Ген JET LAG
| Ген JET LAG | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | Джет | ||
| Альт. символы | CG8873; Дмел\CG8873; ФБХL15; Джет; ДжЕТ; РАССТРОЙСТВО СУТОЧНОГО БИОРИТМА В СВЯЗИ С ДАЛЬНИМ ПЕРЕЛЕТОМ | ||
| гомологен | 44220 | ||
| RefSeq (мРНК) | НМ_001042867 | ||
| RefSeq (защита) | НП_001036332 | ||
| ЮниПрот | Q0E8T8 | ||
| Другие данные | |||
| хромосома | 2Л: 4,95 - 4,95 Мб | ||
| |||
Джет или Джетлаг [ 1 ] — ген , обнаруженный у дрозофилы и других насекомых . Они являются частью SCF (SKP1-Cullin1-F-box семейства убиквитинлигаз ) и пути , играют огромную роль в циркадном контролируя деградацию TIM , циркадного регуляторного белка . Ген играет важную роль в сбросе циркадных часов, передавая свет от CRY (циркадный фоторецептор) к TIM (часовой белок). Jetlag Было обнаружено, что мутанты препятствуют повторному уносу из-за значительного снижения способности разрушать TIM. Белок F-box семейства FBXL, названный FBXL15, JET у млекопитающих является гомологом .
Структура
[ редактировать ]Ген Jetlag расположен на левом плече второй хромосомы в NT_033779.5. У дрозофилы (melanogaster ) кодирующая область гена имеет длину 1241 нуклеотид . состоящий из 313 аминокислот С этого гена транскрибируется белок, . Джетлаг имеет 2 экзона . [ 2 ]
Джетлаг антагонистически взаимодействует с DYSCHRONIC-SLOWPOKE (DYSC) и регулирует развитие синапсов , способствуя циркадному ритму и влияя на утреннюю и вечернюю активность дрозофилы . [ 3 ] Он также взаимодействует с бромодоменом и повторяющимся доменом WD, содержащим 3 ( BRWD3 ) и A, родственным SKP1 (SkpA). [ 2 ] Белки Jetlag являются членами комплекса SCF (SKP1-Cullin1-F-box-белок) семейства убиквитинлигаз , который контролирует деградацию белка циркадных часов, TIM, посредством пути убиквитин-протеасома . Jetlag имеет богатый лейцином домен, который может быть рекрутирован белком CRY, когда CRY взаимодействует с TIM. Затем Jetlag вводит SCF E3 убиквитинлигазу , способствуя полиубиквитинированию и деградации TIM. [ 4 ]
Ген Jetlag имеет два типа аллелей . фенилаланина . на изолейцин Мутация в богатой лейцином области называется «общим» или «с» аллелем В соседнем богатом лейцином регионе замена серина на лейцин называется «редкой» или «r» аллелью. Эти две аллели не дополняют друг друга, а это означает, что они приводят к мутантному фенотипу. [ 5 ]
Функция
[ редактировать ]Мутации в гене Jetlag могут привести к снижению светочувствительности циркадных часов у плодовых мух . Мутантные мухи с мутациями Jetlag демонстрируют ритмичное поведение при постоянном освещении, уменьшенные фазовые сдвиги в ответ на световые импульсы и уменьшенную светозависимую деградацию TIM. Их все еще можно переключить на циклы «свет: темнота» (LD), хотя повторное переключение на новый график занимает больше времени. Экспрессия JET вместе с циркадных фоторецепторов криптохромом (CRY) приводит к светозависимой деградации TIM, тем самым восстанавливая острую реакцию циркадных часов на свет в системе клеточной культуры. Сниженная светочувствительность реактивных мутантов аналогична светочувствительности криковых мутантов у мух, и оба они предполагают дефект циркадной фоторецепции. [ 5 ]
У плодовых мух кратковременное воздействие света может значительно сместить фазу циркадного поведения, что опосредовано как биоритмом , так и взаимодействием между циркадными нейронами. плодовых мушек В нейронах имеются две группы циркадных осцилляторов — утренние (М) и вечерние (Е). JET вызывает быструю деградацию клеток TIM автономно в M и E, но также и неавтономно в E, когда экспрессируется в M. Следовательно, при световой стимуляции M-осцилляторы могут взаимодействовать с E-осцилляторами. [ 6 ]
Джетлаг также играет важную роль в регуляции синаптического развития нервно-мышечного соединения у дрозофилы (melanogaster) личинок . Джетлаг и другой ген, называемый DYSCHRONIC-SLOWPOKE (DYSC), действуют антагонистически на синаптическое развитие. Джетлаг способствует росту синапсов, а DYSC его подавляет. Также стоит отметить, что активность JET может избавить от аритмии у мутантов диска . [ 7 ]
Эволюционная история
[ редактировать ]Ген джетлага обнаружен у дрозофилы (меланогастра) . Этот ген, по-видимому, сохраняется у множества различных видов, включая мышей , крыс , рыбок данио , кур , макак-резус , комаров , лягушек , собак , шимпанзе и людей . [ 8 ] , он ортологен FBXL15 В частности , обнаруженному у людей. [ 8 ] У дрозофилы неизвестные паралоги . Однако для человеческого гена FBXL15 (который служит геном JET) существует пятнадцать паралогов. [ 9 ]
Существует три типа мутаций : реактивный с , реактивный самолет р и реактивный самолет набор . Мухи, у которых есть струя набор мутации имеют значительно большую потерю функции с точки зрения ухудшения TIM в ответ на короткие световые импульсы. [ 6 ] Каждая из мутаций (jet с , реактивный самолет р и реактивный самолет набор ) представляют собой точечные мутации, создающие миссенс- вариант. [ 10 ] Большинство мух, у которых были реактивные с и реактивный самолет р мутации имели ритмичное поведение в условиях постоянной освещенности, в отличие от мух дикого типа, у которых в основном наблюдалась аритмичность. В постоянной темноте летают дикие мухи и мухи со струей. с и реактивный самолет р мутации имели аналогичное поведение. Был сделан вывод, что самолет с и реактивный самолет р мутации снижают светочувствительность и уменьшают фазовые сдвиги по сравнению с мухами дикого типа в ответ на короткие световые импульсы. Самолет р мутация консервативна у насекомых и млекопитающих и менее эффективна при убиквитинировании TIM. Кроме того, самолет р мутация значительно менее эффективна при деградации TIM, что, возможно, связано со снижением стабильности белка JET. Была разница между самолетом с мутация и дикий тип в деградации TIM, но эта разница существенно не отличалась. Ученые указывают, что это может быть связано со сравнительно менее консервативным характером мутации, что видно по ее присутствию только у насекомых. [ 5 ]
История открытия
[ редактировать ]существует мутантный штамм В 2006 году было обнаружено, что у дрозофилы (melanogaster) , которому требуется больше времени для повторного включения в новый цикл света и темноты, а это означает, что произошел фазовый сдвиг. Этот мутантный штамм, получивший название Jetlag , был идентифицирован Кунгхи Ко, Сянчжун Чжэн и Амитой Сегал с кафедры неврологии Пенсильванского университета . Медицинской школы [ 5 ] В результате дальнейших исследований был сделан вывод, что ген Jetlag играет важную роль в сбросе циркадных часов, передавая световые сигналы от циркадного фоторецептора криптохрома (CRY) к часовому белку TIM. [ 5 ]
Текущие исследования
[ редактировать ]Недавние исследования были проведены по повторному внедрению уноса у мутантов JET с использованием других факторов. такие факторы, как визуальные и обонятельные сигналы, частично восстанавливают способность к повторному обучению у мутантов JET, когда насекомые разного пола взаимодействуют социально. Было обнаружено, что [ 11 ] Также изучаются взаимодействия JET с другими хронобиологическими генами и белками. JET также взаимодействует с другими генами и белками, помимо TIM . DYSC и SLO, белок-регулятор циркадных локомоторных движений и ген калиевого канала соответственно, антагонистически взаимодействуют с JET, причем мутант JET смог спасти как DYSC, так и мутанты SLO. [ 3 ] Субстраты JET можно изучить, чтобы лучше понять его механизмы и изучить другие возможные взаимодействия. Взаимодействие JET также может помочь прояснить механизм его гомолога FBXL15 у млекопитающих, его влияние на систему млекопитающих и его влияние на циркадную систему человека. [ 12 ]
Гомолог млекопитающих
[ редактировать ]JET Ген имеет гомолог млекопитающих под белком F-box семейства FBXL под названием FBXL15, который консервативен у многих животных, таких как шимпанзе , собаки и мыши . [ 12 ] Он образует комплекс убиквитинлигазы и влияет на убиквитинирование и протеасомную деградацию SMURF1 , который регулирует путь BMP . [ 12 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Реактивный смена часовых поясов [Drosophila melanogaster (плодовая мушка)] — Джин — NCBI» . www.ncbi.nlm.nih.gov . Проверено 25 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б «Реактивные стенограммы» . Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б Ламаз А., Джепсон Дж.Э., Акпогиран О., Ко К. (февраль 2020 г.). «Антагонистическая регуляция циркадной активности и синаптического развития с помощью JETLAG и комплекса DYSCHRONIC-SLOWPOKE» . iScience . 23 (2): 100845. Бибкод : 2020iSci...23j0845L . дои : 10.1016/j.isci.2020.100845 . ПМК 6997868 . ПМИД 32058958 .
- ^ Гальего М., Виршуп Д.М. (февраль 2007 г.). «Посттрансляционные модификации регулируют тиканье циркадных часов». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 8 (2): 139–148. дои : 10.1038/nrm2106 . ПМИД 17245414 . S2CID 27163437 .
- ^ Jump up to: а б с д и Ко К., Чжэн X, Сегал А. (июнь 2006 г.). «JETLAG сбрасывает циркадные часы дрозофилы, способствуя вызванной светом деградации TIMELESS» . Наука . 312 (5781): 1809–1812. Бибкод : 2006Sci...312.1809K . дои : 10.1126/science.1124951 . ПМЦ 2767177 . ПМИД 16794082 .
- ^ Jump up to: а б Ламба П., Билодо-Вентворт Д., Эмери П., Чжан Ю. (май 2014 г.). «Утренние и вечерние осцилляторы взаимодействуют, чтобы сбросить циркадное поведение в ответ на воздействие света» . Отчеты по ячейкам . 7 (3): 601–608. дои : 10.1016/j.celrep.2014.03.044 . ПМК 4303071 . ПМИД 24746814 .
- ^ Ламаз, Анжелика; Джепсон, Джеймс ЕС; Акпогиран, Огенукевве; Ко, Кёнхи (21 февраля 2020 г.). «Антагонистическая регуляция циркадной активности и синаптического развития с помощью JETLAG и дисхронно-медленного комплекса» . iScience . 23 : 100845. Бибкод (2 ) : 2020iSci...23j0845L . дои : 10.1016/j.isci.2020.100845 . ISSN 2589-0042 . ПМК 6997868 . ПМИД 32058958 .
- ^ Jump up to: а б «Реактивный смена часовых поясов [Drosophila melanogaster (плодовая мушка)] — Джин — NCBI» . Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ «Ген FBXL15 | Белок FXL15 | Антитело FXL15» . Генные карты . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ «Ген смены часовых поясов» . Альянс геномных ресурсов . Проверено 11 апреля 2023 г.
- ^ Пин Ю, Шао Л, Ли М, Ян Л, Чжан Дж (февраль 2020 г.). «Вклад социальных влияний посредством суперпозиции визуальных и обонятельных воздействий на циркадное перераспределение» . iScience . 23 (2): 100856. Бибкод : 2020iSci...23j0856P . дои : 10.1016/j.isci.2020.100856 . ПМК 6997854 . ПМИД 32058967 .
- ^ Jump up to: а б с «F-бокс FBXL15 и богатый лейцином повторный белок 15 [Homo sapiens (человек)] - Ген» . Национальный центр биотехнологической информации (NCBI) . Национальная медицинская библиотека США . Проверено 11 апреля 2023 г.