Jump to content

Семейство TCF/LEF

Составные генные модели генов TCF/LEF. Извлечено из Torres-Aguila et. ал. (2022). [1]

Семейство TCF/LEF ( семейство факторов Т-клеток/факторов лимфоидного энхансера ) представляет собой группу генов, которые кодируют факторы транскрипции , которые связываются с ДНК через SOX-подобный групповой домен с высокой подвижностью . Они участвуют в сигнальном пути Wnt , особенно во время эмбрионального развития. [2] и развитие стволовых клеток, [3] но также было обнаружено, что он играет роль в развитии рака [4] и диабет. [5] Факторы TCF/LEF привлекают коактиватор бета-катенин для усиления элементов генов, на которые они нацелены. Они также могут вербовать членов семейства корепрессоров Граучо . [6]

Открытие генов TCF/LEF как компонентов ядерного пути Wnt в 90-х годах. [7] [8] стал ключевым прорывом в области исследований передачи сигналов Wnt, заполнив важный пробел в знаниях и позволив последующее понимание регуляции транскрипции генов-мишеней Wnt, особенно при эмбриональном развитии и раке.

До этого открытия было известно только, что вышестоящие механизмы передачи сигналов Wnt регулируют цитоплазматическое содержание белка бета-катенина, который, как следствие, перемещается в ядро ​​клетки. Однако, поскольку в белковой структуре бета-катенина не обнаружено какого-либо ДНК-связывающего домена, все еще было неясно, как ядерный бета-катенин может регулировать гены-мишени Wnt. После открытия была создана модель, согласно которой бета-катенин, регулируемый передачей сигналов Wnt, в ядре прикрепляется к ДНК-связывающим белкам TCF/LEF, которые распознают консенсусную последовательность ДНК вокруг ядра «CTTTG», называемую элементом ответа Wnt (WRE). [9]

Это правило, согласно которому взаимодействие бета-катенин-TCF на ДНК регулирует экспрессию гена-мишени Wnt, тем не менее, было нарушено примерами Wnt- и бета-катенин-независимых функций белков TCF/LEF (например, при развитии ЦНС рыбок данио). [10] ) и функциональная ассоциация Wnt-регулируемого бета-катенина с другими ДНК-связывающими транскрипционными факторами, такими как SOX, [11] ФОКСО , [12] TBXТВХ [13] С другой стороны, это взаимодействие бета-катенин-TCF на ДНК теперь оказывается всего лишь ядром гораздо более крупных белковых комплексов, регулирующих транскрипцию, называемых энхансосомами Wnt. [14] И наоборот, были обнаружены дополнительные механизмы, регулирующие функцию белка TCF/LEF, такие как фосфорилирование. [15] и сумойлирование . [16]

Структура

[ редактировать ]

Структура и функция белков TCF/LEF объясняют эту бимодальную функцию. Гены TCF/LEF кодируют белки со сложной структурой, которую, однако, можно обобщить, рассмотрев четыре основных домена:

  1. N-концевой домен : опосредует взаимодействие с бета-катенином , который является высококонсервативным и опосредует функцию активатора транскрипции .
  2. Контрольная область : включает последовательности, регулирующие и опосредующие функцию репрессора транскрипции и кодирующие домен, связывающий репрессор транскрипции для семейства Groucho.
  3. ДНК-связывающий домен : включает очень высококонсервативный ДНК-связывающий домен HMG ( группа высокой мобильности ) и NLS ( последовательность ядерной локализации ).
  4. С-концевой хвост : может содержать дополнительный ДНК-связывающий домен и дополнительный домен, связывающий репрессор транскрипции. [17]

Разнообразие в структуре и функциях белков TCF/LEF обусловлено наличием разных генов. У людей и челюстных позвоночных обычно есть четыре гена, кодирующие белки TCF/LEF:

  • TCF7 (также называемый TCF1 )
  • LEF1 (также называемый TCF1α )
  • TCF7L1 (также называемый TCF3 )
  • TCF7L2 (также называемый TCF4 )

Дальнейшее разнообразие происходит за счет экспрессии одним и тем же геном альтернативных транскриптов, кодирующих разные изоформы белка, особенно генов TCF7 и TCF7L2 :

  • Существуют изоформы, экспрессируемые с помощью вторичных промоторов, которые кодируют белки, у которых отсутствует обычный N-конец и, следовательно, в частности, домен, связывающий бета-катенин (см. Выше). Эти изоформы белка функционируют не как бимодальные факторы транскрипции, а как конститутивные репрессоры, и они невосприимчивы к регуляции передачи сигналов Wnt, расположенной выше. [18] [19]
  • В части транскрипта, кодирующей контрольную область, присутствуют изоформы альтернативного сплайсинга, которые влияют на склонность кодируемых изоформ белка действовать как репрессоры транскрипции (без бета-катенина) или активаторы транскрипции (с бета-катенином). [20]
  • Существуют изоформы альтернативного сплайсинга в части транскрипта, кодирующей С-концевой хвост, что приводит к образованию изоформ белка с дополнительным ДНК-связывающим доменом и без него и приводит к изменению рамки считывания, в которой последний экзон транслируется с дополнительным ДНК-связывающим доменом или без него. домен, связывающий транскрипционный корепрессор. [21] [22]

Белки TCF/LEF действуют как бимодальные факторы транскрипции:

  • Как описано, белки TCF/LEF действуют как активаторы транскрипции в сочетании с ядерным бета-катенином (и коактиваторами транскрипции, прикрепленными к бета-катенину);
  • но без бета-катенина белки TCF/LEF функционируют как репрессоры транскрипции (прикрепленные к корепрессорам транскрипции, членам семейства Groucho).

Т.о., как следствие, гены-мишени Wnt активно репрессируются в отсутствие активности передачи сигналов Wnt, а затем активируются, когда передача сигналов Wnt активно направляет бета-катенин в ядро. [23]

Гены TCF/LEF поддерживают разнообразные функции в эмбриональном развитии, биологии стволовых клеток и при заболеваниях. [24] [25] Учитывая консервативность структуры, функции различных генов и белков TCF/LEF часто дублируются во многих органах и тканях, где важна передача сигналов Wnt, однако генетический анализ с самого начала предполагал, что эта избыточность является лишь частичной, предполагая, что гены и белки TCF/LEF являются избыточными. Функции, специфичные для изоформ TCF, многие из которых только сейчас начинают обнаруживаться.

Выдающиеся функции генов TCF/LEF в эмбриональном развитии включают индукцию дорсальной оси позвоночных, формирование передне-заднего паттерна развивающейся центральной нервной системы, развитие нервного гребня и многие функции в развитии органов. Выдающиеся функции генов TCF/LEF в развитии стволовых клеток особенно хорошо изучены во время цикла волосяного фолликула . [26] [27] Гены TCF/LEF играют роль во многих видах рака, причем их роль при колоректальном раке, возможно, наиболее изучена. [28] Однако с генами TCF/LEF также связаны и другие заболевания человека, особенно диабет 2 типа . [29] [30]

  1. ^ Торрес-Агила, Нурия П.; Салонна, Марика; Хопплер, Стефан; Ферье, Дэвид ЭК (3 февраля 2022 г.). «Эволюционная диверсификация канонического эффектора передачи сигналов Wnt TCF/LEF у хордовых» . Развитие, рост и дифференциация . 64 (3): 120–137. дои : 10.1111/dgd.12771 . hdl : 2164/18617 . ISSN   0012-1592 . ПМК   9303524 . ПМИД   35048372 . S2CID   246161317 .
  2. ^ Логан, Катриона Ю.; Нуссе, Роэл (ноябрь 2004 г.). «Сигнальный путь WNT в развитии и заболеваниях». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 20 (1): 781–810. doi : 10.1146/annurev.cellbio.20.010403.113126 . ПМИД   15473860 .
  3. ^ Нусс, Р. (май 2008 г.). «Передача сигналов Wnt и контроль стволовых клеток» . Клеточные исследования . 18 (5): 523–7. дои : 10.1038/cr.2008.47 . ПМИД   18392048 . S2CID   2503910 .
  4. ^ Жан, Т; Риндторф, Н; Бутрос, М. (март 2017 г.). «Передача сигналов Wnt при раке» . Онкоген . 36 (11): 1461–1473. дои : 10.1038/onc.2016.304 . ПМЦ   5357762 . ПМИД   27617575 .
  5. ^ Лаудес, М. (апрель 2011 г.). «Роль передачи сигналов WNT в превращении мезенхимальных стволовых клеток человека в преадипоциты» . Журнал молекулярной эндокринологии . 46 (2): Р65-72. дои : 10.1530/JME-10-0169 . ПМИД   21247979 .
  6. ^ Брантьес Х., Баркер Н., ван Эс Дж., Клеверс Х. (февраль 2002 г.). «TCF: Леди Джастис выносит окончательный вердикт по результатам передачи сигналов Wnt». Биол. Хим . 383 (2): 255–61. дои : 10.1515/BC.2002.027 . ПМИД   11934263 . S2CID   25665021 .
  7. ^ Беренс, Дж; фон Крис, JP; Кюль, М; Брюн, Л; Ведлих, Д; Гроссшедль, Р; Бирчмайер, W (15 августа 1996 г.). «Функциональное взаимодействие бета-катенина с фактором транскрипции LEF-1». Природа . 382 (6592): 638–42. Бибкод : 1996Natur.382..638B . дои : 10.1038/382638a0 . ПМИД   8757136 . S2CID   4369341 .
  8. ^ Хубер, О; Корн, Р; Маклафлин, Дж; Осуги, М; Херрманн, Б.Г.; Кемлер, Р. (сентябрь 1996 г.). «Ядерная локализация бета-катенина путем взаимодействия с фактором транскрипции LEF-1» . Механизмы развития . 59 (1): 3–10. дои : 10.1016/0925-4773(96)00597-7 . ПМИД   8892228 . S2CID   14324471 .
  9. ^ Кадиган, КМ; Уотерман, М.Л. (1 ноября 2012 г.). «TCF/LEFs и передача сигналов Wnt в ядре» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 4 (11): а007906. doi : 10.1101/cshperspect.a007906 . ПМЦ   3536346 . ПМИД   23024173 .
  10. ^ Дункан, Р.Н.; Панахи, С; Пиотровский, Т; Дорский, Р.И. (2015). «Идентификация генов Wnt, экспрессируемых в зонах нейронных предшественников во время развития мозга рыбок данио» . ПЛОС ОДИН . 10 (12): e0145810. Бибкод : 2015PLoSO..1045810D . дои : 10.1371/journal.pone.0145810 . ПМК   4699909 . ПМИД   26713625 .
  11. ^ Кормиш, доктор медицинских наук; Грешник, Д; Зорн, AM (январь 2010 г.). «Взаимодействие между факторами SOX и передачей сигналов Wnt/бета-катенин в развитии и заболевании» . Динамика развития . 239 (1): 56–68. дои : 10.1002/dvdy.22046 . ПМЦ   3269784 . ПМИД   19655378 .
  12. ^ Эссерс, Массачусетс; де Врис-Смитс, LM; Баркер, Н.; Полдерман, ЧП; Бургеринг, БМ; Корсваген, ХК (20 мая 2005 г.). «Функциональное взаимодействие между бета-катенином и FOXO в передаче сигналов окислительного стресса». Наука . 308 (5725): 1181–4. Бибкод : 2005Sci...308.1181E . дои : 10.1126/science.1109083 . ПМИД   15905404 . S2CID   24572861 .
  13. ^ Циммерли, Дарио; Боррелли, Костанца; Хауреги-Мигель, Амайя; Седерхольм, Саймон; Брюч, Саломея; Думпас, Николаос; Райхмут, Ян; Мерфи-Зейлер, Фабьен; Аге, Мишель; Баслер, Конрад; Мур, Андреас Э; Канту, Клаудио (18 августа 2020 г.). «TBX3 действует как тканеспецифичный компонент транскрипционного комплекса Wnt/β-катенин» . электронная жизнь . 9 . doi : 10.7554/eLife.58123 . ПМЦ   7434441 . ПМИД   32808927 .
  14. ^ Гаммонс, М; Биенц, М. (апрель 2018 г.). «Мультипротеиновые комплексы, управляющие передачей сигнала Wnt». Современное мнение в области клеточной биологии . 51 : 42–49. дои : 10.1016/j.ceb.2017.10.008 . ПМИД   29153704 .
  15. ^ Сокол, С.Ю. (июль 2011 г.). «Передача сигналов Wnt посредством фосфорилирования фактора Т-клеток» . Клеточные исследования . 21 (7): 1002–12. дои : 10.1038/cr.2011.86 . ПМК   3193496 . ПМИД   21606952 .
  16. ^ Ямамото, Х; Ихара, М; Мацуура, Ю; Кикучи, А. (1 мая 2003 г.). «Сумойлирование участвует в бета-катенин-зависимой активации Tcf-4» . Журнал ЭМБО . 22 (9): 2047–59. дои : 10.1093/emboj/cdg204 . ПМК   156076 . ПМИД   12727872 .
  17. ^ Хопплер, Стефан; Уотерман, Мэриан Л. (2014). «Эволюционное разнообразие структуры, функций и регуляции TCF/LEF позвоночных». Передача сигналов WNT в развитии и заболеваниях : 225–237. дои : 10.1002/9781118444122.ch17 . ISBN  9781118444122 .
  18. ^ Ван де Ветеринг, М; Кастроп, Дж; Коринек, В; Клеверс, Х. (март 1996 г.). «Обширный альтернативный сплайсинг и использование двойного промотора позволяют генерировать изоформы белка Tcf-1 со свойствами дифференциального контроля транскрипции» . Молекулярная и клеточная биология . 16 (3): 745–52. дои : 10.1128/MCB.16.3.745 . ПМК   231054 . ПМИД   8622675 .
  19. ^ Ованес, К; Ли, ТВ; Мунгия, Дж. Э.; Труонг, Т; Милованович, Т; Лоуренс Марш, Дж; Холкомб, РФ; Уотерман, М.Л. (май 2001 г.). «Бета-катенин-чувствительные изоформы лимфоидного энхансерного фактора-1 избирательно экспрессируются при раке толстой кишки». Природная генетика . 28 (1): 53–7. дои : 10.1038/ng0501-53 . ПМИД   11326276 . S2CID   28974522 .
  20. ^ Лю, Ф; ван ден Брук, О; Дестре, О; Хопплер, С. (декабрь 2005 г.). «Особая роль генов Xenopus Tcf/Lef в опосредовании специфических ответов на передачу сигналов Wnt/бета-катенина в развитии мезодермы» . Разработка . 132 (24): 5375–85. дои : 10.1242/dev.02152 . ПМИД   16291789 . S2CID   20515922 .
  21. ^ Атча, ФА; Сайед, А; Ву, Б; Ховертер, Северная Каролина; Ёкояма, штат Нью-Йорк; Тинг, Дж. Х.; Мунгия, Дж. Э.; Мангалам, HJ; Марш, Дж. Л.; Уотерман, ML (декабрь 2007 г.). «Уникальный ДНК-связывающий домен превращает факторы Т-клеток в сильные эффекторы Wnt» . Молекулярная и клеточная биология . 27 (23): 8352–63. дои : 10.1128/MCB.02132-06 . ПМК   2169181 . ПМИД   17893322 .
  22. ^ Равиндранат, Эй Джей; Кадиган, КМ (3 августа 2016 г.). «Роль C-зажима при колоректальном раке, связанном с Wnt» . Раки . 8 (8): 74. doi : 10.3390/cancers8080074 . ПМЦ   4999783 . ПМИД   27527215 .
  23. ^ Рамакришнан, AB; Кэдиган, КМ (2017). «Гены-мишени Wnt и где их найти» . F1000Исследования . 6 : 746. дои : 10.12688/f1000research.11034.1 . ПМЦ   5464219 . ПМИД   28649368 .
  24. ^ Хопплер, С; Кавана, CL (1 февраля 2007 г.). «Сигнализация Wnt: в основе разнообразие» . Журнал клеточной науки . 120 (Часть 3): 385–93. дои : 10.1242/jcs.03363 . ПМИД   17251379 . S2CID   30976795 .
  25. ^ Хопплер, Стефан; Мун, Рэндалл Т. (2014). Передача сигналов Wnt в развитии и заболеваниях: молекулярные механизмы и биологические функции . Хобокен, Нью-Джерси. ISBN  9781118444122 . {{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка )
  26. ^ ДасГупта, Р; Фукс, Э. (октябрь 1999 г.). «Множественные роли активированных транскрипционных комплексов LEF/TCF во время развития и дифференцировки волосяных фолликулов». Разработка . 126 (20): 4557–68. дои : 10.1242/dev.126.20.4557 . ПМИД   10498690 .
  27. ^ Меррилл, Би Джей; Гат, У; ДасГупта, Р; Фукс, Э. (1 июля 2001 г.). «Tcf3 и Lef1 регулируют дифференцировку мультипотентных стволовых клеток кожи» . Гены и развитие . 15 (13): 1688–705. дои : 10.1101/gad.891401 . ПМК   312726 . ПМИД   11445543 .
  28. ^ Майер, Клаус-Дитер; Магон де ла Жикле, Суизик; Кроме того, Фозан; Хопплер, Стефан (май 2020 г.). «Различная экспрессия LEF/TCF при колоректальном раке человека коррелирует с измененным Wnt-регулируемым транскриптомом в метаанализе биопсий пациентов» . Гены . 11 (5): 538. doi : 10.3390/genes11050538 . ПМЦ   7288467 . ПМИД   32403323 .
  29. ^ Джин, Т; Лю, Л. (ноябрь 2008 г.). «Эффект сигнального пути Wnt TCF7L2 и сахарный диабет 2 типа» . Молекулярная эндокринология . 22 (11): 2383–92. дои : 10.1210/me.2008-0135 . ПМИД   18599616 .
  30. ^ Чен, X; Аяла, я; Шеннон, К; Фуркодо, М; Ачарья, Северная Каролина; Дженкинсон, CP; Хейккинен, С; Нортон, Л. (апрель 2018 г.). «Ген диабета и эффектор пути Wnt TCF7L2 регулирует развитие и функцию адипоцитов» . Диабет . 67 (4): 554–568. дои : 10.2337/db17-0318 . ПМК   5860863 . ПМИД   29317436 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 9febd413fcd0a1ef1dca50f77b655d36__1721871000
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/9f/36/9febd413fcd0a1ef1dca50f77b655d36.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
TCF/LEF family - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)