Whi5
Whi5 является регулятором транскрипции в клеточном цикле почкующихся дрожжей, особенно в фазе G1 . [1] Это ингибитор SBF, который участвует в транскрипции G1-специфичных генов. Cln3 способствует диссоциации Whi5 от SBF, и его диссоциация приводит к транскрипции генов, необходимых для входа в S-фазу . [2]
Роль в развитии клеточного цикла
[ редактировать ]Начало контрольных точек клеточного цикла, которое позволяет клетке войти в фазу S с конца G1 и дает ответ «все или ничего» на стимул со стороны клетки. Контрольная точка позволяет ячейке перейти в фазу G0 или G1, и условия ячейки должны быть достаточными для входа в клеточный цикл; например, если клетка голодает или происходит истощение питательных веществ, это остановит прогрессирование клеточного цикла. Однако если контрольная точка запуска удовлетворена, клетка может начать репликацию ДНК , и клетка прекратит свой рост. В каскаде событий, приводящих к транскрипции G1-специфичных генов, Whi5 участвует в регуляции транскрипции. [2]
По словам Дэвида Моргана, SCB-связывающий фактор (SBF) и MCB-связывающий фактор (MBF) являются факторами транскрипции, которые связываются с SCB и MCB соответственно. SCB и MCB находятся в промоторных областях выше ключевых генов, экспрессирующих G1-специфические белки, которые сигнализируют о переходе из G1 в S-фазу. [1] Факторы транскрипции представляют собой гетеродимеры , которые содержат ДНК-связывающую единицу (Swi4 и Mbp1) и регуляторную субъединицу (Swi6). SCB содержат Swi4 и Swi6, а MCB содержат Mbp1 и Swi6. [2] Следовательно, активация SBF и MBF приведет к транскрипции G1-специфичных генов.
Взаимодействие с SBF
[ редактировать ]В исследовании, проведенном Робертусом де Брюином и соавт. (2004) исследователи обнаружили, что Whi5 является важным регуляторным белком, который связывается с SBF. Следовательно, G1-специфичные гены, контролируемые SCB, регулируются выше с помощью Whi5, подавляя их транскрипцию. [2] Это стабильно связанный белок, который связывается с промоторами через SBF на ранней фазе G1, и до того, как активируется транскрипция, Whi5 диссоциирует от SBF. Таким образом, его активность подтверждает биологическое определение Whi5 как ингибитора генов, контролируемых SBF. [2] Кроме того, другое исследование Майкла Костанцо и соавт. (2004) объясняют, что SBF необходим для привлечения Whi5 к промотору G1/S, поскольку их взаимодействие стабильно. [3]
регулирование WHI5
[ редактировать ]По словам Дэвида Моргана, Cln3/Cdk1, комплексная единица циклин-CDK, способствует диссоциации Whi5 от SBF посредством ингибирующего гиперфосфорилирования . [1] Кроме того, по мнению де Брюина, Cdc28 CDK, как полагают, участвует в фосфорилировании Whi5. [2] Cdc28 активируется Cln 1, Cln2 и Cln 3 и является важной частью развития клеточного цикла. [3] После активации ассоциация Whi5 и его возможная диссоциация от SBF приводят к активации перехода в S-фазу. Он фосфорилирован во многих положениях в G1, как и белок ретинобластомы многоклеточных животных (Rb), но только определенные остатки фосфора коррелируют с переходом из G1 в S-фазу. [2] Кроме того, де Брюин объясняет, что фосфорилирование Whi5 определяет время SBF-зависимой активации транскрипции и прогрессирования клеточного цикла. Например, у мутантов cln3Δ и wi5Δ клетки войдут в S-фазу раньше, поскольку отсутствие wi5 обходит необходимость активации Cln3. Следовательно, в клетках cln3Δ и who5Δ время развития клеточного цикла не регулируется ингибирующим фосфорилированием с помощью Cln3/Cdk1 и других циклинов, что приводит к меньшему размеру клеток. Таким образом, Cln3/Cdk1 важен для диссоциации Whi5 и определения времени, когда он должен диссоциировать. [2] Whi5 сам по себе не может определить правильное время событий клеточного цикла, но он влияет на начало перехода. [3]
По данным Костанцо и др. (2004), считается, что Whi5 меняет свою локализацию в зависимости от фосфорилирования CDK Whi5. [3] Как и факторы транскрипции, он локализуется либо в ядре, либо за его пределами. Когда CDK активен и связывается с Whi5, тогда Whi5 диссоциирует от SBF и покидает ядро. Однако когда CDK отсутствует или активен, Whi5 локализуется обратно в ядре. Whi5 находится в ядре в позднем митозе и фазе G1. Как только сеть митотического выхода активируется и активность CDK снижается, Whi5 попадает в ядро. А когда Cln3 активирует CDK, это вызовет диссоциацию Whi5 и сопутствующий его выход из ядра. [3]
Разведение Whi5 и Cln3
[ редактировать ]Исследование, проведенное Куртом Шмоллером и соавт. (2015) показывают, что с увеличением концентрации Cln3 также увеличивается размер клеток. Таким образом, общая концентрация Cln3 остается постоянной до тех пор, пока не будет достигнута предстартовая G1. [4] Кроме того, в том же отношении количество Whi5 не увеличивается и не уменьшается, но с увеличением размера клеток общая концентрация Whi5 снижается. Таким образом, когда общая концентрация Whi5 снижается, а общая концентрация Cln3 остается постоянной, разбавление Whi5 за счет роста клеток приводит к контролю пролиферации. Исследователи обнаружили, что в фазах S/G2/M Whi5 синтезируется в зависимости от размера. Когда рождается дочерняя клетка, маленькая клетка имеет высокую концентрацию Whi5, что удерживает клетку в предстартовой фазе. По мере увеличения размера клеток предварительное количество Whi5 будет растворяться в большем объеме цитозоля, а постоянная концентрация Cln3 будет превышать концентрацию ингибитора Whi5. Следовательно, концентрация Whi5 и Cln3 может объяснить, почему существуют стандарты времени перехода клетки в S-фазу. [4] Таким образом, ингибитор Whi5 и его координация с Cln3 являются критическими белками, контролирующими размер клеток.
SBF-контролируемые гены
[ редактировать ]Как только Whi5 диссоциируется от генов, контролируемых SBF, это приводит к транскрипции основных генов, которые позволяют клетке войти в S-фазу. Эти гены включают циклины G1/S и S, которые имеют решающее значение для начала следующей фазы. [1] По данным Вишваната Айера и др. (2001), гены, контролируемые SBF, важны для почкования, а также для биосинтеза мембран и клеточных стенок. Следовательно, Whi5 является важным регулятором возможных событий клеточного цикла. [5]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Морган, Дэвид (2007). Клеточный цикл: принципы управления . Оксфорд: New Science Press.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Брюин, Робертус (2004). «Cln3 активирует G1-специфическую транскрипцию посредством фосфорилирования SBF-связанного репрессора Whi5» . Клетка . 117 (7): 887–898. дои : 10.1016/j.cell.2004.05.025 . ПМИД 15210110 .
- ^ Jump up to: а б с д и Костанцо, Майкл; Нисикава, Джой; Тан, Сяоцзин; Миллман, Джонатан; Шуб, Оливер; Брейткройц, Кевин; Дьюар, Даниэль; Рупес, Иван; Бренда, Эндрюс; Майк, Тайерс (25 июня 2004 г.). «Активность CDK противодействует Whi5 и ингибитору транскрипции G1/S в дрожжах» . Клетка . 117 (7): 899–913. дои : 10.1016/j.cell.2004.05.024 . ПМИД 15210111 .
- ^ Jump up to: а б Шмоллер, К.М.; Тернер, Джей-Джей; Койвомаги, М; Скотхайм, Дж. К. (8 октября 2015 г.). «Разбавление ингибитора клеточного цикла Whi5 контролирует размер клеток почкующихся дрожжей» . Природа . 526 (7572): 268–272. дои : 10.1038/nature14908 . ПМК 4600446 . ПМИД 26390151 .
- ^ Айер, ВР; Горак, CE; Скаф, CS; Ботштейн, Д.; Снайдер, М.; Браун, ПО (2001). «Геномные сайты связывания факторов транскрипции клеточного цикла дрожжей SBF и MBF». Природа . 409 : 533–538. дои : 10.1038/35054095 .