Семейство генов Cdx , также называемых каудальными генами, представляет собой группу генов, обнаруженных во многих геномах животных. Гены Cdx содержат последовательность ДНК гомеобокса и кодируют белки, которые действуют как факторы транскрипции . Ген, в честь которого названо семейство генов (член-основатель), является каудальным геном или геном cad плодовой мушки Drosophila melanogaster . [1] [2] В геноме человека есть три гена Cdx, которые называются CDX1 , CDX2 и CDX4 . У рыбок данио нет гена cdx2 , но есть две копии cdx1.и одна копия cdx4 . [3] Ген Cdx у нематоды Caenorhabditis elegans называется pal-1 . [4]
Предполагается, что семейство генов Cdx регулирует решения о судьбе клеток ранней мезодермы. Было обнаружено, что функция гена влияет как на кроветворение желточного мешка, так и на кардиогенез у рыбок данио. Cdx2, в частности, является геном, ответственным за нормальную экспрессию некоторых кардиогенных факторов транскрипции, которые регулируют развитие сердца и крови во время эмбриогенеза. Cdx, как полагают, функционирует с мезодермой, чтобы управлять решениями судьбы клеток посредством регуляции транскрипции. Это предполагает, что ген Cdx влияет на экспрессию целевого гена посредством эпигенетического контроля. [5]
Гены Cdx играют множество ролей во время эмбриологического развития. Это особенно заметно при разработке плана тела. Гены Cdx представляют собой факторы транскрипции, на которые влияют сигнальные молекулы, такие как Wnt, ретиноевая кислота и FGF (фактор роста фибробластов), во время формирования плана тела у развивающегося эмбриона. [6]Экспрессия Cdx отвечает за контроль семейства генов Hox, которые определяют план тела сзади и спереди. Своевременное высвобождение сигнальных молекул устанавливает формирование передней / задней оси и облегчает регресс примитивного узла. Область Hox-генов также важна для правильной ориентации головы, ног, рук, грудной клетки и живота. Передача этой информации Hox-генам для позиционного развития происходит непосредственно через сайты связывания Cdx. Мутации в этих сайтах связывания, как было показано, в конечном итоге предотвращают экспрессию гена Hox и влияют на правильное формирование плана тела, предотвращая регуляцию регион-специфической экспрессии. [7]
Исследования, демонстрирующие снижение дозировки Cdx у мышей, показали дефекты развития передней и задней оси. Это показало более серьезные дефекты позвоночника в задней части при снижении дозы Cdx. Наряду с этим было обнаружено, что по мере уменьшения дозировки Cdx модификация передачи сигналов Wnt и времени экспрессии Hox вызывает как неврологические, так и скелетные дефекты в заднем позвонке. [8]
Cdx1, Cdx2 и Cdx4 имеют индивидуальные роли, а также перекрывающиеся роли, где, если один ген был нокаутирован, другие могли бы в некоторой степени компенсировать дефицит одного гена. Гены Cdx действуют более раздельно в развитии кишечника, где нокаут одного гена будет иметь большее влияние на общее развитие эмбриона. Нокаут гена Cdx1 приведет к образованию задней структуры, такой как разрыв, развивая морфологию более переднего ребра, но не приведет к каким-либо аномалиям кишечника. Нокаут гена Cdx2, однако, приведет к тому же осевому гомеотическому сдвигу и нокауту гена Cdx1, но также может предотвратить созревание трофобласта и имплантацию бластоцисты, если нокаут был в обоих аллелях.Нокаут гена Cdx2 также может привести к множественным полипам в средней кишке, которые связаны с раковыми клетками. Функция Cdx4 в развитии кишечника в настоящее время неизвестна, поскольку не наблюдались спонтанные мутации и не проводились эксперименты с нокаутом.[9]
Ссылки [ править ]
- ^ Млодзик, Марек; Фьосе, Андерс; Геринг, Уолтер Дж. (1985). «Выделение каудально , A Drosophila Нотео коробчатый , содержащий ген с материнским выражением, чьи транскрипты образуют градиент концентрации на стадии предварительной бластодермы» . Журнал EMBO . 4 (11): 2961–9. DOI : 10.1002 / j.1460-2075.1985.tb04030.x . PMC 554605 . PMID 16453641 .
- ^ "Ген cad FlyBase" . Проверено 7 декабря 2012 года .
- ^ Малли, Джон Ф .; Чиу, Чи-хуа; Голландия, Питер WH (2006). «Распад кластера гомеобоксов после дупликации генома у костистых насекомых» . Труды Национальной академии наук . 103 (27): 10369–72. Bibcode : 2006PNAS..10310369M . DOI : 10.1073 / pnas.0600341103 . JSTOR 30049630 . PMC 1502464 . PMID 16801555 .
- ^ Голландия, Питер WH; Брук, Нина М .; Гарсия-Фернандес, Хорди (1998). « Кластер генов Para Hox является эволюционной сестрой кластера генов Hox». Природа . 392 (6679): 920–2. Bibcode : 1998Natur.392..920B . DOI : 10.1038 / 31933 . PMID 9582071 . S2CID 4398740 .
- ^ Фоли, TE; Hess, B; Несладкий, JGA; Рингетт, Р. Lohnes, D (1 апреля 2019 г.). «Роль факторов Cdx в решениях о ранней мезодермальной судьбе» . Развитие . 146 (7): dev170498. DOI : 10.1242 / dev.170498 . PMID 30936115 .
- ^ Neijts, Roel; Амин, Шилу; Ван Ройен, Карина; Дешам, Жаклин (2017). «Cdx имеет решающее значение для механизма синхронизации, управляющего коллинеарной активацией Hox, и определяет магистральный сегмент в топологии кластера Hox» . Биология развития . 422 (2): 146–154. DOI : 10.1016 / j.ydbio.2016.12.024 . PMID 28041967 .
- ^ Шарите, Джерун; де Граафф, Вим; Consten, Дмитрий; Reijnen, Mark J .; Корвинг, Йерун; Дешам, Дж (1998). «Преобразование позиционной информации в Hox- гены: критическое взаимодействие продуктов гена cdx с позиционно-чувствительными регуляторными элементами» . Развитие . 125 (22): 4349–58. PMID 9778495 .
- ^ Ван Де Вен, Сеска; Бялецкая, Моника; Neijts, Roel; Янг, Тедди; Роуленд, Дженнифер Э .; Стрингер, Эмма Дж .; Ван Ройен, Карина; Meijlink, Frits; Новоа, Ана; Фройнд, Жан-Ноэль; Малло, Мойзес; Бек, Феликс; Дешам, Жаклин (2011). «Согласованное участие генов Cdx / Hox и передачи сигналов Wnt в морфогенез каудальной нервной трубки и производных клоаки из задней зоны роста» . Развитие . 138 (16): 3451–62. DOI : 10.1242 / dev.066118 . PMID 21752936 .
- Перейти ↑ Beck, F (октябрь 2004 г.). «Роль генов Cdx в кишечнике млекопитающих» . Кишечник . 53 (10): 1394–1396. DOI : 10.1136 / gut.2003.038240 . PMC 1774238 . PMID 15361482 .
