✖


Jump to content

CTCF

Чтобы узнать о тюрьме, см. Территориальное исправительное учреждение Колорадо .
CTCF
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы CTCF , MRD21, CCCTC-связывающий фактор, FAP108, CFAP108
Внешние идентификаторы ОМИМ : 604167 ; МГИ : 109447 ; Гомологен : 4786 ; GeneCards : CTCF ; OMA : CTCF — ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить

10664

13018

Вместе

ENSG00000102974

ENSMUSG00000005698

ЮниПрот

P49711

Q61164

RefSeq (мРНК)

НМ_001191022
НМ_006565
НМ_001363916

НМ_181322
НМ_001358924

RefSeq (белок)

НП_001177951
НП_006556
НП_001350845

Местоположение (UCSC) Чр 16: 67,56 – 67,64 Мб Chr 8: 105,64 – 105,68 Мб
в PubMed Поиск [3] [4]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Репрессор транскрипции CTCF, также известный как белок 11-цинковых пальцев или фактор связывания CCCTC, представляет собой фактор транскрипции , который у людей кодируется CTCF геном . [5] [6] CTCF участвует во многих клеточных процессах, включая регуляцию транскрипции , инсуляторную активность, рекомбинацию V(D)J. [7] и регуляция архитектуры хроматина . [8]

Открытие

[ редактировать ]

CCCTC-связывающий фактор или CTCF первоначально был обнаружен как негативный регулятор куриного гена c-myc . Было обнаружено, что этот белок связывается с тремя регулярно расположенными повторами основной последовательности CCCTC и поэтому был назван фактором связывания CCCTC. [9]

Функция

[ редактировать ]

Считается, что основная роль CTCF заключается в регуляции трехмерной структуры хроматина. [8] CTCF связывает вместе нити ДНК, образуя таким образом петли хроматина, и прикрепляет ДНК к клеточным структурам, таким как ядерная пластинка . [10] Он также определяет границы между активной и гетерохроматической ДНК.

Поскольку трехмерная структура ДНК влияет на регуляцию генов, активность CTCF влияет на экспрессию генов. Считается, что CTCF является основной частью активности инсуляторов , последовательностей, которые блокируют взаимодействие между энхансерами и промоторами. Также было показано, что связывание CTCF способствует и подавляет экспрессию генов. Неизвестно, влияет ли CTCF на экспрессию генов исключительно за счет своей петлительной активности или он обладает какой-то другой, неизвестной активностью. [8] В недавнем исследовании было показано, что, помимо разграничения TAD , CTCF опосредует петли промотор-энхансер, часто расположенные в проксимальных областях промотора, чтобы облегчить взаимодействия промотор-энхансер внутри одного TAD. [11] Это соответствует концепции, согласно которой субпопуляция CTCF связывается с белковым комплексом РНК-полимеразы II (Pol II) для активации транскрипции. Вполне вероятно, что CTCF помогает соединить энхансеры, связанные с транскрипционным фактором, с проксимальными регуляторными элементами сайта начала транскрипции и инициировать транскрипцию путем взаимодействия с Pol II, тем самым поддерживая роль CTCF в облегчении контактов между регуляторными последовательностями транскрипции. Эта модель была продемонстрирована предыдущей работой по локусу бета-глобина .

Наблюдаемая активность

[ редактировать ]

Было показано, что связывание CTCF имеет множество эффектов, которые перечислены ниже. В каждом случае неизвестно, вызывает ли CTCF результат напрямую или косвенно (в частности, через свою роль цикла).

Транскрипционная регуляция

[ редактировать ]

Белок CTCF играет важную роль в репрессии гена инсулиноподобного фактора роста 2 путем связывания с областью контроля импринтинга H-19 (ICR) вместе с дифференциально-метилированной областью-1 ( DMR1 ) и MAR3 . [12] [13]

Изоляция

[ редактировать ]

Связывание элементов нацеливающей последовательности с помощью CTCF может блокировать взаимодействие между энхансерами и промоторами, тем самым ограничивая активность энхансеров определенными функциональными доменами. Помимо блокирования энхансера, CTCF может также действовать как барьер хроматина. [14] предотвращая распространение гетерохроматиновых структур.

Регуляция архитектуры хроматина

[ редактировать ]

CTCF физически связывается сам с собой с образованием гомодимеров. [15] что заставляет связанную ДНК образовывать петли. [16] CTCF также часто встречается на границах участков ДНК, связанных с ядерной пластинкой . [10] Используя иммунопреципитацию хроматина (ChIP) с последующим ChIP-seq , было обнаружено, что CTCF локализуется с помощью когезина по всему геному и влияет на механизмы регуляции генов и структуру хроматина более высокого порядка. [17] [18] В настоящее время считается, что петли ДНК образуются по механизму «экструзии петель», при котором когезиновое кольцо активно перемещается по ДНК до тех пор, пока не встретится с CTCF. CTCF должен быть в правильной ориентации, чтобы остановить когезин. [19] [20]

Регуляция сплайсинга РНК

[ редактировать ]

Было показано, что связывание CTCF влияет на сплайсинг мРНК. [21]

связывание ДНК

[ редактировать ]

CTCF связывается с консенсусной последовательностью CCGCGNGGNGGCAG (в обозначениях IUPAC ). [22] [23] Эта последовательность определяется 11 мотивами цинковых пальцев в ее структуре. Связывание CTCF нарушается метилированием CpG ДНК, с которой он связывается. [24] С другой стороны, связывание CTCF может устанавливать границы для распространения метилирования ДНК. [25] В недавних исследованиях сообщается, что потеря связывания CTCF увеличивает локализованное метилирование CpG, что отражает еще одну роль CTCF в эпигенетическом ремоделировании в геноме человека. [26] [27] [28]

CTCF связывается в среднем примерно с 55 000 сайтами ДНК в 19 различных типах клеток (12 нормальных и 7 иммортализованных), а всего с 77 811 различными сайтами связывания во всех 19 типах клеток. [29] Способность CTCF связываться с несколькими последовательностями за счет использования различных комбинаций цинковых пальцев принесла ему статус «мультивалентного белка». [5] Охарактеризовано более 30 000 сайтов связывания CTCF. [30] Геном человека содержит от 15 000 до 40 000 сайтов связывания CTCF в зависимости от типа клеток, что позволяет предположить широко распространенную роль CTCF в регуляции генов. [14] [22] [31] Кроме того, сайты связывания CTCF действуют как якоря позиционирования нуклеосом , так что при использовании для выравнивания различных геномных сигналов можно легко идентифицировать множественные фланкирующие нуклеосомы. [14] [32] С другой стороны, исследования картирования нуклеосом с высоким разрешением показали, что различия в связывании CTCF между типами клеток могут быть связаны с различиями в расположении нуклеосом. [33] Было обнаружено, что потеря метилирования в сайте связывания CTCF некоторых генов связана с заболеваниями человека, включая мужское бесплодие. [23]

Белково-белковые взаимодействия

[ редактировать ]

CTCF связывается сам с собой, образуя гомодимеры . [15] Также было показано, что CTCF взаимодействует с белком, связывающим Y-бокс 1 . [34] CTCF также сотрудничает с cohesin , который выдавливает петли хроматина, активно перемещая одну или две цепи ДНК через его кольцевую структуру, пока не встретится с CTCF в правильной ориентации. [35] Также известно, что CTCF взаимодействует с ремоделлерами хроматина, такими как Chd4 и Snf2h ( SMARCA5 ). [36]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000102974 – Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000005698 – Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Jump up to: а б Филиппова Г.Н., Фагерли С., Кленова Е.М., Майерс С., Денер Ю., Гудвин Г., Нейман П.Е., Коллинз С.Дж., Лобаненков В.В. (июнь 1996 г.). «Исключительно консервативный репрессор транскрипции, CTCF, использует различные комбинации цинковых пальцев для связывания дивергентных промоторных последовательностей онкогенов c-myc птиц и млекопитающих» . Мол. Клетка. Биол . 16 (6): 2802–13. дои : 10.1128/mcb.16.6.2802 . ПМК   231272 . ПМИД   8649389 .
  6. ^ Рубио Э.Д., Рейсс Д.Д., Уэлч П.Л., Дистече К.М., Филиппова Г.Н., Балига Н.С., Эберсолд Р., Раниш Дж.А., Крумм А. (июнь 2008 г.). «CTCF физически связывает когезин с хроматином» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 105 (24): 8309–14. Бибкод : 2008PNAS..105.8309R . дои : 10.1073/pnas.0801273105 . ПМЦ   2448833 . ПМИД   18550811 .
  7. ^ Шомей Дж., Скок Дж. А. (апрель 2012 г.). «Роль CTCF в регулировании рекомбинации V (D) J» . Курс. Мнение. Иммунол . 24 (2): 153–9. дои : 10.1016/j.coi.2012.01.003 . ПМЦ   3444155 . ПМИД   22424610 .
  8. ^ Jump up to: а б с Филлипс Дж. Э.; Корцес В.Г. (июнь 2009 г.). «CTCF: мастер плетения генома» . Клетка . 137 (7): 1194–211. дои : 10.1016/j.cell.2009.06.001 . ПМК   3040116 . ПМИД   19563753 .
  9. ^ Лобаненков В.В., Николас Р.Х., Адлер В.В., Патерсон Х., Кленова Е.М., Полоцкая А.В., Гудвин Г.Х. (декабрь 1990 г.). «Новый ДНК-связывающий белок, специфичный для последовательности, который взаимодействует с тремя регулярно расположенными прямыми повторами CCCTC-мотива в 5'-фланкирующей последовательности куриного гена c-myc». Онкоген . 5 (12): 1743–53. ПМИД   2284094 .
  10. ^ Jump up to: а б Гелен Л., Пейги Л., Брассет Э., Меулеман В., Фаза М.Б., Талхаут В., Юссен Б.Х., де Кляйн А., Весселс Л., де Лаат В., ван Стинсель Б. (июнь 2008 г.). «Доменная организация хромосом человека, выявленная путем картирования взаимодействий ядерных пластинок». Природа . 453 (7197): 948–51. Бибкод : 2008Natur.453..948G . дои : 10.1038/nature06947 . ПМИД   18463634 . S2CID   4429401 .
  11. ^ Цюй Дж, И Г, Чжоу Х (июнь 2019 г.). «p63 взаимодействует с CTCF, модулируя архитектуру хроматина в кератиноцитах кожи» . Эпигенетика и хроматин . 12 (1): 31. дои : 10.1186/s13072-019-0280-y . ПМК   6547520 . ПМИД   31164150 .
  12. ^ Олссон Р., Ренкавиц Р., Лобаненков В. (2001). «CTCF — это уникальный универсальный регулятор транскрипции, связанный с эпигенетикой и болезнями». Тенденции Жене . 17 (9): 520–7. дои : 10.1016/S0168-9525(01)02366-6 . ПМИД   11525835 .
  13. ^ Данн К.Л., Дэви-младший (2003). «Множество ролей регулятора транскрипции CTCF». Биохим. Клеточная Биол . 81 (3): 161–7. дои : 10.1139/o03-052 . ПМИД   12897849 .
  14. ^ Jump up to: а б с Кудапа С., Джоти Р., Шонес Д.Э., Ро Т.И., Цуй К., Чжао К. (2009). «Глобальный анализ инсуляторсвязывающего белка CTCF в барьерных областях хроматина выявляет разграничение активных и репрессивных доменов» . Геном Рез . 19 (1): 24–32. дои : 10.1101/гр.082800.108 . ПМК   2612964 . ПМИД   19056695 .
  15. ^ Jump up to: а б Юсуфзай Т.М., Тагами Х., Накатани Ю., Фельзенфельд Г. (январь 2004 г.). «CTCF привязывает инсулятор к субъядерным участкам, предполагая общие механизмы изолятора у разных видов» . Мол. Клетка . 13 (2): 291–8. дои : 10.1016/S1097-2765(04)00029-2 . ПМИД   14759373 .
  16. ^ Хоу С., Чжао Х., Танимото К., Дин А. (декабрь 2008 г.). «CTCF-зависимая блокировка энхансера путем образования альтернативной петли хроматина» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 105 (51): 20398–403. Бибкод : 2008PNAS..10520398H . дои : 10.1073/pnas.0808506106 . ПМЦ   2629272 . ПМИД   19074263 .
  17. ^ Софуева С., Яффе Е., Чан В.К., Георгопулу Д., Виетри Рудан М., Мира-Бонтенбал Х. и др. (декабрь 2013 г.). «Взаимодействия, опосредованные когезином, организуют архитектуру хромосомного домена» . Журнал ЭМБО . 32 (24): 3119–3129. дои : 10.1038/emboj.2013.237 . ПМЦ   4489921 . ПМИД   24185899 .
  18. ^ Ли Б.К., Айер В.Р. (сентябрь 2012 г.). «Полногеномные исследования CCCTC-связывающего фактора (CTCF) и когезина дают представление о структуре и регуляции хроматина» . Ж. Биол. Хим . 287 (37): 30906–13. дои : 10.1074/jbc.R111.324962 . ПМЦ   3438923 . ПМИД   22952237 .
  19. ^ Рао С.С., Хантли М.Х., Дюран Н.К., Стаменова Е.К., Бочков И.Д., Робинсон Дж.Т. и др. (декабрь 2014 г.). «Трехмерная карта человеческого генома с разрешением в тысячных базах раскрывает принципы образования петель хроматина» . Клетка . 159 (7): 1665–1680. дои : 10.1016/j.cell.2014.11.021 . ПМЦ   5635824 . ПМИД   25497547 .
  20. ^ Виетри Рудан М., Баррингтон С., Хендерсон С., Эрнст С., Одом Д.Т., Танай А., Хаджур С. (март 2015 г.). «Сравнительный Hi-C показывает, что CTCF лежит в основе эволюции архитектуры хромосомных доменов» . Отчеты по ячейкам . 10 (8): 1297–1309. дои : 10.1016/j.celrep.2015.02.004 . ПМЦ   4542312 . ПМИД   25732821 .
  21. ^ Шукла С., Кавак Э., Грегори М., Имасимидзу М., Шутиноски Б., Кашлев М., Обердёрффер П., Сандберг Р., Обердёрффер С. (ноябрь 2011 г.). «Пауза РНК-полимеразы II, продвигаемая CTCF, связывает метилирование ДНК со сплайсингом» . Природа . 479 (7371): 74–9. Бибкод : 2011Natur.479...74S . дои : 10.1038/nature10442 . ПМЦ   7398428 . ПМИД   21964334 .
  22. ^ Jump up to: а б Ким Т.Х., Абдуллаев З.К., Смит А.Д., Чинг К.А., Лукинов Д.И., Грин Р.Д., Чжан М.К., Лобаненков В.В., Рен Б. (март 2007 г.). «Анализ сайтов связывания инсуляторного белка CTCF позвоночных в геноме человека» . Клетка . 128 (6): 1231–45. дои : 10.1016/j.cell.2006.12.048 . ПМЦ   2572726 . ПМИД   17382889 .
  23. ^ Jump up to: а б Ротондо Х.К., Селватичи Р., Ди Доменико М., Марси Р., Веске Ф., Тоньон М., Мартини Ф. (сентябрь 2013 г.). «Потеря метилирования импринтированного гена H19 коррелирует с гиперметилированием промотора гена метилентетрагидрофолатредуктазы в образцах спермы бесплодных мужчин» . Эпигенетика . 8 (9): 990–7. дои : 10.4161/epi.25798 . ПМЦ   3883776 . ПМИД   23975186 .
  24. ^ Белл А.С., Фельзенфельд Г. (май 2000 г.). «Метилирование CTCF-зависимой границы контролирует импринтированную экспрессию гена Igf2». Природа . 405 (6785): 482–5. Бибкод : 2000Natur.405..482B . дои : 10.1038/35013100 . ПМИД   10839546 . S2CID   4387329 .
  25. ^ Виле Л., Торн Г.Дж., Раддац Г., Кларксон К.Т., Риппе К., Лико Ф., Брейлинг А., Тейф В.Б. (май 2019 г.). «Деметилирование ДНК в эмбриональных стволовых клетках контролирует CTCF-зависимые границы хроматина» . Геномные исследования . 29 (5): 750–61. дои : 10.1101/гр.239707.118 . ПМК   6499307 . ПМИД   30948436 .
  26. ^ Тянь Ю, Супир А, Лю Ц, Ву Л, Хуан CC, Пак JY, Ван Л (май 2022 г.). «Новая роль варианта rs7247241 риска рака простаты в переходе изоформы PPP1R14A посредством аллельного связывания TF и ​​метилирования CpG» . Молекулярная генетика человека . 31 (10): 1610–1621. дои : 10.1093/hmg/ddab347 . ПМЦ   9122641 . ПМИД   34849858 .
  27. ^ Дамашке Н.А., Гаудзик Дж., Авилла М., Ян Б., Сварен Дж., Рупра А. и др. (июнь 2020 г.). «Потеря CTCF опосредует уникальные процессы гиперметилирования ДНК при раке человека» . Клиническая эпигенетика . 12 (1): 80. дои : 10.1186/s13148-020-00869-7 . ПМЦ   7275597 . ПМИД   32503656 .
  28. ^ Кемп С.Дж., Мур Дж.М., Мозер Р., Бернард Б., Титер М., Смит Л.Е. и др. (май 2014 г.). «Гаплонедостаточность CTCF дестабилизирует метилирование ДНК и предрасполагает к раку» . Отчеты по ячейкам . 7 (4): 1020–1029. дои : 10.1016/j.celrep.2014.04.004 . ПМК   4040130 . ПМИД   24794443 .
  29. ^ Ван Х, Маурано МТ, Цюй Х, Варли К.Э., Герц Дж., Паули Ф., Ли К., Кэнфилд Т., Уивер М., Сандстром Р., Турман Р.Э., Каул Р., Майерс Р.М., Стаматояннопулос Дж.А. (сентябрь 2012 г.). «Широко распространенная пластичность заполнения CTCF, связанная с метилированием ДНК» . Геном Рез . 22 (9): 1680–8. дои : 10.1101/гр.136101.111 . ПМЦ   3431485 . ПМИД   22955980 .
  30. ^ Бао Л., Чжоу М., Цуй Ю (январь 2008 г.). «CTCFBSDB: база данных сайтов связывания CTCF для характеристики геномных изоляторов позвоночных» . Нуклеиновые кислоты Рез . 36 (Проблема с базой данных): D83–7. дои : 10.1093/nar/gkm875 . ПМК   2238977 . ПМИД   17981843 .
  31. ^ Се X, Миккельсен Т.С., Гнирке А, Линдблад-Тох К, Келлис М, Ландер Э.С. (2007). «Систематическое открытие регуляторных мотивов в консервативных областях генома человека, включая тысячи инсуляторных участков CTCF» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 104 (17): 7145–50. Бибкод : 2007PNAS..104.7145X . дои : 10.1073/pnas.0701811104 . ПМЦ   1852749 . ПМИД   17442748 .
  32. ^ Фу Й, Синха М, Петерсон КЛ, Венг З (2008). «Инсулятор-связывающий белок CTCF размещает 20 нуклеосом вокруг своих сайтов связывания в геноме человека» . ПЛОС Генетика . 4 (7): e1000138. дои : 10.1371/journal.pgen.1000138 . ПМЦ   2453330 . ПМИД   18654629 .
  33. ^ Тейф В.Б., Вайнштейн Й., Кодрон-Хергер М., Мальм Дж.П., Март С., Хефер Т., Риппе К. (2012). «Полногеномное расположение нуклеосом во время развития эмбриональных стволовых клеток». Nat Struct Мол Биол . 19 (11): 1185–92. дои : 10.1038/nsmb.2419 . ПМИД   23085715 . S2CID   34509771 .
  34. ^ Чернухин И.В., Шамсуддин С., Робинсон А.Ф., Карне А.Ф., Пол А., Эль-Кади А.И., Лобаненков В.В., Кленова Е.М. (сентябрь 2000 г.). «Физическое и функциональное взаимодействие между двумя плюрипотентными белками, фактором связывания ДНК/РНК Y-box, YB-1, и мультивалентным фактором цинковых пальцев, CTCF» . Ж. Биол. Хим . 275 (38): 29915–21. дои : 10.1074/jbc.M001538200 . ПМИД   10906122 .
  35. ^ Кейги М.Х.; Ньюман Джей Джей; Билодо С; Жан Й; Орландо, округ Колумбия; ван Беркум Н.Л.; Эбмайер CC; Гуссенс Дж.; Рал П.Б.; Левин СС; Таатжес диджей; Деккер Дж ; Молодой РА (сентябрь 2010 г.). «Медиатор и когезин связывают экспрессию генов и архитектуру хроматина» . Природа . 467 (7314): 430–5. Бибкод : 2010Natur.467..430K . дои : 10.1038/nature09380 . ПМЦ   2953795 . ПМИД   20720539 .
  36. ^ Кларксон К.Т., Дикс Э.А., Самариста Р., Мамаюсупова Х., Журкин В.Б., Тейф В.Б. (сентябрь 2019 г.). «CTCF-зависимые границы хроматина, образованные асимметричными массивами нуклеосом с уменьшенной длиной линкера» . Исследования нуклеиновых кислот . 47 (21): 11181–11196. дои : 10.1093/nar/gkz908 . ПМК   6868436 . PMID   31665434 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CTCF&oldid=1188063271"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 12c715ddca2332c75c33355bb731b076__1701563220
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/12/76/12c715ddca2332c75c33355bb731b076.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
CTCF - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)