5.1. Стабильность Х-инактивации в соматических клетках

Множественные слои эпигенетических модификаций вносят свой вклад в сайленсинг неактивной Х-хромосомы, и в результате репрессированное состояние обычно очень стабильно. Иллюстрацию этого мы находим в ранних экспериментах, где прослеживали способность 5-азацитидина (5azaC), ингибитора метилирования ДНК, вызывать реверсию сайленсинга Х-хромосомы в линиях клеток XX (Mohandas et al., 1981). Наблюдали, что с низкой частотой происходит спорадическая реактивация отдельных генов. Однако анализ клеточных линий, в которых данный ген реактивировался, показал, что другие гены обычно оставались неактивными, как и вся хромосома, если судить о ней на цитогенетическом уровне. Аналогичные данные были получены с использованием TSA в качестве ингибитора деацетилаз гистонов I типа (Csankovszki et al., 2001).

Спорадическая реактивация отдельных сцепленных с X генов наблюдалась также при старении у мышей. Еще резче это выражено у сумчатых, где Х-инактивация не столь стабильна и где в ходе онтогенеза происходит прогрессивная реактивация.

Что можно сказать о роли Xist-РНК? Данные, полученные с использованием клеточных линий человека, продемонстрировали, что утрата района Х-хромосомы, включающей Xist, не приводит к сколько-нибудь заметной реактивации X (Brown and Willard, 1994). Эти результаты удалось подтвердить на линиях мышиных фибробластов, используя условно-нокаутную аллель Xist (Csankovszki et al., 1999). Здесь было показано, что утрата Xist приводит к делокализации вариантного гистона macroH2A с Xi. Более недавние исследования показали, что модификации гистонов, катализируемые комплексами PcG, триметилирование H3 лизина 27 и убиквитинирование H2A также утрачиваются в условно-нокаутных по Xist линиях фибробластов (Plath et al., 2004). Была выявлена редкая спорадическая реактивация отдельных генов, которая была усилена воздействием 5azaC или TSA Однако, опять-таки, не наблюдалось никакой явной реактивации всей хромосомы. Таким образом, удаление множественных эпигенетических меток сайленсинга еще не достаточно для реверсии сайленсинга всей хромосомы.

Избыточность механизмов сайленсинга Xi в соматических клетках часто называют системой «сдержек и противовесов» [«belts and braces»]. Предполагается, что индивидуальные уровни эпигенетического сайленсинга являются и самоподдерживаюшимися, и поддерживаемыми с помощью механизмов положительной обратной связи. Аналогичные механизмы положительной обратной связи наблюдали и в других эпигенетических системах; например, связь поддержания метилирования гистонов и метилирования ДНК в перицентрическом гетерохроматине (главы 9 и 18).