Гомеобоксный белок гусекоид
| ГСК | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | GSC , SAMS, гомеобокс гусикоида | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | Опустить : 138890 ; МГИ : 95841 ; Гомологен : 7744 ; GeneCards : GSC ; ОМА : GSC – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Гомеобоксный белок гусекоид (GSC) представляет собой гомеобоксный белок , который кодируется у человека геном GSC . Как и другие гомеобоксные белки, гусекоид действует как транскрипционный фактор, участвующий в морфогенезе . что в Xenopus Считается , GSC играет решающую роль в феномене организатора Шпемана-Мангольда . [5] С помощью отслеживания клонов и временной микроскопии можно было наблюдать влияние GSC на судьбу соседних клеток. В эксперименте, в котором вводили клеткам GSC и наблюдали эффекты неинъецированных клеток, GSC рекрутировал соседние неинъецированные клетки в дорсальной губе бластопора гаструлы Xenopus, чтобы сформировать сдвоенную дорсальную ось, предполагая, что белок гусекоид играет роль в регуляции и миграции. клеток в период гаструляции . [6] [5]
Неясно, как GSC выполняет эту организационную функцию. Ошибки в формировании гусикоидного белка у мышей и людей имеют ряд последствий для развивающегося эмбриона, обычно в областях производных клеток нервного гребня , тазобедренных и плечевых суставах и черепно-лицевом развитии. Низкий рост, атрезия слухового прохода, гипоплазия нижней челюсти и аномалии скелета (SAMS) считались редким аутосомно -рецессивным нарушением развития , но с помощью секвенирования всего экзома было обнаружено, что SAMS является результатом мутации гена GSC. [7] Данные, собранные в результате секвенирования всего экзома, а также фенотипическая презентация SAMS, указывают на то, что у млекопитающих белок гусекоид участвует в регуляции и миграции нервного гребня судеб клеток и других структур мезодермального паттерна, особенно суставов, таких как плечи и бедра. [8]
Функция
[ редактировать ]Ген GSC определяет спецификацию судьбы клеток нервного гребня и способствует формированию дорсально-вентрального паттерна. Чрезмерная активация у Xenopus способствует дорсо-передней миграции и дорсализации мезодермальной ткани клеток вместе с BMP-4 . [9] И наоборот, анализ потери функций косвенно предотвратил формирование головы у Xenopus. [10] и дефекты головы у рыбок данио. [11] Хотя исследования нокаута на мышах показали, что ген GSC не требуется для гаструляции, нокаут гена приводит к уменьшению основания черепа. Мутация гена GSC у дрозофилы летальна. [12]
Ген GSC способствует образованию организатора Спемана. Этот организатор не позволяет BMP-4 индуцировать превращение эктодермы в будущей области головки эмбриона в эпидермис; вместо этого он позволяет будущей области головы формировать нервные складки, которые в конечном итоге превратятся в головной и спинной мозг. Для нормального развития передней части органайзер Спемана не может экспрессировать факторы транскрипции Xwnt-8 или BMP-4. GSC напрямую подавляет экспрессию Xwnt-8 и косвенно подавляет BMP-4. [13] Ингибирование Xwnt-8 и BMP-4 гарантирует, что может произойти нормальное переднее развитие, чему способствует организатор Спемана.
Экспрессия GSC происходит дважды в развитии: сначала во время гаструляции, а затем во время органогенеза. [14] GSC обнаруживается в высоких концентрациях в дорсальной мезодерме и энтодерме во время гаструляции. Более поздняя экспрессия GSC ограничена головной областью. лягушки У Xenopus клетки, экспрессирующие GSC, становятся энтодермой глотки, мезодермой головы, вентральной скелетной тканью головы и хордом. [15]
Мутации
[ редактировать ]Мутация в гене GSC вызывает низкорослость, атрезию слухового прохода, гипоплазию нижней челюсти и аномалии скелета (SAMS). Ранее считалось, что SAMS является аутосомно-рецессивным заболеванием, но исследования с использованием молекулярного кариотипирования и секвенирования всего экзома (WES) показали обратное. [7]
Мутации гена Gsc могут приводить к специфическим фенотипам, возникающим в результате второй экспрессии гена Gsc во время органогенеза. У мышей с нокаутом этого гена наблюдаются дефекты языка, носовой полости, носовых ямок, внутреннего уха и наружного слухового прохода. [16] Новорожденные мыши, рожденные с этой мутацией, умирают в течение 24 часов из-за осложнений с дыханием и всасыванием молока, возникающих в результате черепно-лицевых аномалий, вызванных мутацией. Мутации гена Gsc у людей могут привести к состоянию, известному как синдром SAMS, характеризующемуся низким ростом, атрезией слухового канала, гипоплазией нижней челюсти и аномалиями скелета. [7] [17]
Роль в развитии рака
[ редактировать ]Благодаря своей роли транскрипционного фактора в миграции клеток во время эмбрионального развития, GSC рассматривается как потенциальный игрок в развитии рака и метастазировании, поскольку эмбриональное развитие и развитие рака имеют схожие характеристики. GSC, наряду с другими факторами транскрипции, такими как Twist , FOXC2 и Snail , индуцирует эпителиально- мезенхимальные переходы путем регулирования экспрессии белков клеточной адгезии E-кадгерина , α-катенина и γ-катенина в эпителиальных клетках. [18] Исследования показали, что в высоко метастатических раковых клетках яичников, легких, молочной железы и других раковых клетках GSC высоко экспрессируется на ранних стадиях прогрессирования опухоли. [19] Более того, высокий уровень экспрессии GSC в раковых клетках коррелирует с плохой выживаемостью и, таким образом, может использоваться в качестве прогностического инструмента. [20] Высокая экспрессия GSC также коррелирует с химиорезистентностью рака. Таким образом, GSC «подготавливает клетки к выражению агрессивных фенотипов». [19] » и «может быть наиболее потенциальным биомаркером реакции на лекарство и плохого прогноза. [20] ”
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000133937 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Jump up to: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000021095 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
- ^ Jump up to: а б «Ксенопус Гусекоид» . Интерактивная муха, дрозофила .
- ^ Блюм М., Де Робертис Э.М., Кодис Т., Хайнцманн С., Клисак И., Гейссерт Д., Спаркс Р.С. (май 1994 г.). «Молекулярное клонирование человеческого гомеобоксного гена гусекоида (GSC) и картирование этого гена на хромосоме человека 14q32.1». Геномика . 21 (2): 388–93. дои : 10.1006/geno.1994.1281 . ПМИД 7916327 .
- ^ Jump up to: а б с Парри Д.А., Логан К.В., Стегманн А.П., Абдельхамед З.А., Колдер А., Хан С. и др. (декабрь 2013 г.). «SAMS, синдром низкого роста, атрезии слухового прохода, гипоплазии нижней челюсти и аномалий скелета, представляет собой уникальную нейрокристопатию, вызванную мутациями в Goosecoid» . Американский журнал генетики человека . 93 (6): 1135–42. дои : 10.1016/j.ajhg.2013.10.027 . ПМЦ 3853132 . ПМИД 24290375 .
- ^ «Куриный гуськоид» . Интерактивная муха, дрозофила .
- ^ Ниерс С., Келлер Р., Чо К.В., Де Робертис Э.М. (1993). «Геобоксный ген гусекоид контролирует миграцию клеток у эмбрионов Xenopus ». Клетка . 72 (4): 491–503. дои : 10.1016/0092-8674(93)90069-3 . ПМИД 8095000 . S2CID 2147704 .
- ^ Штайнбайссер Х., Файнсод А., Ньерс К., Сасаи Ю., Де Робертис Э.М. (ноябрь 1995 г.). «Роль gsc и BMP-4 в формировании дорсально-вентрального паттерна маргинальной зоны у Xenopus: исследование потери функции с использованием антисмысловой РНК» . Журнал ЭМБО . 14 (21): 5230–43. дои : 10.1002/j.1460-2075.1995.tb00208.x . ПМЦ 394633 . ПМИД 7489713 .
- ^ Ривера-Перес Х.А., Малло М., Гендрон-Магуайр М., Гридли Т., Берингер Р.Р. (сентябрь 1995 г.). «Гусекоид не является важным компонентом организатора гаструлы мыши, но необходим для развития черепно-лицевой области и ребер» . Разработка . 121 (9): 3005–12. дои : 10.1242/dev.121.9.3005 . ПМИД 7555726 .
- ^ Гориели А., Стелла М., Коффинье С., Кесслер Д., Майос С., Дессен С., Десплан С. (май 1996 г.). «Функциональный гомолог гусекоида у дрозофилы». Разработка . 122 (5): 1641–50. дои : 10.1242/dev.122.5.1641 . ПМИД 8625850 .
- ^ Яо Дж., Кесслер Д.С. (август 2001 г.). «Goosecoid способствует деятельности главного организатора путем прямого подавления Xwnt8 в органайзере Шпемана» . Разработка . 128 (15): 2975–87. дои : 10.1242/dev.128.15.2975 . ПМИД 11532920 .
- ^ Ямада Г., Мансури А., Торрес М., Стюарт Э.Т., Блюм М., Шульц М., Де Робертис Э.М., Грусс П. (сентябрь 1995 г.). «Направленная мутация гена мышиного гусекоида приводит к черепно-лицевым дефектам и смерти новорожденных» (PDF) . Разработка . 121 (9): 2917–22. дои : 10.1242/dev.121.9.2917 . ПМИД 7555718 .
- ^ Де Робертис Э., Блюм М., Ньерс К., Штайнбайссер Х. (апрель 1992 г.). «Индукция мезодермы и происхождение эмбриональной оси: гусекоид и организатор» . Разработка . 116 (1): 167–171. doi : 10.1242/dev.116.Supplement.167 . ПМИД 1483385 .
- ^ Ямада Г, Уэно К, Накамура С, Ханамуре Ю, Ясуи К, Уэмура М, Эйдзуру Ю, Мансури А, Блюм М, Сугимура К (апрель 1997 г.). «Аномалии носа и глотки, вызванные мутацией гена гусекоида мыши». Связь с биохимическими и биофизическими исследованиями . 233 (1): 161–5. дои : 10.1006/bbrc.1997.6315 . ПМИД 9144415 .
- ^ Лемир Э.Г., Хилдес-Рипштейн Г.Е., Рид М.Х., Чадли А.Е. (январь 1998 г.). «SAMS: условно уникальный синдром множественных врожденных аномалий, состоящий из низкого роста, атрезии слухового прохода, гипоплазии нижней челюсти и аномалий скелета». Американский журнал медицинской генетики . 75 (3): 256–60. doi : 10.1002/(sici)1096-8628(19980123)75:3<256::aid-ajmg5>3.0.co;2-o . ПМИД 9475592 .
- ^ Мани С.А., Ян Дж., Брукс М., Шванингер Г., Чжоу А., Миура Н., Куток Дж.Л., Хартвелл К., Ричардсон А.Л., Вайнберг Р.А. (июнь 2007 г.). «Мезенхима Forkhead 1 (FOXC2) играет ключевую роль в метастазировании и связана с агрессивным базальноподобным раком молочной железы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (24): 10069–74. Бибкод : 2007PNAS..10410069M . дои : 10.1073/pnas.0703900104 . ЧВК 1891217 . ПМИД 17537911 .
- ^ Jump up to: а б Хартвелл К.А., Мьюир Б., Рейнхардт Ф., Карпентер А.Е., Сгрой Д.С., Вайнберг Р.А. (декабрь 2006 г.). «Ген-организатор Спемана, Goosecoid, способствует метастазированию опухоли» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (50): 18969–74. Бибкод : 2006PNAS..10318969H . дои : 10.1073/pnas.0608636103 . ПМЦ 1748161 . ПМИД 17142318 .
- ^ Jump up to: а б Кан К.В., Ли М.Дж., Сон Дж.А., Чон Дж.И., Ким Ю.К., Ли С., Ким Т.Х., Квак К.Б., Ким О.Дж., Ан Х.Дж. (июль 2014 г.). «Сверхэкспрессия гусикоидного гомеобокса связана с химиорезистентностью и плохим прогнозом при карциноме яичника» . Отчеты онкологии . 32 (1): 189–98. дои : 10.3892/или.2014.3203 . ПМИД 24858567 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Шлейд-Бартусяк К., Макинтайр Г., Зунич Дж., Кокс Д.В. (январь 2008 г.). «Ребенок с делецией (14) (q24.3q32.13) и слуховой нейропатией». Американский журнал медицинской генетики, часть A. 146А (1): 117–23. дои : 10.1002/ajmg.a.32064 . ПМИД 18074379 . S2CID 13536206 .
- Хартвелл К.А., Мьюир Б., Рейнхардт Ф., Карпентер А.Е., Сгрой Д.С., Вайнберг Р.А. (декабрь 2006 г.). «Ген-организатор Спемана, Goosecoid, способствует метастазированию опухоли» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (50): 18969–74. Бибкод : 2006PNAS..10318969H . дои : 10.1073/pnas.0608636103 . ПМЦ 1748161 . ПМИД 17142318 .
- Барриос-Родилес М, Браун КР, Оздамар Б, Бозе Р, Лю З, Донован Р.С., Синдзё Ф, Лю Ю, Дембови Дж, Тейлор И.В., Луга В., Прзуль Н., Робинсон М., Сузуки Х., Хаяшизаки Ю., Юришица И., Врана Дж.Л. (март 2005 г.). «Высокопроизводительное картирование динамической сигнальной сети в клетках млекопитающих». Наука . 307 (5715): 1621–5. Бибкод : 2005Sci...307.1621B . дои : 10.1126/science.1105776 . ПМИД 15761153 . S2CID 39457788 .
- Намчу С.Дж., Фридман Р.Д., Марсден М.Д., Сараусад Л.М., Ясони К.Л., Фурнье Р.Э. (март 2004 г.). «Организация последовательностей и области прикрепления матрицы кластера генов ингибитора сериновой протеазы человека на участке 14q32.1». Геном млекопитающих . 15 (3): 162–78. дои : 10.1007/s00335-003-2311-y . ПМИД 15014966 . S2CID 8594824 .
- Фуше И., Монтесинос М.Л., Волович М., Прочианц А., Трембло А. (май 2003 г.). «Совместная регуляция промотора MAP1B с помощью HNF3beta/Foxa2 и Engrailed является результатом высококонсервативного механизма прямого взаимодействия гомеопротеинов и факторов транскрипции Fox» . Разработка . 130 (9): 1867–76. дои : 10.1242/dev.00414 . ПМИД 12642491 .
- Данилов В., Блюм М., Швайкерт А., Кампионе М., Штайнбайссер Х. (январь 1998 г.). «Негативная ауторегуляция гуосекоида, специфичного для организатора гомеобоксного гена» . Журнал биологической химии . 273 (1): 627–35. дои : 10.1074/jbc.273.1.627 . ПМИД 9417125 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Страница Goosecoid на hhmi.ucla.edu
галерея PDB |
|---|
