1

МЕДИЧНІ ВИДАННЯ
КОНФЕРЕНЦІЇ ТА СЕМІНАРИ
МАРКЕТИНГОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ

  • Eкспресія генів, які кодують ензими ключових реакцій фолатзалежного метаболізму, у плаценті людини в першому і третьому триместрах неускладненої вагітності 
ua До змісту

Eкспресія генів, які кодують ензими ключових реакцій фолатзалежного метаболізму, у плаценті людини в першому і третьому триместрах неускладненої вагітності 

PERINATOLOGIYA I PEDIATRIYA.2014.4(60):24–30;doi10.15574/PP.2014.60.24 

Eкспресія генів, які кодують ензими ключових реакцій фолатзалежного метаболізму, у плаценті людини в першому і третьому триместрах неускладненої вагітності 

К.Л. Корнєєва1, Р.Р. Родрігес1, С.В. Ральченко2, О.В. Вакуленко2, Л.В. Манжула3, В.Т. Мельник4, О.Ю. Верещак4, М.Ю. Оболенська1 
1 Інститут молекулярної біології і генетики НАН України, м. Київ, Україна 
2 Національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна 
3 Пологовий будинок № 3, м. Київ, Україна 
4 Ірпінський пологовий будинок, м. Ірпінь, Україна 

УДК 618.36:575.191036 

Вступ. Фолатзалежний метаболізм одновуглецевих фрагментів — це метаболічна мережа взаємозалежних реакцій, відповідальних за базові біоло 
гічні процеси в клітині: розвиток і поділ, регуляцію експресії генів шляхом метилування. Нещодавніми дослідженнями встановлено залежність пере 
бігу вагітності і здоров'я матері й плода від функціонування цієї системи. 

Мета — визначити експресію генів цієї системи, відповідальних за синтез попередників нуклеїнових кислот і, відповідно, за проліферацію; експре 
сію генів, відповідальних за синтез внутрішньоклітинних переносників енергії, а також за синтез метіоніну і залежні від нього процеси метилування; 
надати кількісну характеристику експресії зазначених генів на рівні РНК у плацентах першого і третього триместрів вагітності. 

Методи. У роботі використано метод полімеразної ланцюгової реакції. 

Результати. Порівняно з ранніми етапами вагітності в зрілій плаценті виявлено триразове зниження вмісту РНК, які кодують останні стадії синтезу 
пуринів і синтезу метіоніну. Реакції попередніх фолатзалежних етапів синтезу пуринів і метилування цитидинмонофосфату в процесі синтезу тимі 
дилату майже не змінюються наприкінці вагітності порівняно з першим триместром. 

Висновки. Ці результати можуть слугувати вихідними кількісними даними для оцінки змін, які відбуваються в системі фолатзалежного метаболізму 
одновуглецевих фрагментів за умови патології та протягом усього перебігу вагітності. 

Ключові слова: фолатзалежний метаболізм одновуглецевих фрагментів, експресія генів, неускладнена вагітність. 

Література: 
 

1. Марценюк ОП, Романець КЛ, Оболенська МЮ, Хупертц Б. 2009. Вплив гомоцистеїну на структуру та функції трофобласта плаценти людини. Український біохімічний журнал. 81,5: 40—49.

2. Оболенська МЮ, Родрігес РР, Марценюк ОП. 2011. Фолатзалежні процеси у плаценті людини: експресія генів, амінотіоли, проліферація і апоптоз. Український біохімічний журнал. 83,1: 5—17.

3. Родрігес РР, Лущик ІС, Оболенська МЮ. 2012. Стехіометрична модель фолатзалежного метаболізму одновуглецевих груп у плаценті людини. Український біохімічний журнал. 84,4: 20—31.

4. Daubner SC, Schrimsher JL, Schendel FJ et al. 1985. A multifunctional protein possessing glycinamide ribonucleotide synthetase, glycinamide ribonucleotide transformylase, and aminoimidazole ribonucleotide synthetase activities in de novo purine biosynthesis. Biochemistry. 24,25: 7059—7062.

5. Muratore CR, Hodgson NW, Trivedi MS et al. 2013. Age-dependent decrease and alternative splicing of methionine synthase mRNA in human cerebral cortex and an accelerated decrease in autism. PloS one. 8,2: 1—15. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0056927; PMid:23437274 PMCid:PMC3577685

6. Alexiou M, Leese HJ. 1992. Purine utilisation, de novo synthesis and degradation in mouse preimplantation embryos. Development. 114: 185—192.

7. Blom HJ, Smulders Y. 2011. Overview of homocysteine and folate metabolism. With special references to cardiovascular disease and neural tube defects. J Inherit Metab Dis. 34: 75—81. http://dx.doi.org/10.1007/s10545-010-9177-4; PMid:20814827 PMCid:PMC3026708

8. Bulock KG, Beardsley GP, Anderson KS. 2002. The kinetic mechanism of the human bifunctional enzyme ATIC (5-amino-4-imidazolecarboxamide ribonucleotide transformylase/inosine 5-monophosphate cyclohydrolase). A surprising lack of substrate channeling. J of Biol Chemistry. 277,25: 22168—22174.

9. Caperelli CA, Giroux EL. 1997. The human glycinamide ribonucleotide transformylase domain: purification, characterization, and kinetic mechanism. Archives of biochemistry and biophysics. 341,1: 98—103.

10. Sugita T, Aya H, Ueno M et al. 1997. Characterization of molecularly cloned human 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide transformylase. J Biochem. 122,2: 309—313.

11. Constancia M, Kelsey G, Reik W. 2004. Resourceful imprinting. Nature. 432,7013: 53—57.

12. Aimi J, Qiu H, Illiams J et al. 1990. De novo purine nucleotide biosynthesis: cloning of human and avian cDNAs encoding the trifunctional glycinamide ribonucleotide synthetase-aminoimidazole ribonucleotide synthetase-glycinamide ribonucleotide transformylase by functional complementation in E. Coli. Nucl Acids Res. 18(22): 6665—6672.

13. Solanky N, Requena A Jimenez, D'Souza SW et al. 2010. Expression of folate transporters in human placenta and implications for homocysteine metabolism. Placenta. 31: 134—143. http://dx.doi.org/10.1016/j.placenta.2009.11.017; PMid:20036773

14. Finkelstein JD. 2000. Pathways and regulation of homocysteine metabolism in mammals. Semin Thromb Hemost. 26,3: 219—225.

15. Finkelstein JD. 1990. Methionine metabolism in mammals. J Nutr Biochem. 1,5: 228—237.

16. Gueant JL, Namour F, Gueant-Rodriguez RM et al. 2013. Folate and fetal programming: a play in epigenomics? Trends Endocrinol Metab. 24,6: 279—289. http://dx.doi.org/10.1016/j.tem.2013.01.010; PMid:23474063

17. Fox JT, Stover PJ. 2008. Folate-mediated one-carbon metabolism. Vitam Horm. 79: 1—44. http://dx.doi.org/10.1016/S0083-6729(08)00401-9

18. Gabaldon M. 2004. Oxidation of cysteine and homocysteine by bovine albumin. Arch Biochem Biophys. 431,2: 178—188.

19. Schwanhausser B, Busse D, Li N et al. 2011. Global quantification of mammalian gene expression control. Nature. 473,7347: 337—342. http://dx.doi.org/10.1038/nature10098; PMid:21593866

20. Ching YH, Munroe RJ, Moran JL et al. 2010. High resolution mapping and positional cloning of ENU-induced mutations in the Rw region of mouse chromosome 5. BMC Genet. 411: 106. http://dx.doi.org/10.1186/1471-2156-11-106; PMid:21118569 PMCid:PMC3009607

21. Vergis JM, Bulock KG, Fleming KG, Beardsley GP. 2001. Human 5-aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide transformylase/inosine 5'-monophosphate cyclohydrolase. A bifunctional protein requiring dimerization for transformylase activity but not for cyclohydrolase activity. J of Biol Chemistry. 276,11: 7727—7733.

22. Huppertz B. 2008. Placental origins of preeclampsia: challenging the current hypothesis. Hypertension. 51: 970—975. http://dx.doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.107.107607; PMid:18259009

23. Banister CE, Koestler DC, Maccani MA et al. 2011. Infant growth restriction is associated with distinct patterns of DNA methylation in human placentas. Epigenetics. 6: 920—927. http://dx.doi.org/10.4161/epi.6.7.16079; PMid:21758004 PMCid:PMC3154432

24. Koukoura O, Sifakis S, Spandidos DA. 2012. DNA methylation in the human placenta and fetal growth (review). Mol Med Rep. 5,4: 883—889. PMid:22294146 PMCid:PMC3493070

25. Stipanuk MH, Dominy JE, Lee JI, Coloso RM. 2006. Mammalian cysteine metabolism: new insights into regulation of cysteine metabolism. J Nutr. 136 (Suppl 6): 1652S—1659S. PMid:16702335

26. Houseman EA, Christensen BC, Yeh RF et al. 2008. Model-based clustering of DNA methylation array data: a recursive-partitioning algorithm for high-dimensional data arising as a mixture of beta distributions. BMC Bioinformatics. 9: 365—380. http://dx.doi.org/10.1186/1471-2105-9-365; PMid:18782434 PMCid:PMC2553421

27. Scotti M, Stella L, Shearer EJ, Stover PJ. 2013. Modeling cellular compartmentation in one-carbon metabolism. Wiley Interdiscip Rev Syst Biol Med. 5,3: 343—365. http://dx.doi.org/10.1002/wsbm.1209; PMid:23408533

28. Kan JL, Jannatipour M, Taylor SM, Moran RG. 1993. Mouse cDNAs encoding a trifunctional protein of de novo purine synthesis and a related single-domain glycinamide ribonucleotide synthetase. Gene. 137,2: 195—202.

29. Mudd SH., Levy HL. 1989. Disorders of transsulfuration. The Metabolic Basis of Inherited Diseases. 4: 693—734.

30. Henikoff S, Keene MA, Sloan JS et al. 1986. Multiple purine pathway enzyme activities are encoded at a single genetic locus in Drosophila. Proc Natl Acad Sci. 83: 720—724.

31. Mislanova C, Martsenyuk O, Huppertz B, Obolenskaya M. 2011. Placental markers of folate-related metabolism in preeclampsia. Reproduction. 142,3: 467—476. http://dx.doi.org/10.1530/REP-10-0484; PMid:21690209

32. Mikheev AM, Nabekura T, Kaddoumi A et al. 2008. Profiling gene expression in human placentae of different gestational ages: an OPRU Network and UW SCOR Study. Reprod Sci. 15,9: 866—877. http://dx.doi.org/10.1177/1933719108322425; PMid:19050320 PMCid:PMC2702165

33. Arnholdt H, Meisel F, Fandrey K, Lohrs U. 1991. Proliferation of villous trophoblast of the human placenta in normal and abnormal pregnancies. Virchows Arch B Cell Pathol Incl Mol Pathol. 60(6): 365—372.

34. Shlomi T, Fan J, Tang B et al. 2014. Quantitation of cellular metabolic fluxes of methionine. Anal Chem. 86,3: 1583—1591. http://dx.doi.org/10.1021/ac4032093; PMid:24397525 PMCid:PMC4060246

35. Roberts JM, Hubel CA. 2009. The two stage model of preeclampsia: variations on the theme. Placenta 30 (Suppl A): 32—37. http://dx.doi.org/10.1016/j.placenta.2008.11.009; PMid:19070896 PMCid:PMC2680383

36. Chiang PK, Gordon RK, Ta LJ et al. 1996. S-Adenosylmethionine and methylation. FASEBJ. 10,4: 471—480.

37. Stipanuk MH, Ueki I. 2011. Dealing with methionine/homocysteine sulfur: cysteine metabolism to taurine and inorganic sulfur. J of Inherited Metabolic Disease. 34: 17—32. http://dx.doi.org/10.1007/s10545-009-9006-9; PMid:20162368 PMCid:PMC2901774

38. Stover PJ. 2009. One-carbon metabolism-genome interactions in folate-associated pathologies. J Nutr. 139,12: 2402—2405. http://dx.doi.org/10.3945/jn.109.113670; PMid:19812215 PMCid:PMC2777484

39. Stover PJ, Field MS. 2011. Trafficking of intracellular folates. Adv Nutr. 2,4: 325—331. http://dx.doi.org/10.3945/an.111.000596; PMid:22332074 PMCid:PMC3125682

40. Tarver H, Schmidt CLA. The conversion of methionine to cysteine: experiments with radioactive sulfur. 1939. J of Biol Chemistry. 130: 67—80.

41. Brodsky G, Barnes T, Bleskan J et al. 1997. The human GARS-AIRS-GART gene encodes two proteins which are differentially expressed during human brain development and temporally overexpressed in cerebellum of individuals with Down syndrome. Hum Mol Genet. 6,12: 2043—2050.

42. Tibbetts AS, Appling DR. 2010. Compartmentalization of mammalian folate-mediated one-carbon metabolism. Annu Rev Nutr. 30: 57—81. http://dx.doi.org/10.1146/annurev.nutr.012809.104810; PMid:20645850