Krüppel - это ген гэпа у Drosophila melanogaster , расположенный на хромосоме 2R, которая кодирует фактор транскрипции цинкового пальца C2H2 . [1] [2] Gap-гены работают вместе, чтобы установить формирование паттерна передне-заднего сегмента насекомого посредством регуляции транскрипционного фактора, кодирующего парные гены-правила . Эти гены, в свою очередь, регулируют гены полярности сегментов . [3] Krüppel означает «калека» на немецком языке, названный так в честь искалеченных личинок-мутантов, которые не смогли развить надлежащий грудной и передний сегменты брюшной полости. [4] [5] [6] Мутанты также могут иметь дублирование брюшного зеркала.
Krüppel | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Организм | ||||||
Символ | кр | |||||
UniProt | P07247 | |||||
|
Krüppel гомолог 1 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Организм | ||||||
Символ | kr-h1 | |||||
UniProt | P08155 | |||||
|
Krüppel гомолог 2 | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Организм | ||||||
Символ | кр-h2 | |||||
UniProt | Q9V447 | |||||
|
Крюппель-подобный фактор луна | ||||||
---|---|---|---|---|---|---|
Идентификаторы | ||||||
Организм | ||||||
Символ | луна | |||||
UniProt | Q8MR37 | |||||
|
Человеческие гомологи Krüppel под общим названием Krüppel-подобные факторы , набор белков, хорошо охарактеризованных благодаря их роли в канцерогенезе. [7] [8] [9] [10] [11]
Путь экспрессии Krüppel
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 разрыва Hunchback и Knirps. [13]
Материнские транскрипты Bicoid откладываются на переднем конце эмбриона, а материнские транскрипты Nanos расположены на заднем. Транскрипты мРНК горбуна присутствуют во всем эмбрионе. Bicoid и Nanos оба кодируют морфогены, которые имеют противоположный эффект на трансляцию мРНК Hunchback - Bicoid активирует трансляцию, тогда как Nanos ее репрессирует. [14] Таким образом, мРНК Hunchback транслируется так, что белок Hunchback присутствует в градиенте концентрации, который уменьшается вдоль передне-задней оси. Этот градиент Hunchback косвенно приводит к передней границе выражения Knirps . Другие факторы индуцируют заднюю границу, так что Knirps выражается полосой в задней области эмбриона.
Hunchback и Knirps являются факторами транскрипции, которые регулируют экспрессию Krüppel . Высокие уровни горбуна подавляют экспрессию, тогда как низкие уровни горбатого активируют экспрессию. Knirps действует как репрессор, подавляющий экспрессию. Это приводит к тому, что Krüppel экспрессируется в полосе в центре оси AP эмбриона, где концентрация Hunchback упала до достаточно низкого уровня, чтобы он мог действовать как активатор, но Knirps еще не присутствует, чтобы ингибировать. Таким образом, начальные градиенты морфогенов могут привести к созданию специфической области внутри бластодермы. Его можно сравнить с узкополосным фильтром в технике.
Эффекты выражения Krüppel
Kruppel белок представляет собой фактор транскрипции , и было показано , чтобы действовать как репрессор . Он функционирует во взаимодействии с другими генами gap и их локализованными белковыми продуктами, чтобы регулировать экспрессию генов-правил первичной пары - даже пропущенных ( eve ), hairy ( h ) и коротких. [15] Это было предположено , что Kruppel Угнетает накануне выражение для создания задней границы накануне полоски два, а также доказательства , также были найдено для Kruppel быть игроком конкретно в формировании волосистой полосы 7. [16] [17] Шаблоны выражений гена правила пар, в свою очередь, будут регулировать гены полярности сегментов, делая Krüppel важным для правильного развития вдоль передней задней оси и идентичности сегментов.
Клиническое значение
Крюппель продемонстрировал гомологию с факторами Крюппеля у млекопитающих , которые играют ключевую биологическую роль в патогенезе многих заболеваний человека: рака [18] ожирения [19] воспалительных заболеваний [20] и сердечно-сосудистых осложнений. [21] Более того, известно, что KLF участвуют в генерации индуцибельных плюрипотентных стволовых клеток и сохранении плюрипотентного состояния эмбриональных стволовых клеток . [22] [23] [24]
Смотрите также
- Дрозофила меланогастер
- Эмбриогенез дрозофилы
- Материнский эффект
Рекомендации
- ^ Кинзлер KW, Ruppert JM, Bigner SH, Фогельштейна B (март 1988). «Ген GLI является членом семейства белков цинковых пальцев Круппеля». Природа . 332 (6162): 371–4. Bibcode : 1988Natur.332..371K . DOI : 10.1038 / 332371a0 . PMID 2832761 .
- ^ "Отчет о генах FlyBase: Dmel \ Kr" . flybase.org . Проверено 8 октября 2019 .
- ^ Хой М.А. (январь 2019). Хой М.А. (ред.). Глава 4 - Генетические системы, эволюция генома и генетический контроль эмбрионального развития у насекомых . Молекулярная генетика насекомых (четвертое издание) . Академическая пресса. С. 103–175. DOI : 10.1016 / B978-0-12-815230-0.00004-2 . ISBN 9780128152300.
- ^ Nüsslein-Volhard C, Wieschaus E (октябрь 1980 г.). «Мутации, влияющие на количество сегментов и полярность у дрозофилы». Природа . 287 (5785): 795–801. Bibcode : 1980Natur.287..795N . DOI : 10.1038 / 287795a0 . PMID 6776413 .
- ^ Нюсслейн-Фольхард С., Вишаус Э, Клудинг Х. (сентябрь 1984 г.). «Мутации, влияющие на паттерн личиночной кутикулы у Drosophila melanogaster: I. Зиготические локусы на второй хромосоме». Архив биологии развития Вильгельма Ру . 193 (5): 267–282. DOI : 10.1007 / BF00848156 . PMID 28305337 .
- ^ Wieschaus E, Nusslein-Volhard C, Kluding H (июль 1984 г.). «Krüppel, ген, активность которого требуется на ранней стадии зиготического генома для нормальной сегментации эмбриона». Биология развития . 104 (1): 172–86. DOI : 10.1016 / 0012-1606 (84) 90046-0 . PMID 6428949 .
- ^ Schuh R, Aicher W., Gaul U, Côté S, Preiss A, Maier D, et al. (Декабрь 1986 г.). «Консервативное семейство ядерных белков, содержащих структурные элементы белка пальца, кодируемого Krüppel, геном сегментации дрозофилы» . Cell . 47 (6): 1025–32. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (86) 90817-2 . PMID 3096579 .
- ^ Йори JL, Seachrist DD, Johnson E, Lozada KL, Abdul-Karim FW, Chodosh LA и др. (Июль 2011 г.). «Krüppel-подобный фактор 4 ингибирует онкогенное прогрессирование и метастазирование в мышиной модели рака груди» . Неоплазия . 13 (7): 601–10. DOI : 10.1593 / neo.11260 . PMC 3132846 . PMID 21750654 .
- ^ Лин З.С., Чу Х.С., Йен Ю.С., Льюис BC, Чен Ю.В. (2012). «Krüppel-подобный фактор 4, опухолевый супрессор в клетках гепатоцеллюлярной карциномы, восстанавливает эпителиальный мезенхимальный переход путем подавления экспрессии слизняков» . PLOS ONE . 7 (8): e43593. Bibcode : 2012PLoSO ... 743593L . DOI : 10.1371 / journal.pone.0043593 . PMC 3427336 . PMID 22937066 .
- ^ Wei D, Gong W, Kanai M, Schlunk C, Wang L, Yao JC и др. (Апрель 2005 г.). «Резкое подавление экспрессии Krüppel-подобного фактора 4 имеет решающее значение для развития и прогрессирования рака желудка у человека» . Исследования рака . 65 (7): 2746–54. DOI : 10.1158 / 0008-5472.CAN-04-3619 . PMID 15805274 .
- ^ Ли У. Э., Гиасси-Неджад З., Пэрис А. Дж., Да С., Нарла Г., Уолш М., Фридман С. Л. (март 2010 г.). «Опухолевая супрессорная активность KLF6, опосредованная подавлением онкогена PTTG1» . Письма FEBS . 584 (5): 1006–10. DOI : 10.1016 / j.febslet.2010.01.049 . PMC 2827621 . PMID 20116377 .
- ^ 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. Bibcode : 1990Natur.346 ... 76L . DOI : 10.1038 / 346076a0 . PMID 2114551 .
- ^ Knipple DC, Seifert E, Rosenberg UB, Preiss A, Jäckle H (1985). «Пространственные и временные паттерны экспрессии гена Krüppel в ранних эмбрионах дрозофилы». Природа . 317 (6032): 40–4. Bibcode : 1985Natur.317 ... 40K . DOI : 10.1038 / 317040a0 . PMID 2412131 .
- ^ Порчер А., Достатни Н. (март 2010 г.). «Система бикоидных морфогенов». Текущая биология . 20 (5): R249-54. DOI : 10.1016 / j.cub.2010.01.026 . PMID 20219179 .
- ^ Pankratz MJ, Seifert E, Gerwin N, Billi B, Nauber U, Jäckle H (апрель 1990 г.). «Градиенты продуктов генов Krüppel и knirps направляют формирование паттерна генных полос парных правил в задней части эмбриона дрозофилы». Cell . 61 (2): 309–17. DOI : 10.1016 / 0092-8674 (90) 90811-R . PMID 2331752 .
- ^ Small S, Kraut R, Hoey T, Warrior R, Levine M (май 1991 г.). «Транскрипционная регуляция полосы парного правила у дрозофилы» . Гены и развитие . 5 (5): 827–39. DOI : 10,1101 / gad.5.5.827 . PMID 2026328 .
- ^ La Rosée-Borggreve A, Häder T, Wainwright D, Sauer F, Jäckle H (декабрь 1999 г.). «Элемент волосистой полоски 7 опосредует активацию и репрессию в ответ на различные домены и уровни Krüppel в эмбрионе дрозофилы». 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 .
- ^ Галеб А.М., Кац Дж. П., Кестнер К. Х., Ду Дж. Х., Ян В. В. (апрель 2007 г.). «Крюппель-подобный фактор 4 проявляет антиапоптотическую активность после повреждения ДНК, вызванного гамма-излучением» . Онкоген . 26 (16): 2365–73. DOI : 10.1038 / sj.onc.1210022 . PMC 2230633 . PMID 17016435 .
- ^ Брей К.В., Нелдер депутат, Хайлемариам Т., Гоглер Р., Хашми С. (октябрь 2009 г.). «Крюппель-подобное семейство факторов транскрипции: новый рубеж в биологии жиров» . Международный журнал биологических наук . 5 (6): 622–36. DOI : 10.7150 / ijbs.5.622 . PMC 2757581 . PMID 19841733 .
- ^ Хамик А., Линь З., Кумар А., Балселлс М., Синха С., Кац Дж. И др. (Май 2007 г.). «Круппел-подобный фактор 4 регулирует эндотелиальное воспаление» . Журнал биологической химии . 282 (18): 13769–79. DOI : 10.1074 / jbc.M700078200 . PMID 17339326 .
- ^ Раджаманнан Н.М., Субраманиам М., Абрахам Т.П., Василе В.К., Акерман М.Дж., Монро Д.Г. и др. (Февраль 2007 г.). «TGFbeta-индуцибельный ранний ген-1 (TIEG1) и сердечная гипертрофия: открытие и характеристика нового сигнального пути» . Журнал клеточной биохимии . 100 (2): 315–25. DOI : 10.1002 / jcb.21049 . PMC 3927779 . PMID 16888812 .
- ^ 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». Природа клеточной биологии . 10 (3): 353–60. DOI : 10.1038 / ncb1698 . PMID 18264089 .
- ^ Нандан МО, Ян В.В. (октябрь 2009 г.). «Роль Krüppel-подобных факторов 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 .
- ^ Такахаши К., Танабе К., Охнуки М., Нарита М., Ичисака Т., Томода К., Яманака С. (ноябрь 2007 г.). «Индукция плюрипотентных стволовых клеток из фибробластов взрослого человека определенными факторами». Cell . 131 (5): 861–72. DOI : 10.1016 / j.cell.2007.11.019 . hdl : 2433/49782 . PMID 18035408 .
Внешние ссылки
- Диаграмма в колледже Дэвидсона - эмбрион дрозофилы на стадии клеточной бластодермы, трижды помеченный по трем сегментам белков, включая Krüppel (синий), волосатый (зеленый) и гигантский (красный).
- Kruppel + белок, + Drosophila в Национальной медицинской библиотеке США по медицинским предметным рубрикам (MeSH)