Клёнов Михаил Сергеевич

 

Фамилия Имя Отчество:

Клёнов Михаил Сергеевич

Место работы (учебы):

ФГБУН Институт молекулярной генетики РАН

Должность (курс обучения):

Старший научный сотрудник

Название доклада:

Короткие РНК для защиты генома от мобильных элементов и регуляции рибосомных генов

Анонс:

Геномы эукариот содержат множество мобильных генетических элементов, таких как ретротранспозоны и ДНК-транспозоны. Например, геном человека примерно на половину состоит из последовательностей мобильных элементов и их остатков. На протяжении эволюции многократно происходили вспышки экспансии транспозонов, что в свою очередь обусловило появление специальных клеточных механизмов, направленных на борьбу с этими «эгоистическими» элементами. В настоящее время бурно развиваются исследования особого класса коротких некодирующих РНК (Piwi-interacting RNA (piRNA), которые играют ключевую роль в подавлении активности мобильных элементов. Характерной особенностью этих РНК является их взаимодействие с белками подсемейства Piwi cемейства Аргонавт. В основе процессов сайленсинга с помощью piРНК, также как и РНК-интерференции, лежит принцип узнавания нуклеотидной последовательности с помощью комплементарной ей молекулы короткой РНК, находящейся в комплексе с белком.
Основной прогресс в изучении механизмов биогенеза и действия piRNA был достигнут при исследовании плодовой мушки – Drosophila melanogaster. У этого организма piРНК преимущественно комплементарны мобильным элементам. В результате взаимодействия с piRNA молекулы мРНК мобильных элементов подвергаются расщеплению белками Piwi и последующей деградации. Один из белков подсемейства Piwi у дрозофилы является ядерным и участвует в подавлении экспрессии транспозонов на уровне транскрипции. С помощью piRNA в комплексе с этим белком достигается узнавание в ядре комплементарных последовательностей транскрипта транспозона, что приводит к модификации хроматина и транскрипционному сайленсингу. Один из ключевых вопросов, связанных с изучением этой системы, состоит в том, каким образом клетки могут производить piRNA именно для мобильных элементов, при этом избегая их образование по отношению к клеточным РНК.
Система piРНК функционируют главным образом в гонадах эукариот и в герминальной линии клеток, которые являются предшественниками гамет. Это связано с тем, что происходящие в геноме этих клеток транспозиции, приводящие к размножению мобильных элементов, могут наследоваться в следующем поколении. При нарушении системы piRNA наблюдается активная транскрипция и перемещения транспозонов, что приводит к мутациям, разрывам ДНК, общей дестабилизации генома герминальных клеток и стерильности особей. Еще один аспект, подогревающий интерес к исследованиям piRNA, связан с тем, что с их помощью может происходить наследование генетической информации в форме РНК. Так, показано, что piRNA, комплементарные транспозонам дрозофилы, передаются через цитоплазму яйцеклетки от матери к дочери, сообщая таким образом, какие последовательности генетического кода принадлежат мобильным элементам.
Хотя подавление активности «паразитов генома» является наиболее изученной функцией системы piRNA, накапливаются данные в пользу того, что Piwi–piRNA обеспечивают и другие важные биологические процессы у различных организмов, например, контроль стабильности клеточных мРНК, индукции перестроек генома, генный импринтинг и другие. Мы обнаружили, что система piRNA может также принимать участие в контроле экспрессии многокопийных кластеров рибосомной РНК, предотвращая формирование нарушенных молекул рибосомной РНК и размножение ретротранспозонов, специфических для кластера рДНК.
Работа выполнена при поддержке грантов РНФ № 19-14-00382 и РФФИ № 19-04-01307.

Биография:

В 2001 году окончил Биологический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова (кафедра молекулярной биологии). В 2005 году защитил кандидатскую диссертацию под руководством В.А. Гвоздева. C 2009 года – старший научный сотрудник Института Молекулярной Генетики РАН. Является лауреатом ряда премий: медаль РАН для молодых ученых (2012), премия им. Р.Б. Хесина для молодых ученых (2015) и др.
Научные интересы связаны с эпигенетикой, некодирующими РНК, мобильными элементами, регуляцией хроматина и оогенезом дрозофилы. Клёнов М.С. принимал участие в расшифровке биологических функций и механизмов действия коротких РНК, связанных с белками Piwi (piRNA). В частности, им было впервые продемонстрировано, что piRNA могут индуцировать модификации хроматина и репрессию транскрипции мобильных элементов. В последние годы исследования посвящены также регуляции синтеза рибосомной РНК.