Acta NaturaeActa NaturaeActa Naturae2075-8251Acta Naturae Ltd1106710.32607/actanaturae.11067ReviewsОбзорыReview ArticleSuper-Enhancers in the Regulation of Gene Transcription: General Aspects and Antitumor TargetsСуперэнхансеры в регуляции транскрипции генов: общебиологические аспекты и мишени противоопухолевой терапииhttps://orcid.org/0000-0002-2090-2488BruterAlexandra V.БрутерАлександра Владимировна
Russian Federation

к.б.н., МНС., ЦКП;

к.б.н., МНС., лаборатория механизмов регуляции иммунитета

aleabruter@gmail.comRodionovaMariya D.РодионоваМария Дмитриевна
Russian Federation
rodionova@scamt-itmo.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8451-1216VarlamovaEkaterina A.ВарламоваЕкатерина Антоновна
Russian Federation

Студент, ЦКП;

Студент, лаборатория мехнизмов гибели опухолевых клеток

katerinavarlamova196@gmail.comShtilAlexander A.ШтильАлександр Альбертович
Russian Federation

д.м.н., заведующий лаборатории механизмов гибели опухолевых клеток;

д.м.н., заведующий лаборатории молекулярной онкобиологии

shtilaa@yahoo.comInstitute of Gene Biology, Russian Academy of SciencesИнститут биологии гена РАНBlokhin National Medical Research Center of OncologyНациональный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н.Н. БлохинаITMO UniversityУниверситет ИТМО150320211314153006202001092020Copyright ©; 2021, Bruter A.V., Rodionova M.D., Varlamova E.A., Shtil A.A.Copyright ©; 2021, Брутер А.В., Родионова М.Д., Варламова Е.А., Штиль А.А.2021Bruter A.V., Rodionova M.D., Varlamova E.A., Shtil A.A.Брутер А.В., Родионова М.Д., Варламова Е.А., Штиль А.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://actanaturae.ru/2075-8251/article/view/11067

Super-enhancers (genome elements that activate gene transcription) are DNA regions with an elevated concentration of transcriptional complexes. These multiprotein structures contain, among other components, the cyclin-dependent kinases 8 and 19. These and other transcriptional protein kinases are regarded as novel targets for pharmacological inhibition by antitumor drug candidates.

Суперэнхансеры – элементы генома, активирующие транскрипцию генов, – представляют собой участки ДНК с повышенной концентрацией транскрипционных комплексов. В таких мультибелковых структурах особая роль принадлежит транскрипционным протеинкиназам, главным образом, циклинзависимым киназам 8 и 19. Эти уникальные белки рассматриваются как новые мишени противоопухолевых соединений.

transcriptionsuper-enhancerstranscriptional protein kinasestargeted therapytumorsтранскрипциясуперэнхансерытранскрипционные протеинкиназымишень-направленная терапияопухолигрант Минобрнауки Российской Федерацииgrant from the Ministry of Education and Science of the Russian Federation14.W03.31.0020Whyte W., Orlando D., Hnisz D., Abraham B., Lin C., Kagey M., Rahl P., Lee T., Young R. // Cell. 2013. V. 153. № 2. P. 307–319.Peng X., So K., He L., Zhao Y., Zhou J., Li Y., Yao M., Xu B., Zhang S., Yao H., et al. // Nucl. Acids Res. 2017. V. 45. № 15. P. 8785–8805.Tang F., Yang Z., Tan Y., Li Y. // NPJ Precis. Oncol. 2020. V. 4. № 1. P. 2.Lovén J., Hoke H., Lin C., Lau A., Orlando D., Vakoc C., Bradner J., Lee T., Young R. // Cell. 2013. V. 153. № 2. P. 320–334.Parker S., Stitzel M., Taylor D., Orozco J., Erdos M., Akiyama J., Bueren K., Chines P., Narisu N., Black B., et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2013. V. 110. № 44. P. 17921–17926.Hnisz D., Abraham B., Lee T., Lau A., Saint-André V., Sigova A., Hoke A., Young R. // Cell. 2013. V. 155. № 4. P. 934–947.Hnisz D., Schuijers J., Lin C.Y., Weintraub A., Abraham B., Lee T., Bradner J., Young R. // Mol. Cell. 2015. V. 58. № 2. P. 362–370.Nitulescu I., Meyer S., Wen Q., Crispino D., Lemieux M., Levinee R., Pelish H., Shair M. // EBioMedicine. 2017. V. 26. P. 112–125.Thandapani P. // Pharmacol. Ther. 2019. V. 199. P. 129–138.Peng Y., Zhang Y. // Animal Model Exp. Med. 2018. V. 1. № 3. P. 169–179.The comprehensive human Super-Enhancer database (http://www.licpathway.net/sedb) // Date of the application: 05.08.2020.Pott S., Lieb J. // Nat. Genet. 2014. V. 47. № 1. P. 8–12.Hnisz D., Shrinivas K., Young R., Chakraborty A., Sharp P. // Cell. 2017. V. 169. № 1. P. 13–23.Chapuy B., McKeown M., Lin C., Monti S., Roemer M., Qi J., Rahl P., Sun H., Yeda K., Doench J., et al. // Cancer Cell. 2013. V. 24. № 6. P. 777–790.Ball B., Abdel-Wahab O. // Trends Pharmacol. Sci. 2018. V. 39. № 12. P. 1002–1004.Tan Y., Li Y., Tang F. // Mol. Cancer. 2020. V. 19. № 1. P. 74.Ghazzaui N., Issaoui H., Saintamand A., Oblet C., Carrion C., Denizot Y. // Blood Adv. 2018. V. 2. № 3. P. 252–262.Santos J., Braikia F., Oudinet C., Joana M., Dauba A., Khamlichi A. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2019. V. 116. № 29. P. 14708–14713.Lio C., Shukla V., Samaniego-Castruita D., González-Avalos E., Chakraborty A., Yue X., Schatz D., Rao A. // Sci. Immunol. 2019. V. 4. № 34. Р. eaau7523.Loft A., Forss I., Siersbæk M., Schmidt S., Larsen A., Madsen J., Pisani D., Nielsen R., Aagaard M., Mathison A., et al. // Genes Dev. 2014. V. 29. № 1. P. 7–22.Martinez M., Medrano S., Brown E., Tufan T., Shang S., Bertoncello N., Guessoum O., Adli M., Belyea B., Sequeira-Lopez M., Gomez R. // J. Clin. Invest. 2018. V. 128. № 11. P. 4787–4803.Huang S., Li X., Zheng H., Si X., Li B., Wei G., Li C., Chen Y., Chen Y., Liao W., et al. // Circulation. 2019. V. 139. № 25. P. 2857–2876.Brown J., Lin C., Duan Q., Griffin G., Federation A., Paranal R., Bair S., Newton G., Lichtman A., Kung A., et al. // Mol. Cell. 2014. V. 56. № 2. P. 219–231.Iwakawa R., Takenaka M., Kohno T., Shimada Y., Totoki Y., Shibata T., Tsuta T., Nishikawa R., Noguchi M., Sato-Otsubo A., et al. // Genes Chromosomes Cancer. 2013. V. 52. № 9. P. 802–816.Herranz D., Ambesi-Impiombato A., Palomero T., Schnell S., Belver L., Wendorff A., Xu L., Castillo-Martin M., Llobet-Navás D., Cordon-Cardo C., et al. // Nat. Med. 2014. V. 20. № 10. P. 1130–1137.Zhang X., Choi P., Francis J., Imielinski M., Watanabe H., Cherniack A., Meyerson M. // Nat. Genet. 2015. V. 48. № 2. P. 176–182.Zhang X., Choi P., Francis J., Gao G., Campbell J., Ramachandran A., Mitsuishi Y., Ha G., Shih J., Vazquez F., et al. // Cancer Discov. 2018. V. 8. № 1. P. 108–125.Mansour M., Abraham B., Anders L., Berezovskaya A., Gutierrez A., Durbin A., Etchin J., Lawton L., Sallan S., Silverman L., et al. // Science. 2014. V. 346. № 6215. P. 1373–1377.Kuuluvainen E., Domènech-Moreno E., Niemelä E., Mäkelä T. // Mol. Cell Biol. 2018. V. 38. № 11. Р. e00573-17.Gimple R., Kidwell R., Kim L., Sun T., Gromovsky A., Wu Q., Wolf M., Lv D., Bhargava S., Jiang L., et al. // Cancer Discov. 2019. V. 9. № 9. P. 1248–1267.Hu Y., Zhang Z., Kashiwagi M., Yoshida T., Joshi I., Jena N., Somasundaram R., Emmanuel A., Sigvardsson M., Fitamant J., et al. // Genes Dev. 2016. V. 30. № 17. P. 1971–1990.Clarke P., Ortiz-Ruiz M., TePoele R., Adeniji-Popoola O., Box G., Court W., Czasch S., Bawab S., Esdar C., Ewan K., et al. // eLife. 2016. V. 5. P. e20722.Pelish H., Liau B., Nitulescu I., Tangpeerachaikul A., Poss Z., Da Silva D., Caruso B., Arefolov A., Fadeyi O., Christie A., et al. // Nature. 2015. V. 526. № 7572. P. 273–276.Shi J., Whyte W., Zepeda-Mendoza C., Milazzo J., Shen C., Roe J., Minder J., Mercan F., Wang E., Eckersley-Maslin M., et al. // Genes Dev. 2013. V. 27. № 24. P. 2648–2662.Hnisz D., Weintraub A., Day D., Valton A., Bak R., Li C., Goldmann J., Lajoie B., Fan Z., Sigova A., et al. // Science. 2016. V. 351. № 6280. P. 1454–1458.Zhou H., Schmidt S., Jiang S., Willox B., Bernhardt K., Liang J., Johannsen E., Kharchenko P., Gewurz B., Kieff E., et al. // Cell Host Microbe. 2015. V. 17. № 2. P. 205–216.Alqahtani A., Choucair K., Ashraf M., Hammouda D., Alloghbi A., Khan T., Senzer N., Nemunaitis J. // Future Sci. OA. 2019. V. 5. № 3. FSO372.Borthakur G., Wolff J., Aldoss I., Hu B., Dinh M., Torres A., Chen X., Rizzieri D., Sood A., Odenike O., et al. // J. Clin. Oncol. 2018. V. 36. № 5. P. 7019.Sobhani N., D’Angelo A., Pittacolo M., Roviello Z., Miccoli A., Corona S., Bernocchi O., Generali D., Otto T. // Cells. 2019. V. 8. № 4. P. 321.Kennedy A., Vallurupalli M., Chen L., Crompton B., Cowley G., Vazquez F., Weir A., Tsherniak A., Parasuraman S., Kim S., et al. // Oncotarget. 2015. V. 6. P. 30178–30193.Chou J., Quigley D., Robinson T., Feng F., Ashworth A. // Cancer Discov. 2020. V. 10. № 3. P. 351–370.Greenleaf A. // Transcription. 2019. V. 10. № 2. P. 91–110.Kwiatkowski N., Zhang T., Rahl P., Abraham B., Reddy J., Ficarro S., Dastur A., Amzallag A., Ramaswamy S., Tesar B., et al. // Nature. 2014. V. 511. № 7511. P. 616–620.Rix U., Superti-Furga G. // Nat. Сhem. Biol. 2009. V. 5. № 9. P. 616–624.Chipumuro E., Marco E., Christensen C., Kwiatkowski N., Zhang T., Hatheway C., Abraham B., Sharma B., Yeung C., Altabef A., et al. // Cell. 2014. V. 159. № 5. P. 1126–1139.A Study of SY 5609, a Selective CDK7 Inhibitor, in Advanced Solid Tumors (https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04247126) // Date of the application: 05.08.2020.Zhang T., Kwiatkowski N., Olson C., Dixon-Clarke S., Abraham B., Greifenberg A., Ficarro S., Elkins J., Liang Y., Hannett N., et al. // Nat. Chem. Biol. 2016. V. 12. P. 876–884.Liang S., Hu L., Wu Z., Chen Z., Liu S., Xu X., Qian A. // Cells. 2020. V. 9. № 6. P. 1483.Galbraith M., Donner A., Espinosa J. // Transcription. 2010. V. 1. P. 4–12.Donner A., Ebmeier C., Taatjes D., Espinosa J. // Nat. Struct. Mol. Biol. 2010. V. 17. P. 194–201.Galbraith M., Allen M., Bensard C., Wang X., Schwinn M., Qin B., Long H., Daniels D., Hahn W., Dowell R., et al. // Cell. 2013. V. 153. P. 1327–1339.McDermott M., Chumanevich A., Lim C., Liang J., Chen M., Altilia S., Oliver D., Rae J., Shtutman M., Kiaris H., et al. // Oncotarget. 2017. V. 8. P. 12558–12575.Chen M., Liang J., Ji H., Yang Z., Altilia S., Hu B., Schronce A., McDermott M.S.J., Schools G.P., Zik C.U., et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2017. V. 114. P. 10208–10213.McCleland M., Soukup T., Liu S., Esensten J., de Sousa E Melo, Yaylaoglu M., Warming S., Roose-Girma M., Firestein R. // J. Pathol. 2015. V. 237. P. 508–519.Westerling T., Kuuluvainen E., Makela T. // Mol. Cell Biol. 2007. V. 27. P. 6177–6182.Loncle N., Boube M., Joulia L., Boschiero C., Werner M., Cribbs D., Bourbon H. // EMBO J. 2007. V. 26. P. 1045–1054.Xie X., Hsu F., Gao X., Xu W., Ni J., Xing Y., Huang L., Hsiao H., Zheng H., Wang C., et al. // PLoS. Biol. 2015. V. 13. № 7. Р. e1002207.Firestein R., Bass A., Kim S., Dunn I., Silver S., Guney I., Freed E., Ligon A., Vena N., Ogino S., et al. // Nature. 2008. V. 455. P. 547–551.Alarcon C., Zaromytidou A., Xi Q., Gao S., Yu J., Fujisawa S., Barlas A., Miller A., Manova-Todorova K., Macias M., et al. // Cell. 2009. V. 139. P. 757–769.Xu W., Wang Z., Zhang W., Qian K., Li H., Kong D., Li Y., Tang Y. // Cancer Lett. 2015. V. 356. P. 613–627.Porter D., Farmaki E., Altilia S., Schools G., West D., Chen M., Chang B., Puzyrev A., Lim C., Rokow-Kittell R., et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2012. V. 109. P. 13799–13804.Broude E., Gyorffy B., Chumanevich A., Chen M., McDermott M., Shtutman M., Catroppo J., Roninson I. // Curr. Cancer Drug Targets. 2015. V. 15. P. 739–749.Xu D., Li C., Zhang X., Gong Z., Chan C., Lee S., Jin G., Rezaeian A., Han F., Wang J., et al. // Nat. Commun. 2015. V. 6. P. 6641.Kapoor A., Goldberg M., Cumberland L., Ratnakumar K., Segura M., Emanuel P., Menendez S., Vardabasso C., Leroy G., Vidal C., et al. // Nature. 2010. V. 468. P. 1105–1109.Adler A., McCleland M., Truong T., Lau S., Modrusan Z., Soukup T., Roose-Girma M., Blackwood E., Firestein R. // Cancer Res. 2012. V. 72. P. 2129–2139.Menzl I., Witalisz-Siepracka A., Sexl V. // Pharmaceuticals (Basel). 2019. V. 12. № 2. P. 92.Xi M., Chen T., Wu C., Gao X., Wu Y., Luo X., Du K., Yu L., Cai T., Shen R., Sun H., et al. // Eur. J. Med. Chem. 2019. V. 164. P. 77–91.Solum E., Hansen T., Aesoy R., Herfindal L. // Bioorg. Med. Chem. 2020. V. 28. № 10. P. 115461.Hatcher J., Wang E., Johannessen L., Kwiatkowski N., Sim T., Gray N. // ACS Med. Chem. Lett. 2018. V. 9. № 6. P. 540–545.Philip S., Kumarasiri M., Teo T., Yu M., Wang S. // J. Med. Chem. 2018. V. 61. № 12. P. 5073–5092.Chen M., Li J., Liang J., Thompson Z., Kathrein K., Broude E., Roninson I. // Cells. 2019. V. 8. № 11. P. 1413.Chen W., Ren X., Chang C. // ChemMedChem. 2019. V. 14. № 1. P. 107–118.He L., Zhu Y., Fan Q., Miao D., Zhang S., Liu X., Zhang C. // Bioorg. Med. Chem. Lett. 2019. V. 29. № 4. P. 549–555.Jia Q., Chen S., Tan Y., Li Y., Tang F. // Exp. Mol. Med. 2020. V. 52. № 5. P. 713–723.Sengupta S., George R. // Trends Cancer. 2017. V. 3. № 4. P. 269–281.Brinda B., Khan I., Parkin B., Konig H. // J. Cell. Mol. Med. 2018. V. 22. № 3. P. 1411–1427.Tan Y., Wu Q., Zhou F. // Crit. Rev. Oncol. Hematol. 2020. V. 152. P. 102993.Khamidullina A., Tatarskiy V., Yastrebova M., Nuzhina J., Ivanova E., Lim C.-U., Chen M., Broude E., Roninson I., Shtil A. // Proc. EACR conference «A Matter of Life and Death: Mechanisms, Models and Therapeutic Opportunities». Italy, 2020. P. 60.Feng S., Yan P., Zhang Q., Li Z., Li C., Geng Y., Wang L., Zhao X., Yang Z., Cai H., Wang X. // Int. J. Colorectal Dis. 2020. V. 35. P. 1355–1369.Kotani D., Kuboki Y., Horasawa S., Kaneko A., Nakamura Y., Kawazoe A., Bando H., Taniguchi H., Shitara K., Kojima T., et al. // BMC Cancer. 2019. V. 19. № 1. P. 1253.Liang J., Chen M., Hughes D., Chumanevich A., Altilia S., Kaza V., Lim C., Kiaris H., Mythreye K., Pena M., et al. // Cancer Res. 2018. V. 78. № 3. P. 6594–6606.