Ультрабиторакс
| Ультрабиторакс | |||
|---|---|---|---|
 Кристаллографическая структура ультрабиторакса в комплексе с двухцепочечной ДНК. [ 1 ] | |||
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | упс | ||
| Входить | 42034 | ||
| гомологен | 131181 | ||
| ПДБ | 4УУТ | ||
| RefSeq (мРНК) | НМ_206497.3 | ||
| RefSeq (защита) | НП_996219.1 | ||
| ЮниПрот | P83949 | ||
| Другие данные | |||
| хромосома | 3Р: 16,64 - 16,75 Мб | ||
| |||
Ультрабиторакс (Ubx) — это гомеобоксный ген , обнаруженный у насекомых, который используется для регуляции формирования паттерна в морфогенезе . Существует множество возможных продуктов этого гена, которые действуют как факторы транскрипции . Ubx используется при спецификации серийно гомологичных структур и на многих уровнях иерархии развития. У Drosophila melanogaster он экспрессируется в третьем грудном (Т3) и первом брюшном (А1) сегментах и подавляет образование крыльев . Ген Ubx регулирует решения относительно количества крыльев и ног у взрослых мух. Роль гена Ubx в развитии определяется сплайсингом его продукта, который происходит после трансляции гена. Специфические факторы сплайсинга конкретной клетки позволяют специфически регулировать судьбу этой клетки путем создания различных вариантов сплайсинга факторов транскрипции. У D. melanogaster существует по крайней мере шесть различных изоформ Ubx. [ 2 ]
Мутации гена Ubx приведут к трансформации дорсальных и вентральных придатков третьего грудного сегмента (Т3), включая жужжальца и третью ногу, в аналоги второго грудного сегмента (Т2). Если Ubx присутствует в T3, это предотвратит первоначальную судьбу сегмента T2. Такие мутации могут привести к появлению второго набора крыльев, наблюдаемого у фенотипа биторакса.
Структура
[ редактировать ]Ген Ubx содержит 5'- экзон , два микроэкзона, необязательный элемент B и C-концевой экзон. Длина геномной ДНК Ubx составляет 76 т.п.н., а длина его клона кДНК - от 3,2 до 4,6 т.п.н. 5'-экзон содержит 5'- UTR , который имеет 964 основания. Концевой экзон C содержит 3'UTR, который имеет от 1580 до 2212 оснований.
Целевые гены
[ редактировать ]Ubx нацелен на сотни различных генов на разных стадиях морфогенеза , включая регуляторные гены, такие как факторы транскрипции терминальной дифференцировки . , сигнальные компоненты и гены [ 3 ] Было показано, что Ubx действует на сигнальные молекулы дальнего действия, а также на их гены-мишени и последующие гены, расположенные дальше по течению. Было показано, что он действует на многих уровнях регуляторной иерархии, а это означает, что Ubx может использоваться в качестве сигнала более одного раза в одной и той же регуляторной иерархии. [ 4 ]
Ubx репрессирует выбранные гены-мишени Dpp ( активированные декапентаплегией ) в передней и задней оси. [ 5 ] Было идентифицировано несколько генов-мишеней Dpp, связанных со спатом, рудиментарным геном, фактором ответа сыворотки и ахетным щитком. [ 4 ] Ubx также репрессирует Wingless в заднем отделе дорсовентральной оси. Продукты этих генов используются в регуляции морфологических особенностей между крылом и жужжальца .
Ubx также избирательно репрессирует один энхансер рудиментарных генов проксимодистальной оси.
Этот ген важен для развития задних крыльев у чешуекрылых и развития ног у личинок. [ 6 ]
Регулирование
[ редактировать ]Ubx активируется при определенном недостатке белка Hunchback (hb). Значительные концентрации Hunchback существуют только в передних и задних областях эмбриона, поэтому Ubx экспрессируется только в средних сегментах. Таким образом, ген hb может играть важную роль в определении границ экспрессии Ubx. [ 7 ]
Активация Ubx включает множественные цис -действующие регуляторные последовательности, которые находятся выше и ниже кэп-сайта мРНК. Эти энхансерные области могут активировать транскрипцию Ubx, если присутствует правильная комбинация факторов. Например, было показано, что экспрессия Ubx в третьем бедре D. melanogaster зависит от энхансерных областей abx и pbx . [ 8 ] Факторы транскрипции, которые связываются с промоторным сайтом Ubx, были очищены и показали, что они активируют экспрессию гена in vitro . [ 9 ]
Экспрессия Ubx подавляется длинной некодирующей РНК Bithoraxoid (Bxd) с использованием транскрипционной интерференции для подавления экспрессии. [ 10 ] [ 11 ]
Убкс Биоматериалы
[ редактировать ]Помимо того, что Ubx является хорошо известным фактором транскрипции, его использовали для формирования биоматериалов in vitro . Макромасштабные материалы в виде веревок, пленок и листов могут быть получены из рекомбинантного белка Ubx, который может самособираться в более мягких условиях, чем другие белки биоматериала. [ 12 ] Макромасштабные материалы самоклеятся, что позволяет им принимать более сложные структуры. Было показано, что Ubx не только требует менее суровых условий, чем другие белки, но и собирается быстрее и в гораздо более низких концентрациях. [ 12 ]
Материалы Ubx механически прочны. Изменяя диаметр волокна, можно настроить прочность на разрыв, деформацию при разрыве и модуль Юнга до значений, охватывающих порядок величины, что в конечном итоге изменит механизм растяжения. [ 13 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ ВВП : 4UUS : Фоос Н., Морель-Заффран С., Мате М.Дж., Винсентелли Р., Эно М., Беренджер Х. и др. (февраль 2015 г.). «Гибкое расширение гомеодомена Ultrabithorax дрозофилы определяет новый режим взаимодействия Hox/PBC» . Структура . 23 (2): 270–279. дои : 10.1016/j.str.2014.12.011 . ПМИД 25651060 .
- ^ «Отчет о генах FlyBase: Dmel\Ubx» . ФлайБейс. 20 марта 2009 года . Проверено 23 апреля 2009 г.
- ^ Павлопулос А, Акам М (февраль 2011 г.). «Ген Hox Ultrabithorax регулирует различные наборы генов-мишеней на последовательных стадиях морфогенеза жужжальца дрозофилы» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 108 (7): 2855–2860. Бибкод : 2011PNAS..108.2855P . дои : 10.1073/pnas.1015077108 . ПМК 3041078 . ПМИД 21282633 .
- ^ Перейти обратно: а б Уэзерби С.Д., Хальдер Дж., Ким Дж., Хадсон А., Кэрролл С. (май 1998 г.). «Ультрабиторакс регулирует гены на нескольких уровнях иерархии рисунка крыльев, формируя развитие жужжальца дрозофилы» . Гены и развитие . 12 (10): 1474–1482. дои : 10.1101/gad.12.10.1474 . ПМК 316835 . ПМИД 9585507 .
- ^ Каповилья М., Брандт М., Ботас Дж. (февраль 1994 г.). «Прямая регуляция декапентаплегии с помощью Ultrabithorax и ее роль в морфогенезе средней кишки дрозофилы». Клетка . 76 (3): 461–475. дои : 10.1016/0092-8674(94)90111-2 . ПМИД 7906203 . S2CID 2281193 .
- ^ Тендолкар А., Померанц А.Ф., Херьянто С., Ширк П.Д., Патель Н.Х., Мартин А. (март 2021 г.). «Ультрабиторакс — микроменеджер идентичности задних крыльев у бабочек и мотыльков» . Границы экологии и эволюции . 9 . дои : 10.3389/fevo.2021.643661 . ISSN 2296-701X .
- ^ Уайт Р.А., Леманн Р. (октябрь 1986 г.). «Ген пробела, горбун, регулирует пространственную экспрессию ультрабиторакса». Клетка . 47 (2): 311–321. дои : 10.1016/0092-8674(86)90453-8 . ПМИД 2876779 . S2CID 21253378 .
- ^ Дэвис Г.К., Сринивасан Д.Г., Витткопп П.Дж., Стерн Д.Л. (август 2007 г.). «Функция и регуляция ультрабиторакса в ногах Drosophila melanogaster» . Биология развития . 308 (2): 621–631. дои : 10.1016/j.ydbio.2007.06.002 . ПМК 2040266 . ПМИД 17640629 .
- ^ Биггин, доктор медицинских наук, Тиан Р. (июнь 1988 г.). «Факторы транскрипции, которые активируют промотор Ultrabithorax в экстрактах на стадиях развития». Клетка . 53 (5): 699–711. дои : 10.1016/0092-8674(88)90088-8 . ПМИД 2897243 . S2CID 12199042 .
- ^ Петрук С., Седков Ю., Райли К.М., Ходжсон Дж., Швайсгут Ф., Хиросе С. и др. (декабрь 2006 г.). «Транскрипция некодирующих bxd РНК, стимулируемая тритораксом, репрессирует Ubx в цис-системе посредством транскрипционной интерференции» . Клетка . 127 (6): 1209–1221. дои : 10.1016/j.cell.2006.10.039 . ПМЦ 1866366 . ПМИД 17174895 .
- ^ Петрук С., Седков Ю., Брок Х.В., Мазо А. (2007). «Модель инициирования мозаичных паттернов экспрессии генов HOX с помощью некодирующих РНК в ранних эмбрионах» . Биология РНК . 4 (1): 1–6. дои : 10.4161/rna.4.1.4300 . ПМИД 17568198 .
- ^ Перейти обратно: а б Грир А.М., Хуанг З., Ориакхи А., Лу Й., Лу Дж., Мэтьюз К.С., Бондос С.Е. (апрель 2009 г.). «Транскрипционный фактор дрозофилы ultrabithorax самособирается в белковые биоматериалы с разнообразной морфологией». Биомакромолекулы . 10 (4): 829–837. дои : 10.1021/bm801315v . ПМИД 19296655 .
- ^ Хуан З., Лу Ю., Маджитиа Р., Шах Дж., Мейснер К., Мэтьюз К.С. и др. (декабрь 2010 г.). «Размер определяет механические свойства белковых волокон, самособирающихся с помощью фактора транскрипции hox дрозофилы ultrabithorax». Биомакромолекулы . 11 (12): 3644–3651. дои : 10.1021/bm1010992 . ПМИД 21047055 .