stringtranslate.com

Крюппель

Гибридизация in situ против мРНК генов gap knirps, Krüppel и giant в раннем эмбрионе Drosophila melanogaster . Панели также показывают, как эти гены затронуты мутацией brakeless (bks).

Krüppel — ген пробела в Drosophila melanogaster , расположенный на хромосоме 2R, который кодирует фактор транскрипции цинкового пальца C2H2 . [1] [2] Гены пробела работают вместе, чтобы установить передне-заднюю сегментную структуру насекомого посредством регуляции фактора транскрипции, кодирующего гены парного правила . Эти гены, в свою очередь, регулируют гены полярности сегментов . [3] Krüppel означает «калека» на немецком языке, названный так из-за изуродованного вида мутантных личинок, у которых не развились надлежащие грудной и передний сегменты в брюшной области. [4] [5] [6] Мутанты также могут иметь брюшные зеркальные дупликации.

Человеческие гомологи Крюппеля в совокупности называются факторами, подобными Крюппелю , набором белков, хорошо изученных по их роли в канцерогенезе. [7] [8] [9] [10] [11]

Крюппельпуть экспрессии

Krüppel экспрессируется в центре эмбриона на стадии развития клеточной бластодермы. [12] Его паттерн экспрессии ограничен этим доменом в основном за счет взаимодействия с генами материнского эффекта Bicoid и Nanos , а также с другими генами gap Hunchback и Knirps. [13]

Материнские транскрипты Bicoid откладываются на переднем конце эмбриона, тогда как материнские транскрипты Nanos располагаются на заднем. Транскрипты мРНК Hunchback присутствуют по всему эмбриону. Bicoid и Nanos оба кодируют морфогены , которые оказывают противоположное действие на трансляцию мРНК Hunchback — Bicoid активирует трансляцию, тогда как Nanos ее подавляет. [14] Таким образом, мРНК Hunchback транслируется таким образом, что белок Hunchback присутствует в градиенте концентрации, который уменьшается вдоль передне-задней оси. Этот градиент Hunchback косвенно приводит к передней границе для экспрессии Knirps . Другие факторы вызывают заднюю границу, так что Knirps экспрессируется в полосе в задней области эмбриона.

Hunchback и Knirps являются факторами транскрипции, которые регулируют экспрессию Krüppel . Высокие уровни Hunchback подавляют экспрессию, тогда как низкие уровни Hunchback активируют экспрессию. Knirps действует как репрессор, подавляя экспрессию. Это приводит к тому, что Krüppel экспрессируется в полосе в центре AP-оси эмбриона, где концентрация Hunchback упала до достаточно низкого уровня, чтобы он мог действовать как активатор, но Knirps еще не присутствует, чтобы подавлять. Таким образом, начальные градиенты морфогенов могут привести к созданию определенной области в бластодерме. Это можно сравнить с узкополосным фильтром в инженерии.

ЭффектыКрюппельвыражение

Белок Krüppel является фактором транскрипции и, как было показано, действует как репрессор . Он функционирует в сотрудничестве с другими генами gap и их локализованными белковыми продуктами для регулирования экспрессии первичных генов правила пар — even skipped ( eve ), hairy ( h ) и runt. [15] Было высказано предположение, что Krüppel подавляет экспрессию eve , создавая заднюю границу полосы eve два, и также были найдены доказательства того, что Krüppel играет особую роль в формировании полоски hairy 7. [16] [17] Модели экспрессии гена правила пар, в свою очередь, будут регулировать гены полярности сегментов, что делает Krüppel необходимым для правильного развития вдоль передне-задней оси и идентичности сегментов.

Клиническое значение

Krüppel продемонстрировал гомологию с факторами млекопитающих, подобными факторам Krüppel , которые играют ключевую биологическую роль в патогенезе многих заболеваний человека: рака, [18] ожирения, [19] воспалительных расстройств [20] и сердечно-сосудистых осложнений. [21] Более того, известно, что KLF участвуют в генерации индуцируемых плюрипотентных стволовых клеток и сохранении плюрипотентного состояния эмбриональных стволовых клеток . [22] [23] [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Kinzler KW, Ruppert JM, Bigner SH, Vogelstein B (март 1988). «Ген GLI является членом семейства белков цинковых пальцев Круппеля». Nature . 332 (6162): 371–4. Bibcode :1988Natur.332..371K. doi :10.1038/332371a0. PMID  2832761. S2CID  4279828.
  2. ^ "Отчет о генах FlyBase: Dmel\Kr" . www.flybase.org . Проверено 8 октября 2019 г.
  3. ^ Hoy MA (январь 2019). «Генетические системы, эволюция генома и генетический контроль эмбрионального развития у насекомых». В Hoy MA (ред.). Молекулярная генетика насекомых . Academic Press. стр. 103–175. doi :10.1016/B978-0-12-815230-0.00004-2. ISBN 9780128152300. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )
  4. ^ Nüsslein-Volhard C, Wieschaus E (октябрь 1980 г.). «Мутации, влияющие на количество сегментов и полярность у дрозофилы». Nature . 287 (5785): 795–801. Bibcode :1980Natur.287..795N. doi :10.1038/287795a0. PMID  6776413. S2CID  4337658.
  5. ^ Nüsslein-Volhard C, Wieschaus E, Kluding H (сентябрь 1984 г.). «Мутации, влияющие на рисунок личиночной кутикулы у Drosophila melanogaster: I. Зиготические локусы на второй хромосоме». Архивы биологии развития Вильгельма Ру . 193 (5): 267–282. doi : 10.1007/BF00848156. PMID  28305337. S2CID  2195415.
  6. ^ Wieschaus E, Nusslein-Volhard C, Kluding H (июль 1984). «Krüppel, ген, активность которого необходима на ранних стадиях зиготического генома для нормальной эмбриональной сегментации». Developmental Biology . 104 (1): 172–86. doi :10.1016/0012-1606(84)90046-0. PMID  6428949.
  7. ^ Schuh R, Aicher W, Gaul U, Côté S, Preiss A, Maier D и др. (декабрь 1986 г.). «Сохраняющееся семейство ядерных белков, содержащих структурные элементы фингер-белка, кодируемого геном сегментации Krüppel у дрозофилы». Cell . 47 (6): 1025–32. doi : 10.1016/0092-8674(86)90817-2 . PMID  3096579.
  8. ^ Yori JL, Seachrist DD, Johnson E, Lozada KL, Abdul-Karim FW, Chodosh LA и др. (Июль 2011 г.). «Krüppel-like factor 4 inhibits tumorigenic progression and metastasis in a mouse model of breast cancer». Neoplasia . 13 (7): 601–10. doi :10.1593/neo.11260. PMC 3132846 . PMID  21750654. 
  9. ^ Lin ZS, Chu HC, Yen YC, Lewis BC, Chen YW (2012). "Krüppel-like factor 4, a tumor suppressor in hepatocellular carcinoma cells reverts epithelial mesenchymal transition by suppressing slug expression". PLOS ONE . ​​7 (8): e43593. Bibcode :2012PLoSO...743593L. doi : 10.1371/journal.pone.0043593 . PMC 3427336 . PMID  22937066. 
  10. ^ Wei D, Gong W, Kanai M, Schlunk C, Wang L, Yao JC и др. (апрель 2005 г.). «Резкое снижение экспрессии фактора Крюппеля 4 имеет решающее значение для развития и прогрессирования рака желудка у человека». Cancer Research . 65 (7): 2746–54. doi :10.1158/0008-5472.CAN-04-3619. PMID  15805274.
  11. ^ Lee UE, Ghiassi-Nejad Z, Paris AJ, Yea S, Narla G, Walsh M, Friedman SL (март 2010 г.). «Опухолесупрессивная активность KLF6, опосредованная снижением регуляции онкогена PTTG1». FEBS Letters . 584 (5): 1006–10. doi :10.1016/j.febslet.2010.01.049. PMC 2827621. PMID 20116377  . 
  12. ^ Лихт Дж. Д., Гроссель М. Дж., Фигге Дж., Хансен У. М. (июль 1990 г.). «Белок Drosophila Krüppel является репрессором транскрипции». Природа . 346 (6279): 76–9. Бибкод : 1990Natur.346...76L. дои : 10.1038/346076a0. PMID  2114551. S2CID  10301966.
  13. ^ Knipple DC, Seifert E, Rosenberg UB, Preiss A, Jäckle H (1985). «Пространственные и временные закономерности экспрессии гена Крюппеля у ранних эмбрионов дрозофилы». Nature . 317 (6032): 40–4. Bibcode :1985Natur.317...40K. doi :10.1038/317040a0. PMID  2412131. S2CID  4340589.
  14. ^ Porcher A, Dostatni N (март 2010). "Система бикоидного морфогена". Current Biology . 20 (5): R249-54. doi : 10.1016/j.cub.2010.01.026 . PMID  20219179.
  15. ^ Pankratz MJ, Seifert E, Gerwin N, Billi B, Nauber U, Jäckle H (апрель 1990 г.). «Градиенты продуктов генов Krüppel и knirps направляют паттернирование полос генов парного правила в задней области эмбриона Drosophila». Cell . 61 (2): 309–17. doi :10.1016/0092-8674(90)90811-R. PMID  2331752. S2CID  44716994.
  16. ^ Small S, Kraut R, Hoey T, Warrior R, Levine M (май 1991). «Транскрипционная регуляция полосы парного правила у дрозофилы». Genes & Development . 5 (5): 827–39. doi : 10.1101/gad.5.5.827 . PMID  2026328.
  17. ^ La Rosée-Borggreve A, Häder T, Wainwright D, Sauer F, Jäckle H (декабрь 1999 г.). «элемент волосатой полоски 7 опосредует активацию и репрессию в ответ на различные домены и уровни Krüppel в эмбрионе Drosophila». Механизмы развития . 89 (1–2): 133–40. doi :10.1016/s0925-4773(99)00219-1. hdl : 11858/00-001M-0000-002A-18E2-F . PMID  10559488. S2CID  17728959.
  18. ^ Ghaleb AM, Katz JP, Kaestner KH, Du JX, Yang VW (апрель 2007 г.). «Krüppel-like factor 4 проявляет антиапоптотическую активность после повреждения ДНК, вызванного гамма-излучением». Oncogene . 26 (16): 2365–73. doi :10.1038/sj.onc.1210022. PMC 2230633 . PMID  17016435. 
  19. ^ Brey CW, Nelder MP, Hailemariam T, Gaugler R, Hashmi S (октябрь 2009 г.). «Семейство факторов транскрипции типа Krüppel: новая грань в биологии жиров». International Journal of Biological Sciences . 5 (6): 622–36. doi :10.7150/ijbs.5.622. PMC 2757581 . PMID  19841733. 
  20. ^ Hamik A, Lin Z, Kumar A, Balcells M, Sinha S, Katz J, et al. (Май 2007). «Kruppel-like factor 4 регулирует эндотелиальное воспаление». Журнал биологической химии . 282 (18): 13769–79. doi : 10.1074/jbc.M700078200 . PMID  17339326.
  21. ^ Rajamannan NM, Subramaniam M, Abraham TP, Vasile VC, Ackerman MJ, Monroe DG и др. (февраль 2007 г.). «TGFbeta индуцируемый ранний ген-1 (TIEG1) и сердечная гипертрофия: открытие и характеристика нового сигнального пути». Journal of Cellular Biochemistry . 100 (2): 315–25. doi :10.1002/jcb.21049. PMC 3927779 . PMID  16888812. 
  22. ^ Jiang J, Chan YS, Loh YH, Cai J, Tong GQ, Lim CA и др. (март 2008 г.). «Основная схема Klf регулирует самообновление эмбриональных стволовых клеток». Nature Cell Biology . 10 (3): 353–60. doi :10.1038/ncb1698. PMID  18264089. S2CID  22150633.
  23. ^ Nandan MO, Yang VW (октябрь 2009 г.). «Роль факторов типа Крюппеля в перепрограммировании соматических клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки». Гистология и гистопатология . 24 (10): 1343–55. doi :10.14670/HH-24.1343. PMC 2753264. PMID  19688699 . 
  24. ^ Takahashi K, Tanabe K, Ohnuki M, Narita M, Ichisaka T, Tomoda K, Yamanaka S (ноябрь 2007 г.). «Индукция плюрипотентных стволовых клеток из взрослых человеческих фибробластов определенными факторами». Cell . 131 (5): 861–72. doi :10.1016/j.cell.2007.11.019. hdl : 2433/49782 . PMID  18035408. S2CID  8531539.

Внешние ссылки