ИСТИНА

Для изучения функций тех или иных эукариотических генов зачастую используется удобный модельный организм – дрожжи Saccharomyces cerevisiae. Около 20 лет назад была создана полногеномная коллекция нокаутных штаммов, где отдельные гены были последовательно заменены на генетическую кассету KanMX. Изучение фенотипа таких штаммов широко используется для анализа последствий нарушения работы соответствующих генов эукариот (в том числе человека), однако систематического анализа влияния KanMX-кассеты на экспрессию соседних генов не проводилось. Используя данные рибосомного профайлинга 57 штаммов дрожжей, RT-qPCR и данные экспрессии репортеров, мы исследовали транскрипционные и трансляционные пертурбации, индуцируемые KanMX-кассетой в прилегающих генетических локусах. Наш анализ выявил значительные изменения в эффективности транскрипции соседних генов и ещё более серьезные нарушения трансляции их мРНК, приводящие к изменениям в количестве белковых продуктов. При ориентации удаленного гена к соседнему «голова к голове» нокаут приводил к сдвигу сайта начала транскрипции соседнего гена и появлению новых uAUG-кодонов в удлинившейся 5'-нетранслируемой области (5'-НТО), а при расположении «хвост к хвосту» – к активации альтернативных сигналов полиаденилирования в соседнем гене, изменявшей 3'-НТО. В некоторых случаях эти события вызывали ложные генетические взаимодействия удаленных генов, так называемый «эффект соседнего гена» (NGE). Наше исследование объясняет молекулярные механизмы NGE нарушением экспрессии соседних генов на транскрипционном и трансляционном уровнях, индуцированным KanMX-кассетой. Основываясь на случаях, проанализированных в данном исследовании, мы оцениваем, что в 10-25% штаммов делеционной коллекции дрожжей замена целевого гена нокаутирующей кассетой значительно повлияла на экспрессию соседних генов и могла оказать неспецифичное влияние на фенотип.