stringtranslate.com

Амелогенин

Амелогенины — это группа изоформ белков , продуцируемых путем альтернативного сплайсинга или протеолиза из гена AMELX на Х-хромосоме , а также гена AMELY у мужчин на Y-хромосоме . [1] Они участвуют в амелогенезе , развитии эмали . [2] Амелогенины — это тип внеклеточного матричного белка, который вместе с амелобластинами , эналенинами и туфтелинами управляет минерализацией эмали для формирования высокоорганизованной матрицы стержней , межстержневых кристаллов и белков.

Хотя точная роль амелогенина(ов) в регуляции процесса минерализации неизвестна, известно, что амелогенины присутствуют в изобилии во время амелогенеза. Развивающаяся эмаль человека содержит около 70% белка, 90% из которых являются амелогенинами.

Функция

Считается, что амелогенины участвуют в организации эмалевых стержней во время развития зубов . Последние исследования показывают, что эти белки регулируют инициацию и рост кристаллов гидроксиапатита во время минерализации эмали. Кроме того, амелогенины, по-видимому, способствуют развитию цемента , направляя цементобласты к поверхности корня зуба.

Варианты

Ген амелогенина наиболее широко изучался у людей, где он является однокопийным геном, расположенным на X и Y хромосомах в Xp22.1–Xp22.3 и Yp 11.2 [5]. [3] Расположение гена амелогенина на половых хромосомах имеет значение для изменчивости как между формой X хромосомы ( AMELX ), так и формой Y хромосомы ( AMELY ), а также между аллелями AMELY среди разных популяций. Это связано с тем, что AMELY существует в нерекомбинирующей области хромосомы Y, эффективно изолируя ее от нормального давления отбора . Другие источники вариации амелогенина возникают из различных изоформ AMELX, полученных в результате альтернативного сплайсинга транскриптов мРНК. Конкретные роли изоформ еще предстоит установить. Среди других организмов амелогенин хорошо сохраняется среди плацентарных и имеет гомологов у однопроходных , рептилий и амфибий.

Применение при определении пола

Различия между версиями гена амелогенина на X-хромосоме и Y-хромосоме (AMELX и AMELY соответственно) позволяют использовать его для определения пола неизвестных образцов человека. Интрон 1 AMELX содержит делецию из 6 пар оснований относительно интрона 1 AMELY . Это можно обнаружить с небольшими затратами с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) интрона 1 с последующим гель-электрофорезом . Две полосы ДНК, на 555 п.н. и 371 п.н., разрешаются, если присутствуют обе версии гена AMELX и AMELY (т.е. образец от мужчины), или одна полоса ДНК, на 555 п.н., если присутствует только версия AMELX (т.е. образец от женщины). [4]

Однако из-за вариации AMELY среди людей и популяций этот метод определения пола не является точным на 100%. Мутация в областях интрона 1 AMELY, обычно используемых в качестве участков отжига праймера , может отключить амплификацию ПЦР. Вставка 6 пар оснований в интрон 1 AMELY приводит к ампликону, идентичному по длине AMELX. У некоторых мужчин AMELY может быть полностью удален. В любом из этих случаев во время гель-электрофореза продуктов ПЦР визуализируется только одна полоса, что приводит к ошибочной идентификации образца как женского пола. [4] Частота ошибочной идентификации может различаться среди популяций, но в целом, по-видимому, низкая. В одном исследовании в Испании тест на определение пола амелогенина с использованием полос AMELX (977 пар оснований) и AMELY (790 пар оснований) был проведен для 1224 людей известного пола с точностью 99,84% (1222/1224). [5] Однако другое исследование в Индии показало, что 5 из 270 обследованных мужчин (1,85%) обладали делецией AMELY, что дало им название «мужчины с удаленным амелогенином» (DAM). В ответ авторы предположили, что хотя тест на пол с амелогенином может быть в целом точным, другие маркеры хромосомы Y, такие как SRY , STR или 50f2, могут использоваться для менее неоднозначной гендерной идентификации. [6]

В археологии, где ДНК слишком разрушена для анализа методом ПЦР, используется жидкостная хроматография-тандемная масс-спектрометрия (ЖХ-МС/МС) для прямого обнаружения присутствия пептидов, соответствующих любой из версий в образцах зубной эмали. [7] Этот метод использовался на образцах, возраст которых составляет вплоть до граветтского яруса . [8]

Клиническое значение

Мутации в AMELX могут вызывать несовершенный амелогенез — нарушение развития зубной эмали. [9]

Ссылки

  1. ^ Bansal AK, Shetty DC, Bindal R, Pathak A (сентябрь 2012 г.). «Амелогенин: новый белок с разнообразными применениями в генетическом и молекулярном профилировании». Журнал патологии полости рта и челюстно-лицевой области . 16 (3): 395–399. doi : 10.4103/0973-029X.102495 . PMC  3519216. PMID  23248473 .
  2. ^ Амелогенин в рубриках медицинских предметов Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
  3. ^ Накахори Ю, Такенака О, Накагоме Ю (февраль 1991 г.). «Гомологичная область XY человека кодирует «амелогенин».". Геномика . 9 (2): 264–269. doi :10.1016/0888-7543(91)90251-9. PMID  2004775.
  4. ^ ab Kashyap VK, Sahoo S, Sitalaximi T, Trivedi R (апрель 2006 г.). «Делеции в Y-производном фрагменте гена амелогенина в индийской популяции». BMC Medical Genetics . 7 : 37. doi : 10.1186/1471-2350-7-37 . PMC 1458324 . PMID  16603093. 
  5. ^ Франсес Ф, Портолес О, Гонсалес Дж.И., Колтелл О., Верду Ф., Кастельо А. и др. (2007). «Амелогениновый тест: от криминалистики к контролю качества в клинической и биохимической геномике». Клиника Химика Акта; Международный журнал клинической химии . 386 (1–2): 53–56. doi : 10.1016/j.cca.2007.07.020. ПМИД  17716640.
  6. ^ Thangaraj K, Reddy AG, Singh L (апрель 2002 г.). «Надежен ли ген амелогенина для определения пола в судебно-медицинской экспертизе и пренатальной диагностике?». International Journal of Legal Medicine . 116 (2): 121–123. doi :10.1007/s00414-001-0262-y. PMID  12056520. S2CID  33160466.
  7. ^ Stewart NA, Gerlach RF, Gowland RL, Gron KJ, Montgomery J (декабрь 2017 г.). «Определение пола человеческих останков по пептидам в зубной эмали». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (52): 13649–13654. Bibcode : 2017PNAS..11413649S. doi : 10.1073 /pnas.1714926115 . PMC 5748210. PMID  29229823. 
  8. ^ Льюис ME, Френч JC, Россони-Ноттер E, Ноттер O, Муссус A, Спарачелло V и др. (Август 2024 г.). «Оценка состояния полового созревания у подростков европейского верхнего палеолита». Журнал эволюции человека : 103577. doi : 10.1016/j.jhevol.2024.103577 . PMID  39266410.
  9. ^ Wright JT (декабрь 2006 г.). «Молекулярная этиология и связанные с ней фенотипы несовершенного амелогенеза». Американский журнал медицинской генетики. Часть A. 140 ( 23): 2547–2555. doi :10.1002/ajmg.a.31358. PMC 1847600. PMID  16838342 .