Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1041110.32607/20758251-2016-8-4-14-22ReviewsОбзорыResearch ArticlePeculiarities of Yeasts and Human Telomerase RNAs ProcessingОсобенности процессинга теломеразных РНК дрожжей и человекаRubtsovaM. P.РубцоваM. П.
Russian Federation
mprubtsova@gmail.comVasilkovaD. P.ВасильковаД. П.
Russian Federation
mprubtsova@gmail.comNaraykinaYu. V.НарайкинаЮ. В.
Russian Federation
mprubtsova@gmail.comDontsovaO. A.ДонцоваO. A.
Russian Federation
mprubtsova@gmail.comLomonosov Moscow State UniversityМосковский государственный университет им. М.В. ЛомоносоваSkolkovo Innovation CenterСколковский институт науки и технологий1512201684VOL 8, NO4 (2016)ТОМ 8, №4 (2016)142217012020Copyright ©; 2016, Rubtsova M.P., Vasilkova D.P., Naraykina Y.V., Dontsova O.A.Copyright ©; 2016, Рубцова M.П., Василькова Д.П., Нарайкина Ю.В., Донцова O.A.2016Rubtsova M.P., Vasilkova D.P., Naraykina Y.V., Dontsova O.A.Рубцова M.П., Василькова Д.П., Нарайкина Ю.В., Донцова O.A.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/10411

Telomerase is one of the major components of the telomeres -- linear eukaryotic chromosome ends - maintenance system. Linear chromosomes are shortened during each cell division due to the removal of the primer used for DNA replication. Special repeated telomere sequences at the very ends of linear chromosomes prevent the deletion of genome information caused by primer removal. Telomeres are shortened at each replication round until it becomes critically short and is no longer able to protect the chromosome in somatic cells. At this stage, a cell undergoes a crisis and usually dies. Rare cases result in telomerase activation, and the cell gains unlimited proliferative capacity. Special types of cells, such as stem, germ, embryonic cells and cells from tissues with a high proliferative potential, maintain their telomerase activity indefinitely. The telomerase is inactive in the majority of somatic cells. Telomerase activity in vitro requires two key components: telomerase reverse transcriptase and telomerase RNA. In cancer cells, telomerase reactivates due to the expression of the reverse transcriptase gene. Telomerase RNA expresses constitutively in the majority of human cells. This fact suggests that there are alternative functions to telomerase RNA that are unknown at the moment. In this manuscript, we review the biogenesis of yeasts and human telomerase RNAs thanks to breakthroughs achieved in research on telomerase RNA processing by different yeasts species and humans in the last several years.

Теломераза - один из ключевых компонентов аппарата поддержания длины концов линейных хромосом эукариот - теломер. В результате удаления затравки, используемой для репликации ДНК, линейные хромосомы укорачиваются в каждом раунде деления. На концах линейных хромосом находятся специальные повторяющиеся теломерные последовательности, которые предотвращают потерю генетической информации в результате недорепликации. В соматических клетках высших эукариот теломеры укорачиваются, пока не становятся настолько короткими, что уже не могут выполнять свою функцию. В таких обстоятельствах клетка претерпевает кризис и, как правило, погибает. В редких случаях происходит активация теломеразы, и клетка приобретает неограниченный потенциал деления. Некоторые клетки (половые, эмбриональные, стволовые, а также соматические клетки с высоким пролиферативным потенциалом) поддерживают теломеразную активность, необходимую им для выполнения своих функций. В большинстве соматических клеток теломераза не активна. Для активности теломеразы in vitrо необходимы два основных компонента - теломеразная обратная транскриптаза и теломеразная РНК. Реактивация теломеразы в раковых клетках происходит в результате восстановления экспрессии гена обратной транскриптазы. Экспрессия теломеразной РНК в большинстве клеток человека конститутивна, что позволяет предполагать другие функции этой РНК, еще недостаточно изученные. Настоящий обзор посвящен биогенезу теломеразных РНК дрожжей и человека. Мы решили остановиться именно на этих организмах ввиду того, что в последние годы произошел прорыв в изучении процессинга теломеразных РНК разных видов дрожжей и человека.

exosomeprocessingsplicing telomerasetelomerase RNAtranscriptionпроцессингсплайсингтеломеразателомеразная РНКтранскрипцияэкзосомаThe study of the mechanisms of the processing of telomerase RNA was supported by RFBR (grant No. 14-04-01637 A), work on the intracellular localization of telomerase RNA was supported by RSF (grant No. 16-14-10047).Работа по изучению механизмов процессинга теломеразных РНК осуществлена при поддержке РФФИ (грант № 14-04-01637 А), работа по анализу внутриклеточной локализации теломеразных РНК выполнена при поддержке РНФ (грант № 16-14-10047).[1] Greider C.W., Blackburn E.H. // Cell. 1987, V.51, №6, P.887-898[2] Morin G.B. // Cell. 1989, V.59, №3, P.521-529[3] Shippen-Lentz D., Blackburn E.H. // Science. 1990, V.247, №4942, P.546-552[4] Blackburn E.H., Collins K. // Cold Spring Harb. Perspect. Biol. 2011, V.3, №5, a003558[5] Theimer C.A., Feigon J. // Curr. Opin. Struct. Biol. 2006, V.16, №3, P.307-318[6] Egan E.D., Collins K. // RNA. 2012, V.18, №10, P.1747-1759[7] Schmidt J.C., Cech T.R. // Genes Dev. 2015, V.29, №11, P.1095-1105[8] Zhang Q., Kim N.K., Feigon J. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011, V.108, №51, P.20325-20332[9] Qi X., Li Y., Honda S., Hoffmann S., Marz M., Mosig A., Podlevsky J.D., Stadler P.F., Selker E.U., Chen J.J.L. // Nucleic Acids Research 2013, V.41, №1, P.450-462[10] Webb C.J., Zakian V.A. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, V.15, №1, P.34-42[11] Evfratov S.A., Smekalova E.M., Golovin A.V., Logvina N.A., Zvereva M.I., Dontsova O.A. // Acta Naturae. 2014, V.6, №2, P.41-47[12] Niederer R.O., Zappulla D.C. // RNA. 2015, V.21, №2, P.254-261[13] Fu D., Collins K. // Molecular Cell 2003, V.11, №5, P.1361-1372[14] Jády B.E., Bertrand E., Kiss T. // J. Cell Biol. 2004, V.164, №5, P.647-652[15] Kiss T., Fayet-Lebaron E., Jády B.E. // Molecular Cell 2010, V.37, №5, P.597-606[16] Shukla S., Schmidt J.C., Goldfarb K.C., Cech T.R., Parker R. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2016, V.23, №4, P.286-292[17] Chapon C., Cech T.R., Zaug A.J. // RNA 1997, V.3, №11, P.1337-1351[18] Smekalova E.M., Shubernetskaya O.S., Zvereva M.I., Gromenko E.V., Rubtsova M.P., Dontsova O.A. // Biochemistry. 2012, V.77, №10, P.1120-1128[19] Jamonnak N., Creamer T.J., Darby M.M., Schaughency P., Wheelan S.J., Corden J.L. // RNA. 2011, V.17, №11, P.2011-2025[20] Noël J.-F., Larose S., Abou Elela S., Wellinger R.J. // Nucleic Acids Research. 2012, V.40, №12, P.5625-5636[21] Vasiljeva L., Buratowski S. // Molecular Cell 2006, V.21, №2, P.239-248[22] Porrua O., Libri D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2015, V.16, №3, P.190-202[23] Jia H., Wang X., Anderson J.T., Jankowsky E. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012, V.109, №19, P.7292-7297[24] Jia H., Wang X., Liu F., Guenther U.P., Srinivasan S., Anderson J.T., Jankowsky E. // Cell. 2011, V.145, №6, P.890-901[25] Wyers F., Rougemaille M., Badis G., Rousselle J.C., Dufour M.E., Boulay J., Régnault B., Devaux F., Namane A., Séraphin B. // Cell. 2005, V.121, №5, P.725-737[26] Houseley J., LaCava J., Tollervey D. // Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2006, V.7, №7, P.529-539[27] Coy S., Volanakis A., Shah S., Vasiljeva L. // PLoS One 2013, V.8, №6, url www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3675052/[28] Mouaikel J., Verheggen C., Bertrand E., Tazi J., Bordonné R. // Molecular Cell 2002, V.9, №4, P.891-901[29] Gallardo F., Olivier C., Dandjinou A.T., Wellinger R.J., Chartrand P. // EMBO J. 2008, V.27, №5, P.748-757[30] Ferrezuelo F., Steiner B., Aldea M., Futcher B. // Mol. Cell. Biol. 2002, V.22, №17, P.6046-6055[31] Wu H., Becker D., Krebber H. // Cell Rep. 2014, V.8, №6, P.1630-1638[32] Box J.A., Bunch J.T., Tang W., Baumann P. // Nature 2008, V.456, №7224, P.910-914[33] Smekalova E.M., Malyavko A.N., Zvereva M.I., Mardanov A.V., Ravin N.V., Skryabin K.G., Westhof E., Dontsova O.A. // RNA. 2013, V.19, №11, P.1563-1574[34] Qi X., Rand D.P., Podlevsky J.D., Li Y., Mosig A., Stadler P.F., Chen J.J.L. // Nat. Commun. 2015, V.6, P.6105[35] Wahl M.C., Will C.L., Lührmann R. // Cell. 2009, V.136, №4, P.701-718[36] Kannan R., Hartnett S., Voelker R.B., Berglund J.A., Staley J.P., Baumann P. // Genes Dev. 2013, V.27, №6, P.627-638[37] Zhang M.Q., Marr T.G. // Nucleic Acids Research 1994, V.22, №9, P.1750-1759[38] Semlow D.R., Staley J.P. // Trends Biochem. Sci. 2012, V.37, №7, P.263-273[39] Seto A.G., Zaug A.J., Sobel S.G., Wolin S.L., Cech T.R. // Nature 1999, V.401, №6749, P.177-180[40] Raker V.A., Plessel G., Lührmann R. // EMBO J. 1996, V.15, №9, P.2256-2269[41] Patel S.B., Bellini M. // Nucleic Acids Research 2008, V.36, №20, P.6482-6493[42] Tang W., Kannan R., Blanchette M., Baumann P. // Nature 2012, V.484, №7393, P.260-264[43] Kannan R., Helston R.M., Dannebaum R.O., Baumann P. // Nat. Commun. 2015, V.6, P.6104[44] Parker R., Siliciano P.G. // Nature 1993, V.361, №6413, P.660-662[45] Feng J., Funk W.D., Wang S.S., Weinrich S.L., Avilion A.A., Chiu C.P., Adams R.R., Chang E., Allsopp R.C., Yu J. // Science. 1995, V.269, №5228, P.1236-1241[46] Egan E.D., Collins K. // Mol. Cell. Biol. 2012, V.32, №13, P.2428-2439[47] Zhao J.Q., Hoare S.F., McFarlane R., Muir S., Parkinson E.K., Black D.M., Keith W.N. // Oncogene. 1998, V.16, №10, P.1345-1350[48] Tseng C.K., Wang H.-F., Burns A.M., Schroeder M.R., Gaspari M., Baumann P. // Cell Rep. 2015, V.13, №10, P.2232-2243[49] Mitchell J.R., Collins K. // Molecular Cell 2000, V.6, №2, P.361-371[50] Goldfarb K.C., Cech T.R. // BMC Mol. Biol. 2013, V.14, P.23[51] Berndt H., Harnisch C., Rammelt C., Stöhr N., Zirkel A., Dohm J.C., Himmelbauer H., Tavanez J.P., Hüttelmaier S., Wahle E. // RNA. 2012, V.18, №5, P.958-972[52] Rammelt C., Bilen B., Zavolan M., Keller W. // RNA. 2011, V.17, №9, P.1737-1746[53] LaCava J., Houseley J., Saveanu C., Petfalski E., Thompson E., Jacquier A., Tollervey D. // Cell. 2005, V.121, №5, P.713-724[54] Ntini E., Järvelin A.I., Bornholdt J., Chen Y., Boyd M., Jørgensen M., Andersson R., Hoof I., Schein A., Andersen P.R. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2013, V.20, №8, P.923-928[55] Andersen P.R., Domanski M., Kristiansen M.S., Storvall H., Ntini E., Verheggen C., Schein A., Bunkenborg J., Poser I., Hallais M. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2013, V.20, №12, P.1367-1376[56] Lubas M., Christensen M.S., Kristiansen M.S., Domanski M., Falkenby L.G., Lykke-Andersen S., Andersen J.S., Dziembowski A., Jensen T.H. // Molecular Cell 2011, V.43, №4, P.624-637[57] Lubas M., Andersen P.R., Schein A., Dziembowski A., Kudla G., Jensen T.H. // Cell Rep. 2015, V.10, №2, P.178-192[58] Tummala H., Walne A., Collopy L., Cardoso S., de la Fuente J., Lawson S., Powell J., Cooper N., Foster A., Mohammed S. // J. Clin. Invest. 2015, V.125, №5, P.2151-2160[59] Moon D.H., Segal M., Boyraz B., Guinan E., Hofmann I., Cahan P., Tai A.K., Agarwal S. // Nat. Genet. 2015, V.47, №12, P.1482-1488[60] Macias S., Cordiner R.A., Gautier P., Plass M., Cáceres J.F. // Molecular Cell 2015, V.60, №6, P.873-885[61] Nguyen D., Grenier St-Sauveur V., Bergeron D., Dupuis-Sandoval F., Scott M.S., Bachand F. // Cell Rep. 2015, V.13, №10, P.2244-2257[62] Egan E.D., Collins K. // Mol. Cell. Biol. 2010, V.30, №11, P.2775-2786[63] Cristofari G., Adolf E., Reichenbach P., Sikora K., Terns R.M., Terns M.P., Lingner J. // Molecular Cell 2007, V.27, №6, P.882-889[64] Venteicher A.S., Abreu E.B., Meng Z., McCann K.E., Terns R.M., Veenstra T.D., Terns M.P., Artandi S.E. // Science. 2009, V.323, №5914, P.644-648[65] Stern J.L., Zyner K.G., Pickett H.A., Cohen S.B., Bryan T.M. // Mol. Cell. Biol. 2012, V.32, №13, P.2384-2395[66] Rubtsova M.P., Vasilkova D.P., Malyavko A.N., Naraikina Y.V., Zvereva M.I., Dontsova O.A. // Acta Naturae. 2012, V.4, №2, P.44-61