Семейство факторов транскрипции, участвующих в анатомическом развитии
Белки FOX (forkhead box) представляют собой семейство факторов транскрипции , которые играют важную роль в регуляции экспрессии генов, участвующих в росте клеток , пролиферации, дифференциации и долголетии . Многие белки FOX важны для эмбрионального развития. [1] [2] Белки FOX также обладают пионерской транскрипционной активностью, будучи способными связывать конденсированный хроматин во время процессов дифференциации клеток. [3]
Определяющей особенностью белков FOX является forkhead box , последовательность из 80–100 аминокислот, образующая мотив , который связывается с ДНК . Этот мотив forkhead также известен как крылатая спираль из-за бабочкообразного вида петель в структуре белка домена. [4] Белки forkhead являются подгруппой класса белков спираль-поворот-спираль .
Биологические роли
Было идентифицировано множество генов, кодирующих белки FOX. Например, ген FOXF2 кодирует forkhead box F2, один из многих человеческих гомологов фактора транскрипции Drosophila melanogaster forkhead. FOXF2 экспрессируется в легких и плаценте .
Некоторые гены FOX являются нисходящими мишенями сигнального пути hedgehog , который играет роль в развитии базальноклеточных карцином . Члены класса O (FOXO-белки) регулируют метаболизм, клеточную пролиферацию, устойчивость к стрессу и, возможно, продолжительность жизни. Активность FoxO контролируется посттрансляционными модификациями , включая фосфорилирование , ацетилирование и убиквитинирование . [5]
Открытие
Основоположником и тезкой семейства FOX является фактор транскрипции fork head у Drosophila , открытый немецкими биологами Детлефом Вайгелем и Гербертом Джекле. [6] [7] С тех пор было обнаружено большое количество членов семейства, особенно у позвоночных . Первоначально им давали совершенно разные названия (например, HFH, FREAC и fkh), но в 2000 году была введена единая номенклатура, которая группировала белки FOX в подклассы (FOXA-FOXS) на основе сохранения последовательности. [8]
Гены
- FOXA1 , FOXA2 , FOXA3 (См. также Ядерные факторы гепатоцитов .)
- FOXB1 , FOXB2
- FOXC1 (ассоциированный с глаукомой), FOXC2 (варикозное расширение вен)
- FOXD1 , FOXD2, FOXD3 ( витилиго ), FOXD4 , FOXD4L1, FOXD4L3, FOXD4L4, FOXD4L5, FOXD4L6
- FOXE1 (щитовидная железа), FOXE3 (хрусталик)
- FOXF1 (легкие), FOXF2
- FOXG1 (мозг)
- FOXH1 (широко экспрессируется)
- FOXI1 (ухо), FOXI2, FOXI3
- FOXJ1 (реснички), FOXJ2 (эритроид), FOXJ3
- FOXK1 , FOXK2 (ВИЧ, ИЛ-2, надпочечники)
- FOXL1 (яичник), FOXL2
- FOXM1 (клеточный цикл, эритроид, рак)
- FOXN1 (волосы, тимус), FOXN2, FOXN3 (контрольные точки клеточного цикла; широко выражены), FOXN4
- FOXO1 (широко экспрессируется: мышцы, печень, поджелудочная железа), FOXO3 (апоптоз, эритроид, долголетие), FOXO4 (широко экспрессируется), FOXO6 (печень, скелетные мышцы, мозг)
- FOXP1 (плюрипотентность, затем мозг, сердце и легкие), FOXP2 (широко экспрессируется? мозг; язык), FOXP3 (Т-клетки), FOXP4 – могут быть наследственными, ответственными за двигательное обучение, на основании исследований насекомых (где есть только один FoxP ) [9]
- FOXQ1
- FOXR1, FOXR2
- FOXS1 [10]
Рак
Член семейства FOX, FOXD2, был обнаружен в прогрессирующем гиперэкспрессировании в неопластических кератиноцитах, положительных на вирус папилломы человека, полученных из пренеопластических поражений шейки матки на разных уровнях злокачественности. [11] По этой причине этот ген, вероятно, связан с опухолеобразованием и может быть потенциальным прогностическим маркером прогрессирования пренеопластических поражений шейки матки . [11]
Ссылки
- ^ Tuteja G, Kaestner KH (сентябрь 2007 г.). «SnapShot: факторы транскрипции forkhead I». Cell . 130 (6): 1160.e1–1160.e2. doi : 10.1016/j.cell.2007.09.005 . PMID 17889656. S2CID 38793380.
- ^ Tuteja G, Kaestner KH (октябрь 2007 г.). "Forkhead transcription factors II". Cell . 131 (1): 192–192.e1. doi : 10.1016/j.cell.2007.09.016 . PMID 17923097. S2CID 322449.
- ^ Zaret KS, Carroll JS (ноябрь 2011 г.). «Пионерские факторы транскрипции: установление компетенции для экспрессии генов». Genes Dev . 25 (21): 2227–41. doi :10.1101/gad.176826.111. PMC 3219227. PMID 22056668 .
- ^ Lehmann OJ, Sowden JC, Carlsson P, Jordan T, Bhattacharya SS (2003). «Fox's in development and disease». Trends in Genetics . 19 (6): 339–344. doi :10.1016/S0168-9525(03)00111-2. PMID 12801727.
- ^ van der Horst A, Burgering BM (июнь 2007 г.). «Подчеркивая роль белков FoxO в продолжительности жизни и болезнях». Nat. Rev. Mol. Cell Biol . 8 (6): 440–50. doi :10.1038/nrm2190. PMID 17522590. S2CID 31546098.
- ^ Weigel D, Jürgens G, Küttner F, Seifert E, Jäckle H (1989). «Гомеотическая генная вилка head кодирует ядерный белок и экспрессируется в терминальных областях эмбриона дрозофилы». Cell . 57 (4): 645–658. doi :10.1016/0092-8674(89)90133-5. PMID 2566386. S2CID 12317967.
- ^ Weigel D, Jäckle H (1990). «Домен вилки, новый ДНК-связывающий мотив эукариотических факторов транскрипции?». Cell . 63 (3): 455–456. doi :10.1016/0092-8674(90)90439-L. PMID 2225060. S2CID 1986657.
- ^ Kaestner KH, Knochel W, Martinez DE (2000). «Унифицированная номенклатура факторов транскрипции крылатой спирали/вилкообразной головки». Гены и развитие . 14 (2): 142–146. doi : 10.1101/gad.14.2.142 . PMID 10702024. S2CID 26488600.
- ^ Мендоса, Э.; Коломб, Дж.; Рыбак, Дж.; Пфлюгер, Х.Дж.; Зарс, Т.; Шарфф, К.; Брембс, Б. (2014). «Мутанты FoxP дрозофилы не способны к оперантному самообучению». PLOS ONE . 9 (6): e100648. Bibcode : 2014PLoSO...9j0648M. doi : 10.1371/journal.pone.0100648 . PMC 4070984. PMID 24964149 .
- ^ "Gene group: Forkhead boxes (FOX)". Комитет по номенклатуре генов HUGO Европейского института биоинформатики . Получено 6 июня 2021 г.
- ^ ab Rotondo JC, Bosi S, Bassi C, Ferracin M, Lanza G, Gafà R, Magri E, Selvatici R, Torresani S, Marci R, Garutti P, Negrini M, Tognon M, Martini F (апрель 2015 г.). «Изменения экспрессии генов при прогрессировании цервикальной неоплазии, выявленные с помощью микроматричного анализа цервикальных неопластических кератиноцитов». J Cell Physiol . 230 (4): 802–812. doi :10.1002/jcp.24808. hdl : 11392/2066612 . PMID 25205602. S2CID 24986454.
Внешние ссылки