Cdx
Семейство генов Cdx , также называемое каудальными генами, представляет собой группу генов, обнаруженных во многих геномах животных. Гены Cdx содержат гомеобоксную последовательность ДНК и кодируют белки, которые действуют как факторы транскрипции . Ген, в честь которого названо семейство генов (член-основатель), представляет собой хвостовой или кад -ген плодовой мушки Drosophila melanogaster . [1] [2] Геном человека имеет три гена Cdx, называемые 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]
Было высказано предположение, что семейство генов Cdx регулирует ранние решения судьбы клеток мезодермы. Было обнаружено, что функция гена влияет как на кроветворение желточного мешка, так и на кардиогенез у рыбок данио. В частности, Cdx2 является геном, ответственным за нормальную экспрессию определенных кардиогенных факторов транскрипции, которые регулируют развитие сердца и крови во время эмбриогенеза. Было высказано предположение, что Cdx функционирует вместе с мезодермой, направляя решения о судьбе 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. Особенно это заметно при разработке плана кузова. 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, которое определяет план тела сзади и спереди. Своевременное высвобождение сигнальных молекул устанавливает формирование передней/задней оси и облегчает регрессию примитивного узла. Область Hox-генов также имеет решающее значение для правильной ориентации головы, ног, рук, грудной клетки и живота. Передача этой информации генам Hox для позиционного развития осуществляется непосредственно через сайты связывания Cdx. Было показано, что мутации в этих сайтах связывания в конечном итоге предотвращают экспрессию гена Hox и влияют на правильное установление плана тела, предотвращая регуляцию экспрессии, специфичной для региона. [7]
Исследования, демонстрирующие снижение дозы Cdx у мышей, выявили дефекты развития передней и задней оси. Это показало более серьезные дефекты позвонков сзади по мере уменьшения дозы Cdx. Наряду с этим было обнаружено, что по мере снижения дозы Cdx модификация передачи сигналов Wnt и времени экспрессии Hox вызывает как неврологические, так и скелетные дефекты в заднем позвонке. [8]
Каждый из Cdx1, Cdx2 и Cdx4 имеет индивидуальные роли, а также перекрывающиеся роли, где, если один ген был нокаутирован, другие смогут в некоторой степени компенсировать дефицит одного гена. Гены Cdx функционируют более раздельно при 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. Однако нокаут гена Cdx2 привел бы к такому же осевому гомеотическому сдвигу и нокауту гена Cdx1, но также мог бы предотвратить созревание трофобласта и имплантацию бластоцисты, если нокаут был в обоих аллелях. Нокаут гена Cdx2 также может привести к образованию множественных полипов в средней кишке, связанных с раковыми клетками. Функция Cdx4 в развитии кишечника в настоящее время неизвестна, поскольку не наблюдалось никаких спонтанных мутаций и не проводилось никаких экспериментов по нокауту. [9]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Млодзик, Марек; Фьозе, Андерс; Геринг, Уолтер Дж. (1985). «Выделение каудального гена , содержащего гомеобокс дрозофилы , с материнской экспрессией, чьи транскрипты образуют градиент концентрации на стадии пребластодермы» . Журнал ЭМБО . 4 (11): 2961–9. дои : 10.1002/j.1460-2075.1985.tb04030.x . ПМК 554605 . ПМИД 16453641 .
- ^ «Ген FlyBase cad» . Проверено 7 декабря 2012 г.
- ^ Малли, Джон Ф.; Цзю, Чи-хуа; Холланд, Питер WH (2006). «Распад кластера гомеобокса после дупликации генома костистых рыб» . Труды Национальной академии наук . 103 (27): 10369–72. Бибкод : 2006PNAS..10310369M . дои : 10.1073/pnas.0600341103 . JSTOR 30049630 . ПМК 1502464 . ПМИД 16801555 .
- ^ Холланд, Питер WH; Брук, Нина М.; Гарсиа-Фернандес, Хорди (1998). «Кластер генов Para Hox является эволюционной сестрой кластера генов Hox». Природа . 392 (6679): 920–2. Бибкод : 1998Natur.392..920B . дои : 10.1038/31933 . ПМИД 9582071 . S2CID 4398740 .
- ^ Фоли, TE; Хесс, Б; Савори, JGA; Рингетт, Р; Лонес, Д. (1 апреля 2019 г.). «Роль факторов Cdx в принятии решений о судьбе ранней мезодермы» . Разработка . 146 (7): dev170498. дои : 10.1242/dev.170498 . ПМИД 30936115 .
- ^ Нейтс, Роэл; Амин, Шилу; Ван Ройен, Карина; Дешам, Жаклин (2017). «Cdx имеет решающее значение для механизма синхронизации, управляющего коллинеарной активацией Hox, и определяет сегмент магистрали в топологии кластера Hox» . Биология развития . 422 (2): 146–154. дои : 10.1016/j.ydbio.2016.12.024 . ПМИД 28041967 .
- ^ Шарите, Жерун; де Грааф, Вим; Констен, Дмитрий; Рейнен, Марк Дж.; Корвинг, Йерун; Дешам, Дж (1998). «Передача позиционной информации в Hox -гены: критическое взаимодействие продуктов гена cdx с позиционно-чувствительными регуляторными элементами» . Разработка . 125 (22): 4349–58. дои : 10.1242/dev.125.22.4349 . ПМИД 9778495 . S2CID 44221462 .
- ^ Ван Де Вен, Сеска; Бялецка, Моника; Нейтс, Роэл; Янг, Тедди; Роуленд, Дженнифер Э.; Стрингер, Эмма Дж.; Ван Ройен, Карина; Мейлинк, Фриц; Новоа, Ана; Фройнд, Жан-Ноэль; Малло, Мойзес; Бек, Феликс; Дешам, Жаклин (2011). «Согласованное участие генов Cdx/Hox и передачи сигналов Wnt в морфогенезе каудальной нервной трубки и клоакальных производных из задней зоны роста» . Разработка . 138 (16): 3451–62. дои : 10.1242/dev.066118 . hdl : 10400.7/644 . ПМИД 21752936 .
- ^ Бек, Ф. (октябрь 2004 г.). «Роль генов Cdx в кишечнике млекопитающих» . Гут . 53 (10): 1394–1396. дои : 10.1136/gut.2003.038240 . ПМЦ 1774238 . ПМИД 15361482 .