Чордин
| CHRD домен | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | CHRD | ||
| Пфам | PF07452 | ||
| ИнтерПро | ИПР010895 | ||
| УМНЫЙ | SM00754 | ||
| PROSITE | ПС50933 | ||
| |||
| чордин | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Символ | CHRD | ||
| ген NCBI | 8646 | ||
| HGNC | 1949 | ||
| МОЙ БОГ | 603475 | ||
| RefSeq | НМ_003741 | ||
| ЮниПрот | Q9H2X0 | ||
| Другие данные | |||
| Локус | Хр. 3 q27 | ||
| |||
Хордин (от греческого χορδή, нить, кетгут) представляет собой белок, играющий важную роль в формировании дорсально-вентрального паттерна на ранних стадиях эмбрионального развития. У человека он кодируется геном CHRD . [1] [2]
История
[ редактировать ]Хордин был первоначально идентифицирован у африканской шпорцевой лягушки ( Xenopus laevis ) в лаборатории Эдварда М. Де Робертиса как ключевой белок развития , который дорсализует эмбриональные ткани ранних позвоночных . [3] Впервые была выдвинута гипотеза, что chordin играет роль в генах дорсального гомеобокса в организаторе Спемана. Ген хордина был обнаружен благодаря его активации после использования gsc ( гусекоида ) и Xnot. [4] инъекции мРНК . Первооткрыватели хордина пришли к выводу, что он экспрессируется в областях эмбриона, где gsc также экспрессируются и Xnot, включая прехордальную пластинку , хорду и хордоневральный шарнир . Экспрессия гена в этих регионах привела к названию «хордин». Считалось, что первоначальные функции хордина включают рекрутирование соседних клеток для помощи в формировании оси, а также опосредование клеточных взаимодействий для организации областей хвоста, головы и тела.
Структура белка
[ редактировать ]Хордин представляет собой белок, состоящий из 941 аминокислоты, структура которого, по данным трехмерной трансмиссионной электронной микроскопии, напоминает подкову. [5] [6] Характерной структурной особенностью хордина является наличие четырех богатых цистеином повторов длиной 58–75 остатков, каждый из которых содержит 10 цистеинов с характерными расстояниями. Эти повторы гомологичны доменам ряда белков внеклеточного матрикса , включая фактор фон Виллебранда . [7] Существует пять названных изоформ этого белка, которые производятся путем альтернативного сплайсинга . [8]
Генная структура
[ редактировать ]CHRD состоит из 23 экзонов, имеет длину 11,5 т.п.н. и локализуется в 3q27. [1] [9] Ген THPO . ( тромбопоэтин ) расположен в том же единственном космидном клоне вместе с геном эукариотического фактора инициации трансляции-4-гамма (EIF4G1) [2]
Функция
[ редактировать ]Хордин дорсализирует развивающийся эмбрион путем связывания вентрализующих белков TGFβ, таких как костные морфогенетические белки (BMP), через свои четыре богатые цитозином области. [7] [9] Хордин блокирует передачу сигналов BMP, предотвращая взаимодействие BMP с рецепторами клеточной поверхности, что ингибирует образование эпидермиса и способствует образованию нервной ткани. [10] Хордин специфически ингибирует BMP-2,-4,-7. [6] Функция хордина улучшается за счет нескольких сопутствующих факторов , в том числе гена искривленной гаструляции (Tsg) и металлопротеазы цинка. Цг улучшает способность Чордина стать антагонистом BMP. Функция цинковой металлопротеазы за счет расщепления хордина позволяет улучшить передачу сигналов с BMP в неактивных комплексах. Это происходит за счет улучшения субстратной способности хордина в реакциях расщепления и высвобождения BMP из продуктов хордина. [7]
Эксперименты с рыбками данио показали, что мутация гена хордина может привести к уменьшению количества нервной и спинной ткани. Было показано, что делеции целевых генов хордина, фоллистатина и ноггина у мышей также оказывают влияние на нервную индукцию, в то время как делеция как хордина, так и ноггина оказывает более серьезное воздействие на развитие нервной системы. Фенотип делеции этого типа демонстрировал почти полное отсутствие головы. [11] Это важно, потому что, когда не хватает только головы, возникают легкие дефекты, но головка все равно формируется. [12] Было показано, что Noggin перекрывается в средней гаструле при экспрессии с хордином. [13] Дальнейшие эксперименты по проверке роли как noggin, так и chordin показали, что эти два белка необходимы для мезодермального развития и формирования переднего рисунка. Однако не было показано, что noggin и chordin играют значительную роль в развитии передней висцеральной энтодермы . [13]
мРНК хордина у мышей экспрессируется на ранних стадиях передней примитивной полоски. У куриного эмбриона он экспрессируется в передних клетках серпа Коллера , которые образуют передние клетки первичной полоски — ключевой структуры, посредством которой происходит гаструляция. [14] По мере того как полоска развивается в узел и осевую мезодерму, мРНК хордина все еще экспрессируется. Эти данные указывают на роль хордина в формировании паттерна на ранних стадиях эмбриона. [13] Когда хордин был инактивирован, животные поначалу могут казаться нормальными в развитии, но позже проблемы проявляются во внутреннем и наружном ухе наряду с аномалиями глотки и сердечно-сосудистой системы. Эксперименты с эмбрионами Xenopus показали, что сверхэкспрессия BMP1 и TLL1 может быть использована для противодействия функциям дорсализации хординов. Это открытие предполагает, что основным антагонистом хордина является BMP1. [1]
У мышей хордин экспрессируется в узле, но не в передней висцеральной энтодерме. Было обнаружено, что он необходим для развития переднего мозга . [13] У развивающихся мышей, у которых наблюдается дефицит как хордина, так и ноггина , голова почти отсутствует. Chordin также участвует в гаструляции птиц и может также играть роль в органогенезе .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с Скотт И.С., Блиц И.Л., Паппано В.Н., Имамура Й., Кларк Т.Г., Стейглиц Б.М. и др. (сентябрь 1999 г.). «Металлопротеиназы BMP-1/толлоида млекопитающих, включая новый член семейства Tolloid-подобных 2 млекопитающих, обладают дифференциальной ферментативной активностью и распределением экспрессии, релевантным для формирования паттерна и скелетогенеза» . Биология развития . 213 (2): 283–300. дои : 10.1006/dbio.1999.9383 . ПМИД 10479448 .
- ^ Jump up to: а б Смит М., Херрелл С., Лушер М., Лако Л., Симпсон С., Вистнер А. и др. (1999). «Геномная организация гена хордина человека и скрининг мутаций генов-кандидатов на синдром Корнелии де Ланге». Генетика человека . 105 (1–2): 104–11. дои : 10.1007/s004390051070 . ПМИД 10480362 .
- ^ Сасаи Ю., Лу Б., Штайнбайссер Х., Гейссерт Д., Гонт Л.К., Де Робертис Э.М. (декабрь 1994 г.). «Xenopus chordin: новый дорсализирующий фактор, активируемый специфичными для организатора генами гомеобокса» . Клетка . 79 (5): 779–90. дои : 10.1016/0092-8674(94)90068-X . ПМК 3082463 . ПМИД 8001117 .
- ^ «Not.S - белок Xnot - Xenopus laevis (африканская шпорцевая лягушка) - ген и белок not.S» .
- ^ Ларраин Дж., Бачиллер Д., Лу Б., Агиус Э., Пикколо С., Де Робертис Э.М. (февраль 2000 г.). «BMP-связывающие модули в хордине: модель регуляции передачи сигналов во внеклеточном пространстве» . Разработка . 127 (4): 821–30. дои : 10.1242/dev.127.4.821 . ПМК 2280033 . ПМИД 10648240 .
- ^ Jump up to: а б Троило Х., Барретт А.Л., Воль А.П., Джовитт Т.А., Коллинз Р.Ф., Бэйли К.П. и др. (октябрь 2015 г.). «Роль фрагментов хордина, образующихся в результате частичного расщепления толлоида, в регуляции активности BMP» . Труды Биохимического общества . 43 (5): 795–800. дои : 10.1042/BST20150071 . ПМК 4613500 . ПМИД 26517884 .
- ^ Jump up to: а б с Грунц Х (9 марта 2013 г.). Организатор позвоночных . Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-662-10416-3 .
- ^ Милле С., Лемэр П., Орсетти Б., Гульельми П., Франсуа В. (август 2001 г.). «Ген хордина человека кодирует несколько дифференциально экспрессируемых сплайсированных вариантов с четко выраженной активностью, противоположной BMP» . Механизмы развития . 106 (1–2): 85–96. дои : 10.1016/S0925-4773(01)00423-3 . ПМИД 11472837 . S2CID 16208655 .
- ^ Jump up to: а б Паппано В.Н., Скотт И.С., Кларк Т.Г., Эдди Р.Л., Шоу ТБ, Гринспен Д.С. (сентябрь 1998 г.). «Кодирующая последовательность и закономерности экспрессии хордина мыши и картирование родственных генов chrd мыши и CHRD человека». Геномика . 52 (2): 236–9. дои : 10.1006/geno.1998.5474 . ПМИД 9782094 .
- ^ Плухинец Дж.Л., Закин Л., Морияма Ю., Де Робертис Э.М. (декабрь 2013 г.). «Хордин образует самоорганизующийся градиент морфогена во внеклеточном пространстве между эктодермой и мезодермой у эмбриона Xenopus» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 110 (51): 20372–9. Бибкод : 2013PNAS..11020372P . дои : 10.1073/pnas.1319745110 . ПМК 3870759 . ПМИД 24284174 .
- ^ Санес Д.Х., Рех Т.А., Харрис В.А. (2 ноября 2005 г.). Развитие нервной системы . Эльзевир. ISBN 978-0-08-047249-2 .
- ^ Харрис В.А., Санес Д.Х., Рех Т.А. (2011). Развитие нервной системы (Третье изд.). Бостон: Академическая пресса. п. 15. ISBN 978-0-12-374539-2 .
- ^ Jump up to: а б с д Бачиллер Д., Клингенсмит Дж., Кемп С., Бело Дж.А., Андерсон Р.М., Мэй С.Р. и др. (февраль 2000 г.). «Факторы-организаторы Чордин и Ноггин необходимы для развития переднего мозга мыши». Природа . 403 (6770): 658–61. Бибкод : 2000Natur.403..658B . дои : 10.1038/35001072 . ПМИД 10688202 . S2CID 11212713 .
- ^ Васиев Б., Балтер А., Капеллан М., Глейзер Дж.А., Вейер С.Дж. (май 2010 г.). «Моделирование гаструляции у куриного эмбриона: формирование первичной полоски» . ПЛОС ОДИН . 5 (5): е10571. Бибкод : 2010PLoSO...510571V . дои : 10.1371/journal.pone.0010571 . ПМК 2868022 . ПМИД 20485500 .