Эктопическое выражение
Эктопическое слово используется с приставкой экто-, означающей «вне», и суффиксом -топик, означающим «место». Эктопическая экспрессия — это аномальная экспрессия гена в типе клеток, типе ткани или на стадии развития, на которой ген обычно не экспрессируется. [ 1 ] [ 2 ] Термин «эктопическая экспрессия» преимущественно используется в исследованиях с использованием многоклеточных животных, особенно у Drosophila melanogaster, в исследовательских целях.
Как это используется
[ редактировать ]Хотя внематочная экспрессия может быть вызвана естественным состоянием, [ 1 ] в природе его редко можно увидеть, поскольку он является продуктом дефектов регуляции генов. Фактически, эктопическая экспрессия чаще используется в исследовательских целях. Искусственно индуцированная экспрессия генов помогает определить функцию интересующего гена. общие методы, такие как сверхэкспрессия или неправильная экспрессия генов с помощью UAS- Gal4 системы у D. melanogaster . Используются [ 2 ] В модельных организмах такие методы используются для проведения генетического скрининга для определения функции гена, участвующего в определенных клеточных процессах или процессах развития. [ 3 ]
Эктопическая экспрессия с использованием этих методов является полезным инструментом, поскольку фенотипы, индуцированные в ткани или типе клеток, где обычно не экспрессируются, легко отличить от типа ткани или клеток, где ген обычно экспрессируется. Путем сравнения с его базовой экспрессией можно определить функцию интересующего гена. [ 3 ]
Хотя понимание эктопической экспрессии связано с эндогенными генами в организме, его можно распространить на аналогичную концепцию, такую как трансгенез , когда экзогенный ген вводится в тип клетки или ткани, в которых ген обычно не экспрессируется. [ 4 ] Практика эктопической экспрессии в биологической науке не только ограничивается идентификацией функции гена в известном типе клеток или тканей, но также применяется для обнаружения неизвестных или дополнительных функций гена посредством эктопической экспрессии.
Примеры исследований
[ редактировать ]Парный коробчатый белок
[ редактировать ]Парный бокс-белок Pax-6 у человека является фактором транскрипции, который является основным регуляторным геном развития глаз и мозга. [ 5 ] Эктопическая экспрессия дрозофилы гомолога безглазого ( ey ) использовалась для определения роли Pax-6 у людей. Используя тканеспецифическую UAS-Gal4 систему , можно индуцировать ey на ногах, крыльях, поводьях и усиках трансгенных мух, чтобы продемонстрировать функции ey . [ 6 ]
Гены обонятельных рецепторов
[ редактировать ]Ген обонятельного рецептора ( OR ) обычно экспрессируется в обонятельной ткани человека и мыши и выполняет основную функцию рецептора запаха для обнаружения запахов . [ 7 ] У людей с дефектом этого гена наблюдаются расстройства вкуса и обоняния. Сообщалось, что ORs также экспрессируются в сперматозоидах и семенниках, причем особое внимание уделяется эктопической экспрессии. В ходе исследования исследователи определили эктопическую экспрессию генов OR в необонятельных тканях на мышиной модели путем измерения уровней транскриптов. [ 8 ] Здесь они обнаружили относительно низкую экспрессию гена OR по сравнению с обонятельной тканью, что указывает на то, что ген OR в других тканях не имеет дополнительной функции, но они предполагают, что существует вероятность того, что небольшие подмножества OR могут играть функциональные роли в разных тканях. [ 8 ]
Точка разрыва Х-хромосомы синовиальной саркомы-2
[ редактировать ]Известно, что белки точки разрыва-2 Х-хромосомы синовиальной саркомы (SSX2) локализуются в ядре и действуют как репрессоры транскрипции. Кроме того, экспрессия SSX2 часто наблюдается при меланоме. [ 9 ] но роль гена не была оценена. Таким образом, исследователи использовали принцип эктопической экспрессии для экспрессии SSX2 в различных клеточных линиях, включая модельные клетки рака. Они обнаружили важные фенотипы эктопической экспрессии SSX2, которая участвует в онкогенезе : 1) немедленная индукция геномной нестабильности, 2) долгосрочная поддержка роста опухолевых клеток. [ 10 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Кокс, Тимоти К.; Камчи, Эсра Д.; Вора, Сиддхарт; Лукетти, Даниэла В.; Тернер, Эрик Э. (2014). «Генетика развития и пороков развития ушных раковин: новые открытия в модельных системах, определяющие будущие направления исследований микротии» . Европейский журнал медицинской генетики . 57 (8): 394–401. дои : 10.1016/j.ejmg.2014.05.003 . ПМК 4143470 . ПМИД 24880027 .
- ^ Перейти обратно: а б Мерриам, Джон Р. (2001). «Гены с фенотипами эктопической экспрессии встречаются часто, а не редко» (PDF) . Молекулярная клетка и биология развития . 84 : 130–132.
- ^ Перейти обратно: а б Родригес-Треллес, Фрэнсис; Таррио, Роуз; Аяла, Франсиско Дж. (1 июня 2005 г.). «Вызвана ли эктопическая экспрессия дерегуляторными мутациями или утечками регуляции генов, имеющими эволюционный потенциал?» Биоэссе 27 (6): 592–601. дои : 10.1002/бис.20241 . ISSN 1521-1878 . ПМИД 15892118 . S2CID 35292809 .
- ^ Клебиг, МЛ; Уилкинсон, Дж. Э.; Гейслер, Дж.Г.; Войчик, Р.П. (23 мая 1995 г.). «Эктопическая экспрессия гена агути у трансгенных мышей вызывает ожирение, признаки диабета II типа и желтый мех» . Труды Национальной академии наук . 92 (11): 4728–4732. Бибкод : 1995PNAS...92.4728K . дои : 10.1073/pnas.92.11.4728 . ISSN 0027-8424 . ПМК 41780 . ПМИД 7761391 .
- ^ Хэнсон, Изабель М. (1 декабря 2003 г.). «PAX6 и врожденные пороки развития глаз» . Педиатрические исследования . 54 (6): 791–796. дои : 10.1203/01.PDR.0000096455.00657.98 . ISSN 0031-3998 . ПМИД 14561779 .
- ^ Козьмик, Збинек; Добе, Майкл; Фрей, Эрих; Норман, Барбара; Кос, Лидия; Дишоу, Ларри Дж.; Нолл, Маркус; Пятигорский, Иорам (ноябрь 2003 г.). «Роль генов Pax в эволюции глаз» . Развивающая клетка . 5 (5): 773–785. дои : 10.1016/s1534-5807(03)00325-3 . ПМИД 14602077 .
- ^ Малник, Беттина; Годфри, Пол А.; Бак, Линда Б. (24 февраля 2004 г.). «Семейство генов обонятельных рецепторов человека» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (8): 2584–2589. Бибкод : 2004PNAS..101.2584M . дои : 10.1073/pnas.0307882100 . ISSN 0027-8424 . ПМК 356993 . ПМИД 14983052 .
- ^ Перейти обратно: а б Фельдмессер, Эстер; Олендер, Цвия; Хен, Мириам; Янаи, Итай; Офир, Рон; Ланцет, Дорон (1 января 2006 г.). «Широко распространенная эктопическая экспрессия генов обонятельных рецепторов» . БМК Геномика . 7 : 121. дои : 10.1186/1471-2164-7-121 . ISSN 1471-2164 . ПМК 1508154 . ПМИД 16716209 .
- ^ Смит, Хит А.; МакНил, Дуглас Г. (1 января 2010 г.). «Семейство SSX антигенов рака яичка как целевых белков для терапии опухолей» . Клиническая и развивающая иммунология . 2010 : 150591. дои : 10.1155/2010/150591 . ISSN 1740-2530 . ПМЦ 2963798 . ПМИД 20981248 .
- ^ Греве, Катрин Б.В.; Линдгрин, Джонас Н.; Терп, Миккель Г.; Педерсен, Кристина Б.; Шмидт, Штеффен; Молленхауэр, Ян; Кристенсен, Стайн Б.; Андерсен, Рикке С.; Релстер, Метте М. (01 февраля 2015 г.). «Эктопическая экспрессия ракового/тестикулярного антигена SSX2 вызывает повреждение ДНК и способствует нестабильности генома» . Молекулярная онкология . 9 (2): 437–449. дои : 10.1016/j.molonc.2014.09.001 . ISSN 1878-0261 . ПМЦ 5528659 . ПМИД 25363656 .