуждение

1. Регуляция экспрессии гена THIC происходит с помощью

ТПФ рибосвича

2. Нонсенс-опосредованное разрушение мРНК (NMD) участвует в деградации ТН1С-Ш изоформы

3. Поиск новых классов рибосвичей в геноме растений арабидопсиса с помощью ДНК-тайлинг чипов

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Регуляция экспрессии гена THIC Arabidopsis thaliana с помощью тиаминпирофосфатного рибосвича»

Регуляция экспрессии генов является неотъемлемой частью существования любого живого организма. При постоянно изменяющихся условиях внешней среды клетка должна своевременно реагировать специфичными изменениями метаболизма для быстрого и адекватного приспособления. Одним из механизмов подобного контроля является регуляция экспрессии генов, происходящая на всех этапах транскрипции, процессинга и трансляции мРНК. В ходе эволюции возникли разнообразные формы регуляции, где главными "рабочими молекулами" являются белки. В* то же время, обнаружены и такие способы контроля» работы генов, которые не требуют участия белков, отражающие, возможно, наиболее древние методы регуляции. Среди них можно выделить особый класс рибонуклеиновых регуляторов, названных рибосвичами' (riboswitch).

Первоначально обнаруженные в бактериях, рибосвичи представляют собой небольшие участки молекул. мРНК, находящиеся, как правило,, в 5' некодирующей области и способные с высокой селективностью связывать определенные метаболиты и посредством такого связывания? влиять на транскрипцию или-трансляцию этих мРНК путём образования регуляторных вторичных структур (Winkler, Breaker, 2005). Рибосвич состоит из двух функционально различных доменов: отвечающая за связывание аптамеровая часть является наиболее консервативной областью и, связывая определенный метаболит, вызывает конформационные изменения, во втором домене -экспрессионной платформе, что приводит к образованию терминаторов/антитерминаторов транскрипции или к блокированию последовательности Шайн-Дальгарно. Таким образом, происходит регуляция транскрипции или трансляции мРНК, содержащих рибосвичи, в зависимости от концентрации лиганда.

В настоящее время у прокариот обнаружено около 10 классов рибосвичей, способных связывать различные молекулы: ион металла (катион магния), нулеотидные основания (аденин, гуанин), аминокислоты (глицин, лизин), витамины (тиаминпирофосфат, витамин Bi2), коферменты (S-аденозилметионин) и другие метаболиты. Рибосвичи обнаружены в генах, кодирующих белки биосинтеза или транспорта веществ, которые являются лигандами этих риборегулятров. Каждый класс рибосвичей характеризуется высокой нуклеотидной гомологией аптамеровой части, что позволило обнаружить широкое распространение этого способа регуляции у прокариотических организмов'.

Наличие полностью секвенированных геномов-, некоторых эукариот сделало возможным обнаружение одного класса рибосвичей в генах грибов и растений: тиаминпирофосфатный рибосвич (ТПФ рибосвич) — единственный риборегулятор, найденный* до- настоящего времени в эукариотической клетке (Sudarsana et al., 2003). Следует отметить, что1 этот тип рибосвичей является наиболее распространенным среди бактерий и первоначально был обнаружен в опероне THICOGE бактерии Rhizobium- etli, кодирующем белки биосинтеза тиаминпирофосфата (ТПФ, витамин Bj). В царстве растений ТПФ рибосвич найден в геноме арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), риса (Oryza sativa) и мятлика (Роа secunda).

В модельном растении арабидопсиса этот рибосвич находится в 3' некодирующей части гена THIC (At2g29630), который кодирует фермент, катализирующий синтез пиримидиновой части витамина В\. Этот ген имеет две изоформы, образующиеся в результате* альтернативного сплайсинга, происходящего также в 3' нетранслируемой части гена. Механизм действия ТПФ рибосвича в регуляции экспрессии гена THIC оставался неизвестным, но его расположение в пре-мРНК и наличие двух изоформ позволяло предположить, что он действует через регулирование альтернативного сплайсинга и/или стабильности образуемых сплайсинг вариантов.

Цели и задачи исследования.

Целью настоящей работы являлось определение роли тиаминпирофосфатного рибосвича в регуляции экспрессии гена THIC Arabidopsis thaliana, а также установление возможности использования ДНК-тайлинг чипов для поиска новых классов рибосвичей и идентификации генов, регуляция которых может осуществляться с их помощью.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие экспериментальные задачи:

1. Определить изменение экспрессии гена THIC при повышении эндогенной концентрации тиаминпирофосфата.

2. Выяснить функциональную значимость тиаминпирофосфатного рибосвича в регуляции экспрессии гена THIC.

3. Установить механизм контроля экспрессии гена THIC, при регулируемом альтернативном сплайсинге.

4. Определить возможность идентификации тиаминпирофосфатного рибосвича с помощью ДНК-тайлинг чипов.

5. Осуществить поиск новых классов рибосвичей у Arabidopsis thaliana с использованием S-аденозилметионина как.лиганда.

Научная новизна работы.

В данной работе исследована регуляция гена THIC арабидопсиса {Arabidopsis thaliana) с помощью ТПФ рибосвича, единственного известного до настоящего времени у эукариот. Впервые установлена связь между ТПФ рибосвичем и нонсенс-опосредованным разрушением мРНК (nonsense mediated decay, NMD) в регуляции экспрессии исследуемого гена. Показано, что NM0D участвует в деградации нестабильной изоформы, образующейся в результате альтернативного сплайсинга.

Впервые показана возможность использования ДНК-тайлинг чипов в идентификации ТПФ рибосвича в геноме арабидопсиса. Кроме того, в работе 6 были определены гены-кандидаты, регуляция которых может осуществляться с помощью S-аденозилметионинового рибосвича.

Научно-практическая значимость работы.

Изученный механизм регуляции экспрессии гена THIC открывает возможность использования рибосвичей в конструировании искусственных систем у эукариот с контролируемой работой генов, которые найдут применение в научных исследованиях и биотехнологии.

Показана возможность использования технологии ДНК-тайлинг чипов для изучения регуляции альтернативного сплайсинга у растений.

Апробация работы.

Основные результаты работы были представлены, на VI Международной научной конференции «Регуляция роста, развития и продуктивности растений» (Минск, 2009), 13-ой международной пущинской школы-конференции молодых ученых «Биология - наука XXI века» (Пущино, 2009), 5-ой Московской международной конференции «Biotechnology: State of the Art and Prospects of Development» (Moscow, 2009), Всероссийской конференции «Инновационные и молекулярно-генетические исследования живых систем» (Уфа, 2009), конференции.«Современные проблемы генетики» (Казань, 2011).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 в журналах, рекомендованных ВАК: «Физиология растений» и «Ученые записки Казанского;государственного университета».

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, методической

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Маланин, Сергей Юрьевич

ВЫВОДЫ

1. Процессинг пре-мРНК гена ТН1С сопровождается альтернативным сплайсингом с образованием различных количеств изоформ ТН1С-11 и ТШС-Ш.

2. Обработка растений тиамином, приводящая к увеличению эндогенной концентрации тиаминпирофосфата, вызывает уменьшение экспрессии гена ТН1С.

3. Повышение эндогенной концентрации тиаминпирофосфата сопровождается уменьшением количества изоформы ТН1С-11, тогда как содержание изоформы ТН1С-Ш существенно не изменяется.

4. Тиаминпирофосфатный рибосвич принимает непосредственное участие в регуляции экспрессии гена ТН1С при увеличении концентрации своего лиганда.

5. Установлено, что изоформа ТН1С-Ш является нестабильным транскриптом и быстро деградирует с помощью нонсенс-опосредованного разрушения мРНК.

6. Показана возможность обнаружения тиаминпирофосфатного рибосвича с помощью ДНК-тайлинг чипов.

7. Идентифицированы гены-кандидаты, у которых регуляция альтернативного сплайсинга может осуществляться посредством функционирования 8-аденозилметионинового рибосвича.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Маланин, Сергей Юрьевич, 2011 год

1. Еремина и др. Мутационный анализ лидерной области гена RIBB ESCHERICHIA COLI / Еремина С.Ю., Золотухина М.А., Эрраис Лопес Л., Миронов А.С. // Биотехнология. — 2008. — № 2. — С. 16-30.

2. Лобанов и др. Мутации, приводящие к изменению специфичности сенсорной РНК, кодируемой геном PBJJE BACILLUS SUBTILIS / Лобанов К. В., Королькова Н.В., Еремина С.Ю., Эррайс Лопес Л., Прошкин С.А., Миронов

3. A.С. // Генетика. 2007. - Т. 43, № 6. - С. 712-716.

4. Лобанов и др. Мутационный анализ лидерной области пуринового оперона BACILLUS SUBTILIS / Лобанов К.В., Королькова Н.В., Еремина С.Ю., Эрраис Лопес Л., Миронов А.С. // Генетика. 2011. - Т. 47, № 7. - С. 890-899.

5. Arciga-Reyes et al. UPF1 is required for nonsense-mediated mRNA decay (NMD) and RNAi in Arabidopsis / Arciga-Reyes L., Wootton L., Kieffer M., Davies

6. B. // Plant J. 2006. - V. 47. - P. 480-489.

7. Auger et al. The metIC operon involved in methionine biosynthesis in Bacillus subtilis is controlled by transcription antitermination / Auger S., Yuen W.H., Danchin A., Martin-Verstraete I. // Microbiology. 2002. - V. 148. - P. 507-518.

8. Babitzke. Regulation of transcription attenuation and translation initiation by allosteric control of an RNA-binding protein: the Bacillus subtilis TRAP protein / Babitzke P. // Curr. Opin. Microbiol. 2004. - V. 7. - P. 132-139.

9. Barkan. Nuclear mutants of maize with defects in chloroplast polysome assembly have altered chloroplast RNA metabolism / Barkan A. // Plant Cell. 1993. -V. 5.-P. 389-402.

10. Barkan. Approaches to investigating nuclear genes that function in chloroplast biogenesis in land plants / Barkan A. // Methods in Enzymology. — 1998. —V. 297. — P. 38-56.

11. Batey et al. Structure of a natural guanine-responsive riboswitch complexed with the metabolite hypoxanthine / Batey R.T., Gilbert S.D., Montange R.K. // Nature.-2004.-V. 432. -P. 411-415.

12. Bocobza et al. Riboswitch-dependent gene regulation and its evolution in the plant kingdom / Bocobza A., Adato A., Mandel T., Shapira M., Nudler E., Aharoni A. // Genes & Dev. 2007. - V. 21. - P. 2874-2879.

13. Breaker. Engineered allosteric ribozymes as biosensor components / Breaker R.R. // Curr. Opin. Biotechnol. 2002. - V. 13. - P. 31-39.

14. Butler et al. Structural basis of cooperative ligand binding by the glycine riboswitch / Butler E.B., Xiong Y., Wang J., Strobel S.A. // Chem. Biol. 2011. - V. 18.-P. 293-298.

15. Chang. The nonsense/mediated decay RNA surveillance pathway / Chang Y.F., Saadi Imam J., Wilkinson F. // Annu. Rev. Biochem. 2007. - V. 76. - P. 51-74.

16. Cheah et al. Control of alternative RNA splicing and gene expression by eukaryotic riboswitches / Cheah M.T., Wachter A., Sudarsan N., Breaker R.R. // Nature. 2007. - V. 447. - P. 497-501.

17. Chowdhury et al. Temperature-controlled structural alterations of an RNA thermometer / Chowdhury S., Ragaz C., Kreuger E., Narberhaus F. // J. Biol. Chem. 2003. -V. 278. - P. 47915-47921.

18. Clark et al. Genomewide analysis of mRNA processing in yeast using splicing-specific microarrayds I I Clark T.A., Sugnet C.W., Ares M.Jr. // Science. 2002. — V. 296.-P. 907-910.

19. Clough et al. Floral dip: a simplified method for Agrobacterium-mediated transformation of Arabidopsis thaliana I Clough S.J., Bent A.F. // Plant J. 1998. — V. 16.-P. 735-743.

20. Cochrane et al. Structural investigation of the GlmS ribozyme bound to its catalytic cofactor / Cochrane J.C., Lipchock S.V., Strobel S.A. // Chem. Biol. 2007. -V. 14.-P. 97-105.

21. Colby et al. Mix-and-match riboswitches / Colby D., Batey R.T. // ACS Chem. Biol. 2006. - V. 1. - P. 751 -754.

22. Couttet et al. Messenger RNA deadenylation precedes decapping in mammalian cells / Couttet P., Fromont-Racine M., Steel D., Pictet R., Grange T. // PNAS. 1997. - V. 94. - P. 5628-5633.

23. Croft et al. Thiamine biosynthesis in algae is regulated by riboswitches / Croft M.T., Moulin M., Webb M.E., Smith A.G. // PNAS. 2007. - V. 104. - P. 2077020775.

24. Cromie et al. An RNA sensor for intracellular Mg2+ / Cromie M.J., Shi Y., Latifi T., Groisman E.A. // Cell. 2006. -V. 125. - P. 71-84.

25. Curtis et al. A Gateway TM cloning vector set for high-throughput functional analysis of genes in plants / Curtis M., Grossniklaus U. // Plant Physiology. 2003. -V. 133.-P. 462-469.

26. Desai et al. Genetic screens and selections for small molecules based on a synthetic riboswitch that activates protein translation / Desai S.K., Gallivan J.P. // J. Am. Chem. Soc. 2004. - V. 126. - P. 13247-13254.

27. Doyle et al. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue / Doyle J. J., Doyle J. L. // Phytochemical Bulletin. 1987. - V. 19. - P. 11-15.

28. Draper et al. Ions and RNA folding / Draper D.E., Grilley D., Soto A.M. // Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. -2005. -V. 34. P. 221-243.

29. Ellington et al. In vitro selection of RNA molecules that bind specific ligands / Ellington A.D., Szostak J.W. // Nature. 1990. - V. 346. - P. 818-822.

30. Epshtein et al. The riboswitch-mediated control of sulphur metabolism in bacteria / Epshtein V., Mironov A.S., Nudler E. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. -2003.-V. 100.-P. 5052-5056.

31. Franklund et al. Multiple transcribed elements control expression of the Escherichia coli btuB gene / Franklund C.V., Kadner R.J. // J. Bacteriol. 1997. - V. 179.-P. 4039-4042.

32. Fuchs et al. S-adenosylmethionine directly inhibits binding of 30S ribosomal subunits to the SMk box translation riboswitch RNA / Fuchs R.T., Grundy F.J., Henkin T.M. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2007. - V. 104. - P. 4876-4880.

33. Gelfand et al. A conserved RNA structure element involved in the regulation of bacterial riboflavin synthesis genes / Gelfand M.S., Mironov A.A., Jomantas J., Kozlov Y.I., Perumov D.A. // Trends Genet. 1999. - V. 15. - P. 439^142.

34. Gilbert et al. Thermodynamic and kinetic characterization of ligand binding to the purine riboswitch aptamer domain / Gilbert S.D., Stoddard C.D., Wise S.J., Batey R.T. // J. Mol.Biol. 2006. - V. 359. - P. 754-768.

35. Gonzalez et al. Cobalamin-independent methionine synthase from Escherichia coli: a zinc metalloenzyme / Gonzalez J.C., Peariso K., Penner-Hahn J.E., Matthews R.G. // Biochemistry. 1996. -V. 35. - P. 12228-12234.

36. Grate et al. Inducible regulation of the S. cerevisiae cell cycle mediated by an RNA aptamer-ligand complex / Grate D., Wilson C. // Bioorg. Med. Chem. 2001. -V. 9.-P. 2565-2570.

37. Grilley et al. Mg -RNA interaction free energies and their relationship to the folding of RNA tertiary structures / Grilley D., Soto A.M., Draper D.E. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2006. - V. 103. - P. 14003-14008.

38. Groisman. The pleiotropic two-component regulatory system PhoP-PhoQ / GroismanE.A.//J. Bacteriol.-2001. V. 183.-P. 1835-1842.

39. Grundy et al. The S box regulon: a new global transcription termination control system for methionine and cysteine biosynthesis genes in gram-positive bacteria / Grundy F.J., Henkin T.M. // Mol. Microbiol. 1998. - V. 30. - P. 737-749.

40. Grundy et al. The T box and S box transcription termination control systems / Grundy F.J., Henkin T.M. // Front Biosci. 2003. - V. 8. - P. d20-d31.

41. Grundy et al. The L box regulaon: lysine sensing by leader RNAs of bacterial lysine biosynthesis genes / Grundy F.J., Lehman S.C., Henkin T.M. // PNAS. 2003. -V. 100.-P. 12057-12062.

42. Gusarov et al. The mechanism of intrinsic transcription termination / Gusarov I., Nudler E. // Mol. Cell. 1999. - V. 3. - P. 495-504.

43. Hartz et al. Extension inhibition analysis of translation initiation complexes / Hartz D., McPheeters D.S., Traut R., Gold L. // Methods Enzymol. 1988. - V. 164. -P. 419-425.

44. He et al. Upflp, Nmd2p, and-Upßp regulate the decapping and exonucleolytic degradation of both nonsense-containing mRNAs and wild-type mRNAs / He F., Jacobson A. // Mol. Cell Biol. 2001. - V. 21. - P. 1515-1530.

45. Henkin et al. Regulation by transcription attenuation in bacteria: how RNA provides instructions for transcription termination/antitermination decisions / Hartz D., McPheeters D.S., Traut R., Gold L. // Bioessays. 2002. - V. 24. - P. 700-707.

46. Hesselberth et al. Simultaneous detection of diverse analytes with an aptazyme ligase arrays / Hesselberth J.R., Robertson P., Knudsen S.M., Ellington A:D. // Anal. Biochem. -2003. V. 312.-P. 106-112.

47. Jacob et al. Genetic regulatory mechanisms in the synthesis of proteins / Jacob F., Monod J. // J. Mol. Biol. 1961. - V. 3. - P. 318-356.

48. Jakson et al. Influence of ionic strength, pH and chelation of divalent metals on isolation of polyribosomes from tobacco leaves / Jakson A.O., Larkins B.A. // Plant Physiol. 1976. - V. 57. - P. 5-10.

49. Jouanneau et al. Growth and synthesis of proteins in cell suspensions of a kinetin dependent tobacco / Jouanneau J.P., Peaud-Lenoel C. // Physiologia Plantarum. 1967. - V. 20. - P.834-850.

50. Kertesz et al. Both introns and long 3'-UTRs operate as cis-acting elements to trigger nonsense-mediated decay in plants / Kertesz S., Kerenyi Z., Merai Z., Bartos I., Palfy T., Barta E., Silhavy D. // Nucleic Acids Res. 2006. - V. 34. - P. 6147 -6157.

51. Kim et al. Guanine riboswitch variants from Mesoplasma florum selectively recognize 2'-deoxyguanosine / Kim J.N., Roth A., Breaker R.R. // Proc. Natl. Acad. Sei. U.S.A.-2007.-V. 104.-P. 16092-16097.

52. Klein et al. Structural basis of glmS ribozyme activation by glucosamine-6-phosphate / Klein D.J., Ferre-D'Amare A.R. // Science. 2006. - V. 313. - P. 17521756.

53. Knudsen et al. Ribozyme-mediated signal augmentation on a mass-sensitive biosensor / Knudsen S.M, Lee J., Ellington A.D., Savran C.A. // J. Am. Chem. Soc. — 2006.-V. 128.-P. 15936-15937.

54. Kochhar et al. Lysine-induced premature transcription termination in the lysC operon of Bacillus subtilis / Kochhar S., Paulus H. // Microbiology. 1996. - V. 142. -P. 1635-1639.

55. Kolberg et al. Structure, function, and mechanism of ribonucleotide reductases / Kolberg M., Strand K.R., Graff P., Andersson K.K. // Biochim. Biophys. Acta. -2004.-V. 1699.-P. 1-34.

56. Kornblihtt. Promoter usage and alternative splicing / Kornblihtt A.R. // Curr. Opin. Cell Biol. 2005. - V. 17. - P. 262-268.

57. Mandai et al. Riboswitches control fundamental biochemical pathways in Bacillus subtilis and other bacteria / Mandai M., Boese B., Barrick J.E., Winkler W.C. Breaker R.R. // Cell. 2003. - V. 113. - P.577-586.

58. Mandal et al. Adenine riboswitches and gene activation by disruption of a transcription terminator / Mandal M., Breaker R.R. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2004. -V. 11.-P. 29-35.

59. Mandal et al. A glycine-dependent riboswitch that uses cooperative binding to control gene expression / Mandal M., Lee M., Barrick J.E., Weinberg Z., Emilsson G.M., Ruzzo W.L., Breaker R.R. // Science. 2004. - V. 306. - P. 275-279.

60. Maquat. Nonsense-mediated mRNA decay: splicing, translation and mRNP dynamics / Maquat L.E. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2004. - V. 5. - P. 89-99.

61. Martens et al. Microbial production of vitamine B12 / Martens J.H., Barg H., Warren M.J., Jahn D. // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2002. - V. 58. - P. 275-285.

62. McCarthy et al. Ligand requirements for glmS ribozyme self-cleavage / McCarthy T.J., Plog M.A., Floy S.A., Jansen J.A., Soukup J.K., Soukup G.A. // Chem. Biol.-2005.-V. 12.-P. 1221-1226.

63. McDaniel et al. Transcription termination control of the S box system: direct measurement of S-adenosylmethionine by the leader RNA / McDaniel B.A.M., Grundy F.J., Artsimovitch I., Henkin T.M. // Proc. Natl. Acad. Sei. USA. 2003. -V. 100.-P. 3083-3088.

64. Meyer et al. Messenger RNA turnover in eukaryotes: pathways and enzymes / Meyer S., Temme C., Wahle E. // Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2004. - V. 39. -P. 197-216.

65. Milewski. Glucosamine-6-phosphate synthase: the multi-facets enzyme / Milewski S. // Biochim. Biophys. Acta. 2002. - V. 1597. - P. 173-192.

66. Miranda-Rios et al. A conserved RNA structure (thi box) is involved in regulation of thiamine biosynthetic gene expression in bacteria / Miranda-Rios J.,

67. Navarro M., Soberon M. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2001. - V. 98. - P. 97369741.

68. Mironov Qt al. Sensing small molecules by nascent RNA: a mechanism to control transcription in bacteria / Mironov A.S., Gusarov I., Rafikov R., Lopez L.E., Shatalin K., Kreneva R.A., Perumov D.A., Nudler E. // Cell. 2002. - V. 111. - P. 747-756.

69. Montagne ei al. Characterization of the catalytic activities of the PhoQ histidine protein kinase of Salmonella enterica serovar Typhimurium / Montagne M., Martel A., LeMoual H. // J. Bacteriol. 2001. - V. 183. - P. 1787-1791.

70. Montange et al. Structure of the S-adenosylmethionine riboswitch regulatory mRNA element / Montange R.K., Batey R.T. // Nature. 2006. - V. 441. - P. 11721175.

71. Miiller Qt al. Sensors made of RNA: tailored ribozymes for detection of small organic molecules, metals, nucleic acids and proteins / Miiller S., Strohbach D., Wolf J. // IEE Proc. Nanobiotechnol. 2006. - V. 153. - P. 31-40.

72. Nagy. A rule for termination-codon position within intron-containing genes: when nonsense affects RNA abundance / Hagy E., Maquat L.E. // Trends Biochem. Sci. 1998. - V. 23. - P. 198-199:

73. Nahvi Qt al. Genetic control by a metabolite binding mRNA / Nahvi A., Sudarsan N., Ebert M.S., Zou X., Brown K.L., Breaker R.R. // Chem. Biol. 2002. -V. 9.-P. 1043-1049.

74. Nahvi Qt al. Coenzyme B12 riboswitches are widespread genetic control elements in prokaryotes / Nahvi A., Barrick J.E., Breaker R.R. // Nucleic Acids Research. 2004. - V. 32. - P. 143-150.

75. Nou Qt al. Coupled changes in translation and transcription during cobalamin-dependent regulation of btuB expression in Escherichia coli / Nou X., Kadner RJ. // J. Bacteriol. 1998. -V. 180. -P. 6719-6728.

76. Nou Qt al. Adenosylcobalamin inhibits ribosome binding to btuB RNA / Nou X., Kadner R.J. // Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2000. - V. 97. - P. 7190-7195.

77. Patte et al. The leader sequence of the Escherichia coli lysC gene is involved in the regulation LysC synthesis / Patte J-C., Akrim M., Mejean V. // FEMS Microbiol. Lett.-1998.-V. 169.-P. 165-170.

78. Pejchal et al. Cobalamin-independent methionine synthase (MetE): a face-to-face double barrel that evolved by gene duplication / Pejchal R., Ludwig M.L. // PLoS Biol. 2005. - V. 3. - P. e31.

79. Raschke et al. Vitamin B1 biosynthesis in plants requires the essential iron-sulfur cluster protein, THIC / Raschke M., Bürkle L., Müller N., Nunes-Nesi A., Fernie A.R., Arigoni D., Amrhein N., Fitzpatrick T.B. // PNAS. 2007. - V. 104. -P. 19637-19642.

80. Ravnum et al. Vitamin B12 repression of the btuB gene in Salmonella typhimurium is mediated via a translational control which requires leader and coding sequences / Ravnum S., Andersson D.I. // Mol. Microbiol. 1997. - V. 23. - P. 3542.

81. Ravnum et al. An asenosyl-cobalamin (coenzyme-bl2)-repressed translation enchancer in the cob mRNA of Salmonella typhimurium / Ravnum S., Andersson D.I. // Mol. Microbiol. 2001. - V. 39. - P. 1585-1594.

82. Richter-Dahlfors et al. Cobalamin (vitamin B12) repression of the cob operon in Salmonella typhimurium: Translation control of the cbiA gene / Richter-Dahlfors A.A., Andersson D.I. // Mol. Microbiol. 1992. - V. 13. - P. 541-553.

83. Rieder et al. Folding of a transcriptionally acting PreQi riboswitch / Rieder U., Kreutz C., Micura R. // PNAS. 2010. - V. 107. - P. 10804-10809.

84. Robertson et al. In vitro selection of ribozymes dependent on peptides for activity / Robertson M.P., Knudsen S.M., Ellington A.D. // RNA. 2004. - V. 10. -P. 114-127.

85. Rodionov et al. Comparative genomics of the methionine metabolism in grampositive bacteria: a variety of regulatory systems / Rodionov D.A., Vitreschak A.G., Mironov A.A., Gelfand M.S. // Nucleic Acids Res. 2004. - V. 32. - P. 3340-3353.

86. Rosner. Control of lysine biosynthesis in Bacillus subtilis: inhibition of diaminopimelate decarboxylase by lysine / Rosner A. // J. Bacteriol. — 1975. V. 121.-P. 20-28.

87. Roth et al. Selection in vitro of allosteric ribozymes / Roth A., Breaker R.R. // Methods Mol. Biol. 2004. - V. 252. - P. 145-164.

88. Rueda et al. Fluorescent energy transfer readout of an aptazyme-based biosensor / Rueda D., Walter N.G. // Methods Mol. Biol. 2006. - V. 335. - P. 289310.

89. Sapsford et al. Demonstration of four immunoassay formats using the array biosensor / Sapsford K.E., Charles P.T., Patterson C.H. Jr., Ligler F.S. // Anal. Chem. — 2002. — V. 74.-P. 1061-1068.

90. Scheller Qt al. Research and development in biosensors / Scheller F.W., Wollenberger U., Warsinke A., Lisdat F // Curr. Opin. Biotechnol. 2001. - V. 12. -P. 35-40.

91. Schendel et al. Cloning and nucleotide sequence of the gene coding for aspartokinase II from a thermophilic methylotrophic Bacillus sp. / Schendel F. J., Flickinger M.C. // Appl. Environ. Microbiol. 1992. - V. 58. - P. 2806-2814.

92. Schwartz et al. Stability of plant mRNAs depends on the length of the 3'-untranslated region / Schwartz A.M., Komarova T.V., Skulachev M.V., Zvereva A.S., Dorokhov Iu. L., Atabekov J.G. // Biochemistry (Mosc.). 2006. - V. 71. - P. 1377-1384.

93. Seetharaman et al. Immobilized RNA switches for the analysis of complex chemical and biological mixtures / Seetharaman S., Zivarts M., Sudarsan N., Breaker R.R. //Nat. Biotechnol. 2001. -V. 19. - P. 336-341.

94. Sekella ei al. A biosensor for theophylline based on fluorescence detection of ligand-induced hammerhead ribozyme cleavage / Sekella P.T., Rueda D., Walter N.G. // RNA. 2002. - V. 8. - P. 1242-1252.

95. Serganov et al. Structural basis for gene regulation by a thiamine pyrophosphate-sensing riboswitch / Serganov A., Polonskaia A., Phan A.T., Breaker R.R., Patel DJ. // Nature. 2006. - V. 441. - P. 1167-1171.

96. Singh et al. New insights into the formation of active nonsense-mediated decay complex / Singh G., Lykke-Andersen J. // Trends Biochem. 2003. - V. 28. - P. 464 -466.

97. Soukup et al. Relationship between internucleotide linkage geometry and the stability of RNA / Soukup G.A., Breaker R.R. // RNA. 1999. - V. 5. - P. 13081325.

98. Storz et al. Controlling mRNA stability and .translation with small, noncoding RNAs / Storz G., Opdyke J.A., Zhang A. // Curr Opin Microbiol. 2004. - V. 7. - P. 140-144.

99. Sudarsana et al. Metabolite-binding RNA domains are present in the genes of eukaryotes / Sudarsan3 N., Barrick J.E., Breaker R.R. // RNA. 2003. - V. 9. - P. 644-647.

100. Sudarsanb et al. An mRNA structure in bacteria that controls gene expression by binding lysine / Sudarsanb N., Wickiser J.K., Nakamura S., Ebert M.S., Breaker R.R. // Genes Dev. 2003. - V. 17. - P. 2688-2697.

101. Sudarsan et al. Thiamine pyrophosphate riboswitches are targets for the antimicrobial compound pyrithiamine / Sudarsan N., Cohen-Chalamish S., Nakamura S., Emilsson G.M., Breaker R.R. // Chem. Biol. 2005. - V. 12. - P. 1325-1335.

102. Sudarsan et al. Tandem riboswitch architectures exhibit complex gene control functions / Sudarsan N., Hammond M.C., Block K.F., Welz R., Barrick J.E., Roth A., Breaker R.R. // Science. 2006. - V. 314. - P. 300-304.

103. Thompson et al. Group I aptazymes as genetic regulatory switches / Thompson K.M., Syrett H.A., Knudsen S.M., Ellington A.D. // BMC Biotechnology. -2002.-V. 2.-P: 21.

104. Thore et al. Structure of the eukaryotic thiamine pyrophosphate riboswitch with its regulatory ligand / Thore S., Leibundgut M., Ban N. // Science. 2006. — V. 312.-P. 1208-1211.

105. Vitreschak et al. Regulation of the vitamin B12 metabolism and; transport in bacteria by a conserved RNA structural: element / Vitreschak A.G., Rodionov D.A., Mironov A.A., Gelfand M.S. // RNA. 2003. - V. 9. - P. 1084-1097.

106. Vitreschak et al, Riboswitches: the oldest mechanism for the regulation of gene expression? / Vitreschak A.G., Rodionov D.A., Mironov A.A., Gelfand M.S. // Trends Genet. 2004. - V, 20. - P. 44-50.

107. Wächter ^ et al. Riboswitch Control of Gene Expression in Plants by Splicing and Alternative 3' End Processing of mRNAs / Wächter A., Tunc-Ozdemir M., Grove B:C., Green P.J., Shintani D.K., Breaker R.R. // The Plant Cell. 2007. - V. 19. - P. 3437-3450.

108. Wang et al. Genomewide comparative analysis of alternative splicing in plants / Wang B.B., Brendel V. // PNAS. 2006. -V. 103. - P. 7175-7180.

109. Wang et al. Riboswithes that sense S-adenosylmethionine and S-adenosylhomocysteine. / Wang J.X., Breaker R.R. // Biochem. Cell Biol. — 2008. V. 86.-P. 157-168.

110. Webb et al. Characterization of thiL, encoding thiamin-monophosphate kinase in Salmonella typhimurium / Webb E., Downs D. // J. Biol. Chem. — 1997. — V. 272. -P. 15702-15707.

111. Weinberg et al. The aptamer core of SAM-IV riboswitches mimics the ligand-binding site of SAM-I riboswitches / Weinberg Z., Regulski E.E., Hammond M.C., Barrick J.E., Yao Z., Ruzzo W.L., Breaker R.R. // RNA. 2008. - V. 14. - P. 822828.

112. Winkler3 et al. An mRNA structure that controls gene expression by binding FMN / Winklera W.C., Cohen-Chalamish S., Breaker R.R. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-2002.-V. 99.-P. 15908-15913.

113. Winklerb et al. Thiamine derivatives bind messenger RNAs directly to regulate bacterial gene expression / Winklerb W., Nahvi A., Breaker R.R. // Nature. 2002. -V. 419. -P. 952-956.

114. Winkler et al. Genetic control by metabolite-binding riboswitches / Winkler W.C., Breaker R.R. // Chembiochem. 2003. V. 4. - P. 1024-1032.

115. Winkler et al. An mRNA structure that controls gene expression by binding S-adenosylmethionine / Winkler W.C., Nahvi A., Sudarsan N., Barrick J.E., Breaker R.R. //Nat. Struct. Biol. 2003. - V. 10. - P. 701-707.

116. Winkler et al. Control of gene expression by a natural metabolite-responsive ribozyme / Winkler W.C., Nahvi A., Roth A., Collins J.A., Breaker R.R. // Nature. -2004.-V. 428.-P. 281-286.

117. Winkler et al. Regulation of bacterial gene expression by riboswitches / Winkler W.C., Breaker R.R. // Annu. Rev. Microbiol. 2005. - V. 59. - P. 487-517.

118. Woodson. Metal ions and RNA folding: a highly charged topic with a dynamic future / Woodson S.A. // Curr. Opi. Chem. Biol. 2005. - V. 9. - P. 104-109.

119. Wu et al. (1992) Role of the MetR regulatory system in vitamin B12-mediated repression of the Salmonella typhimurium metE gene / Wu W.F., Urbanowski M.L., Stauffer G.V. // J. Bacteriol. 1992. - V. 174. - P. 4833-4837.

120. Yamauchi et al. Roles of Mg in TPP-dependent riboswitch / Yamauchi T., Miyoshi D., Kubodera T., Nishimura A., Nakai S., Sugimoto N. // FEBS Lett. 2005. -V. 579.-P. 2583-2588.

121. Yarnell et al. Mechanism of intrinsic transcription termination and antitermination / Yarnell W.S., Roberts J.W. // Science. 1999. - V. 284. - P. 611615.

122. Yen et al. Exogenous control of mammalian gene expression through modulation of RNA self-cleavage / Yen L., Svendsen J., Lee J.S., Gray J.T., Magnier M, Baba T., D'Amato R.J., Mulligan R.C. // Nature. 2004. - V. 431. - P. 471-476.

123. Yoine et al. Arabidopsis UPF1 helicase for nonsense-mediated mRNA decay is involved in seed size control and essential for growth / Yoine M., Nishii T., Nakamura K. // Plant Cell Physiol. 2006. - V. 47. - P. 572-580.

124. Zilberman et al. Genome-wide analysis of Arabidopsis thaliana DANN methylation uncovers an interdependence between methylation and transcription // Nat. Genet. 2007. - V. 39. - P. 61-69.