Vrille (vri) — это фактор транскрипции bZIP , обнаруженный на хромосоме 2 у Drosophila melanogaster . мРНК и белковый продукт Vrille (VRI) предсказуемо колеблются в 24-часовой шкале времени и взаимодействуют с другими генами циркадных часов , регулируя циркадные ритмы у Drosophila . Он также является регулятором в эмбриогенезе ; он экспрессируется в нескольких типах клеток на нескольких стадиях развития, координируя эмбриональную дорсальную/вентральную полярность, дифференциацию крыльевых вен и обеспечивая целостность трахеи. [1] [2] Он также активен в эмбриональном кишечнике, но точная функция там неизвестна. Мутации в vri изменяют циркадный период и вызывают циркадную аритмичность и дефекты развития у Drosophila . [2]
Хелен Джордж и Регина Терракол открыли первые аллели vrille ( vri 1 и vri 2 ) в 1997 году с помощью анализа EMS-мутагенеза и обнаружили, что их продукты являются факторами транскрипции, участвующими в эмбриогенезе. [3] Джастин Блау прояснил дополнительные последствия «vrille» в 1999 году во время скрининга генов, контролируемых часами, в головах дрозофилы , которые реагировали на гетеродимеры PER/TIM. [4]
Текущая модель циркадного осциллятора Drosophila состоит из двух взаимосвязанных петель отрицательной обратной связи транскрипции/трансляции . Одна петля состоит из per , tim , clk , cyc , а также их мРНК и белковых продуктов. В этой петле гетеродимер PER/TIM является репрессором для комплекса CLK/CYC, в то время как комплекс CLK/CYC служит активатором и фактором транскрипции для per и tim . Vrille активируется комплексом CLK/CYC и кодирует репрессор транскрипции CLK. [5] [6] Вторая регуляторная петля состоит из vri , pdp1 , clk , а также их мРНК и белковых продуктов. Vrille активируется комплексом CLK/CYC и кодирует репрессор транскрипции CLK. Высокие уровни CLK/CYC активируют транскрипцию мРНК Vrille для увеличения продукции белка, что приводит к транскрипционной репрессии clk, что в конечном итоге снижает концентрацию комплексов CLK/CYC. [6] Наконец, белок PDP1, фактор транскрипции bZIP, служит активатором транскрипции clk и достигает пика через 3–6 часов после пика белка VRI и вместе с VRI регулируют суточные ритмы белка CLK. [7]
Vrille действует как усилитель генов decapentaplegic (dpp) и easter, которые имеют решающее значение для развития дорсальной/вентральной оси в процессе региональной дифференциации во время эмбриогенеза Drosophila . Аналогичным образом, он может действовать как усилитель мутаций dpp . Easter участвует в инициировании каскада протеаз , который активирует дорсальный ген, что приводит к репрессии dpp в вентральной части эмбриона во время раннего развития мухи. Механизм, посредством которого vrille влияет на путь dpp, до сих пор неизвестен. [8]
Анализ мРНК и биоинформатический анализ показали, что vrille участвует в регуляторных сетях, приводящих к сердечному старению . Кроме того, повышенная экспрессия vri приводит к дисфункциям сердца, в то время как потеря функции значительно снижает возрастную дисфункцию сердца в результате снижения окислительного стресса [9]
Индукция vri в клетках-предшественниках глаза Drosophila , недоразвитых клетках, которые станут клетками глаза, одновременно уменьшает количество омматидиев и изменяет их внутреннюю структуру. Повышенная экспрессия vri вызывает антипролиферативные эффекты в процессах, жизненно важных для генерации конечностей, а также аномальные фенотипы в слюнных железах и внутренних органах. Наконец, было высказано предположение, что vri влияет на эти процессы, взаимодействуя с генами, участвующими в производстве цитоскелета, хотя точный процесс до сих пор неизвестен [10]
Ближайшим гомологом vri у млекопитающих является транскрипционный регулятор E4BP4 (NFIL3) . Хотя консенсусный сайт связывания для vri еще не определен, его домен bZIP действительно разделяет >85% гомологии с белковой последовательностью E4BP4, и он распознает сайт E4BP4. [6] E4BP4 подавляет активность промотора в per1 , per2 и остеобластах, что предполагает его роль в качестве отрицательного регуляторного комплекса циркадных часов млекопитающих. [11] Он транскрипционно активирует интерлейкин-3 и участвует в апоптотических путях . [12] Других гомологов у млекопитающих обнаружено не было.
Ракообразное Daphnia magna использует свой ортолог vri для активации гена определения пола doublesex , задача, выполняемая tra у мух. Он распознает последовательность энхансера dsx1CGTTATA:ACATTGTTAT . [13]