Jump to content

Узловой гомолог

УЗЛОВОЙ
Доступные структуры
ПДБ Поиск ортологов: PDBe RCSB
Идентификаторы
Псевдонимы NODAL , HTX5, фактор дифференцировки узлового роста
Внешние идентификаторы Опустить : 601265 ; МГИ : 97359 ; Гомологен : 8417 ; GeneCards : NODAL ; ОМА : НОДАЛ - ортологи
Ортологи
Разновидность Человек Мышь
Входить
Вместе
ЮниПрот
RefSeq (мРНК)

НМ_018055
НМ_001329906

НМ_013611

RefSeq (белок)

НП_001316835
НП_060525

НП_038639

Местоположение (UCSC) Чр 10: 70,43 – 70,45 Мб Чр 10: 61,25 – 61,26 Мб
в PubMed Поиск [ 3 ] [ 4 ]
Викиданные
Просмотр/редактирование человека Просмотр/редактирование мыши

Гомолог узла — секреторный белок , который у человека кодируется NODAL . геном [ 5 ] [ 6 ] который расположен на хромосоме 10q 22.1. [ 7 ] Он принадлежит к суперсемейству трансформирующих факторов роста бета (суперсемейству TGF-β). Как и многие другие члены этого суперсемейства, он участвует в дифференцировке клеток на раннем эмбриогенезе , играя ключевую роль в передаче сигнала от примитивного узла в передней примитивной полоске к латеральной пластинке мезодермы (LPM). [ 8 ] [ 9 ]

Передача сигналов Nodal важна на очень ранних стадиях развития для формирования мезодермы и энтодермы и последующей организации лево-правых осевых структур. [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Кроме того, Nodal, по-видимому, выполняет важные функции в формировании нейронного паттерна, стволовых клеток. поддержании [ 7 ] [ 12 ] и многие другие процессы развития, включая леворукость/ праворукость . [ 11 ] [ 13 ]

Узловая индукция гаструляции

[ редактировать ]

Примитивный узел служит первичным организатором при производстве Nodal, который работает как сигнальная молекула для раннего эмбрионального развития и гаструляции. После формирования примитивного узла секреция Nodal индуцирует локальную миграцию клеток. [ 14 ] Вторичные сигналы, такие как DKK1, обеспечивают миграцию посредством повышающей или понижающей регуляции молекул клеточной адгезии, тем самым обеспечивая перемещение и ассоциацию с подобными клетками. [ 15 ]

Сначала, краниально или спереди, развивается передняя висцеральная энтодерма (AVE), поскольку первая волна Nodal индуцирует миграцию висцеральной энтодермы относительно примитивного узла. AVE начинает секретировать ингибирующие факторы, такие как Lefty , сразу после экспрессии Nodal и работает над ингибированием Nodal и установлением паттерна передне-задней оси. [ 15 ]

По мере того, как примитивный узел распространяется краниально, клетки эпибласта, подвергшиеся воздействию высоких концентраций узлового узла, начинают начальное движение в примитивную полоску и становятся энтодермой, в то время как клетки эпибласта, подвергшиеся воздействию промежуточных концентраций узлового узла, становятся мезодермой, а клетки, которые не стимулируются узловыми узлами, становятся эктодермой. Этот процесс приводит к переходу от однослойного эпибласта к трем зародышевым слоям клеток-предшественников для всех других систем организма взрослого человека. Одновременное действие ресничек на поверхность примитивного узла смещает повышенные концентрации к левой стороне эмбриона, устанавливая лево-правый градиент концентрации, предшествующий асимметричному органогенезу в более позднем развитии за счет нижестоящих сигнальных каскадов. Отсутствие Nodal приводит к нарушению гаструляции и нежизнеспособности. [ 14 ] [ 15 ]

Сигнализация

[ редактировать ]

Nodal может связывать рецепторы серин/треонинкиназы типа I и типа II , при этом Cripto-1 действует как его корецептор. [ 16 ] Передача сигналов через SMAD 2/3 и последующая транслокация SMAD 4 в ядро ​​способствует экспрессии генов, участвующих в пролиферации и дифференцировке. [ 7 ] Nodal также дополнительно активирует собственную экспрессию посредством петли положительной обратной связи. [ 12 ] [ 16 ] Он жестко регулируется ингибиторами Lefty A, Lefty B, Cerberus и Tomoregulin-1, которые могут мешать связыванию узловых рецепторов. [ 9 ] [ 12 ]

Видоспецифичные узловые лиганды

[ редактировать ]

Nodal — широко распространенный цитокин . [ 17 ] Присутствие Nodal не ограничивается позвоночными , известно также, что он сохраняется и у других вторичноротых ( головохордовых , оболочников и иглокожих ) и протостом , таких как улитки, но ни у нематоды C. elegans (еще одна протосома), ни у плодовой мушки Drosophila ( еще одна протосома). членистоногое) имеют экземпляр узлового. [ 18 ] [ 19 ] Хотя у мыши и человека есть только один узловой ген, у рыбок данио есть три узловых паралога: косоглазие, циклоп и левша, а у лягушки пять (xnr1,2,3,5 и 6). Несмотря на то, что гомологи рыбок данио Nodal очень похожи, они специализируются на выполнении разных ролей; например, Squint и Cyclops важны для формирования мезоэнтодермы, тогда как Leftpaw играет важную роль в асимметричном морфогенезе сердца и висцеральной лево-правой асимметрии. [ 20 ] Другим примером видообразования белков является случай лягушки, где Xnr1 и Xnr2 регулируют движения при гаструляции в отличие от Xnr5 и Xnr6, которые участвуют в индукции мезодермы. [ 21 ] У мышей Nodal участвует в лево-правой асимметрии, нейронном паттерне и индукции мезодермы (см. передачу сигналов nodal ).

Передача сигналов Nodal регулирует образование мезодермы видоспецифичным образом. Т.о., у Xenopus Xnr контролирует образование дорсо-вентральной мезодермы вдоль маргинальной зоны. У рыбок данио отвечают Squint и Cyclops за формирование анимато-растительной мезодермы . У кур и мышей Vg1 и Nodal соответственно способствуют образованию примитивных полосок в эпибласте. [ 12 ] При развитии цыплят Nodal проявляется в серпе Коллера . [ 22 ] Исследования показали, что нокаут узлов у мышей вызывает отсутствие первичной полоски и нарушение формирования мезодермы , что приводит к остановке развития сразу после гаструляции . [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ]

По сравнению со спецификацией мезодермы , спецификация энтодермы требует более высокой экспрессии Nodal. Здесь Nodal стимулирует гомеопротеины-смесители, которые могут взаимодействовать с SMADs , чтобы активировать специфичные для энтодермы гены и подавлять специфичные для мезодермы гены. [ 12 ]

Лево-правая асимметрия (LR-асимметрия) висцеральных органов у позвоночных также устанавливается посредством узловой передачи сигналов . В то время как Nodal изначально экспрессируется в эмбрионе симметрично , после гаструляции Nodal становится асимметрично ограниченным левой стороной организма. [ 7 ] [ 12 ] Он высоко консервативен среди вторичноротых. [ 26 ] [ 27 ] Ортолог , и в 2008 году было показано , Nodal был обнаружен у улиток участвует в лево-правой асимметрии . что он также [ 27 ]

Чтобы обеспечить развитие передней нервной ткани, передача сигналов Nodal должна быть репрессирована после индукции мезентодермальной и LR асимметрии. [ 12 ] [ 16 ]

Недавние исследования эмбриональных стволовых клеток мыши и человека (hESCs) показывают, что Nodal, по-видимому, участвует в поддержании стволовых клеток потенциала самообновления и плюрипотентности . [ 7 ] [ 12 ] [ 28 ] [ 29 ] Таким образом, сверхэкспрессия Nodal в ЭСК приводит к репрессии дифференцировки клеток. [ 12 ] Напротив, ингибирование передачи сигналов Nodal и Activin позволило дифференцировать hESCs. [ 7 ]

  1. ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Версия Ensembl 89: ENSG00000156574 Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000037171 Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ «Ссылка на Human PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ Геббиа М., Ферреро ГБ, Пилия Г., Басси М.Т., Эйлсуорт А., Пенман-Сплитт М. и др. (ноябрь 1997 г.). «Х-сцепленные аномалии местоположения возникают в результате мутаций в ZIC3». Природная генетика . 17 (3): 305–308. дои : 10.1038/ng1197-305 . ПМИД   9354794 . S2CID   22916101 .
  6. ^ «NODAL - предшественник узлового гомолога - Homo sapiens (человек) - ген и белок NODAL» . www.uniprot.org . Архивировано из оригинала 30 марта 2022 года . Проверено 30 марта 2022 г.
  7. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Стрицци Л., Постовит Л.М., Маргарян Н.В., Сефтор Е.А., Эбботт Д.Э., Сефтор Р.Э. и др. (2008). «Новая роль узлового узла и крипто-1: от эмбриогенеза до прогрессирования рака молочной железы» . Болезнь молочной железы . 29 : 91–103. дои : 10.3233/bd-2008-29110 . ПМЦ   3175751 . ПМИД   19029628 .
  8. ^ Кавасуми А., Накамура Т., Иваи Н., Яширо К., Сайджо Ю., Бело Дж.А. и др. (май 2011 г.). «Лево-правая асимметрия уровня активного белка Nodal, продуцируемого в узле, транслируется в лево-правую асимметрию в боковой пластинке мышиных эмбрионов» . Биология развития . 353 (2): 321–330. дои : 10.1016/j.ydbio.2011.03.009 . ПМЦ   4134472 . ПМИД   21419113 .
  9. ^ Перейти обратно: а б Брэнфорд WW, Йост HJ (май 2004 г.). «Узловая сигнализация: расшифрован механизм антагонизма CrypticLefty» . Современная биология . 14 (9): Р341–Р343. Бибкод : 2004CBio...14.R341B . дои : 10.1016/j.cub.2004.04.020 . ПМИД   15120085 .
  10. ^ «Ген Энтреза: узловой гомолог NODAL (мышь)» .
  11. ^ Перейти обратно: а б Дуган С.Т., Варга Р.М., Кейн Д.А., Шир А.Ф., Талбот В.С. (май 2003 г.). «Роль узловых генов рыбок данио, косоглазия и циклопа, в формировании паттерна мезентодермы» . Разработка . 130 (9): 1837–1851. дои : 10.1242/dev.00400 . ПМИД   12642489 .
  12. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Шен ММ (март 2007 г.). «Узловая передача сигналов: роль в развитии и регуляция» . Разработка . 134 (6): 1023–1034. дои : 10.1242/dev.000166 . ПМИД   17287255 .
  13. ^ Брандлер В.М., Моррис А.П., Эванс Д.М., Скерри Т.С., Кемп Дж.П., Тимпсон Н.Дж. и др. (сентябрь 2013 г.). «Распространенные варианты генов и путей лево/правой асимметрии связаны с относительным мастерством рук» . ПЛОС Генетика . 9 (9): e1003751. дои : 10.1371/journal.pgen.1003751 . ПМЦ   3772043 . ПМИД   24068947 .
  14. ^ Перейти обратно: а б Робертсон Э.Дж. (август 2014 г.). «Дозозависимые сигналы Nodal/Smad паттерн раннего эмбриона мыши» . Семинары по клеточной биологии и биологии развития . Биогенез РНК и передача сигналов TGFβ в эмбриональном развитии. 32 : 73–79. дои : 10.1016/j.semcdb.2014.03.028 . ПМИД   24704361 . Архивировано из оригинала 8 апреля 2023 г. Проверено 16 апреля 2024 г.
  15. ^ Перейти обратно: а б с Кумар А., Луалди М., Лиозин Г.Т., Шарма П., Лонкарек Дж., Фу XY и др. (апрель 2015 г.). «Передача сигналов Nodal от висцеральной энтодермы необходима для поддержания экспрессии гена Nodal в эпибласте и управления миграцией DVE/AVE» . Биология развития . 400 (1): 1–9. дои : 10.1016/j.ydbio.2014.12.016 . ПМЦ   4806383 . ПМИД   25536399 .
  16. ^ Перейти обратно: а б с Шир А.Ф. (август 2003 г.). «Узловая передача сигналов в развитии позвоночных». Ежегодный обзор клеточной биологии и биологии развития . 19 : 589–621. doi : 10.1146/annurev.cellbio.19.041603.094522 . ПМИД   14570583 .
  17. ^ Чен, Сюй-Синь, Гейсен, Нилс (2006). «Сигнализация зародышевой линии» . В Симоне, Карлосе, Пеллисере, Антонио (ред.). Стволовые клетки в репродукции человека: фундаментальная наука и терапевтический потенциал . ЦРК Пресс. п. 74. ИСБН  978-0-415-39777-3 .
  18. ^ Чеа Х.К., Райт К.В., Свалла Б.Дж. (октябрь 2005 г.). «Узловая передача сигналов и эволюция гаструляции дейтеростома» . Динамика развития . 234 (2): 269–278. дои : 10.1002/dvdy.20549 . ПМИД   16127715 . S2CID   24982316 .
  19. ^ Шир А.Ф. (ноябрь 2009 г.). «Узловые морфогены» . Перспективы Колд-Спринг-Харбор в биологии . 1 (5): а003459. doi : 10.1101/cshperspect.a003459 . ПМЦ   2773646 . ПМИД   20066122 .
  20. ^ Бейкер К., Хольцман Н.Г., Бурдин Р.Д. (сентябрь 2008 г.). «Прямая и косвенная роль передачи сигналов Nodal в двухосных преобразованиях во время асимметричного морфогенеза сердца рыбок данио» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (37): 13924–13929. Бибкод : 2008PNAS..10513924B . дои : 10.1073/pnas.0802159105 . ПМК   2544555 . ПМИД   18784369 .
  21. ^ Люксарди Г., Маршал Л., Томе В., Коджабахян Л. (февраль 2010 г.). «Отдельные лиганды Xenopus Nodal последовательно индуцируют мезентодерму и контролируют движения гаструляции параллельно пути Wnt/PCP» . Разработка . 137 (3): 417–426. дои : 10.1242/dev.039735 . ПМИД   20056679 .
  22. ^ Шнелл С. (18 декабря 2007 г.). Многомасштабное моделирование систем развития . Академическая пресса. ISBN  978-0-08-055653-6 . Проверено 7 декабря 2013 г.
  23. ^ Конлон Ф.Л., Лайонс К.М., Такаесу Н., Барт К.С., Кисперт А., Херрманн Б. и др. (июль 1994 г.). «Основное требование к узлам в формировании и поддержании примитивной полоски у мышей». Разработка . 120 (7): 1919–1928. дои : 10.1242/dev.120.7.1919 . ПМИД   7924997 .
  24. ^ Чжоу X, Сасаки Х, Лоу Л., Хоган Б.Л., Куэн М.Р. (февраль 1993 г.). «Nodal — это новый TGF-бета-подобный ген, экспрессируемый в узле мыши во время гаструляции» . Природа . 361 (6412): 543–547. Бибкод : 1993Natur.361..543Z . дои : 10.1038/361543a0 . ПМИД   8429908 . S2CID   4318909 . Архивировано из оригинала 28 января 2022 г. Проверено 11 сентября 2019 г.
  25. ^ Райссманн Э., Йорнвалль Х., Блокзийл А., Андерссон О., Чанг С., Минчиотти Г. и др. (август 2001 г.). «Сиротский рецептор ALK7 и рецептор активина ALK4 опосредуют передачу сигналов Nodal-белками во время развития позвоночных» . Гены и развитие . 15 (15): 2010–2022. дои : 10.1101/gad.201801 . ПМК   312747 . ПМИД   11485994 .
  26. ^ Хамада Х., Мено К., Ватанабэ Д., Сайджо Ю. (февраль 2002 г.). «Установление лево-правой асимметрии позвоночных». Обзоры природы. Генетика . 3 (2): 103–113. дои : 10.1038/nrg732 . ПМИД   11836504 . S2CID   20557143 .
  27. ^ Перейти обратно: а б Гранде С., Патель, Нью-Хэмпшир (февраль 2009 г.). «Узловая передача сигналов участвует в асимметрии слева и справа у улиток» . Природа . 457 (7232): 1007–1011. Бибкод : 2009Natur.457.1007G . дои : 10.1038/nature07603 . ПМК   2661027 . ПМИД   19098895 .
  28. ^ Чнг З., Валье Л., Педерсен Р. (2011). «Активин/узловая сигнализация и плюрипотентность». Витамины и гормоны . 85 : 39–58. дои : 10.1016/B978-0-12-385961-7.00003-2 . ISBN  978-0-12-385961-7 . ПМИД   21353875 .
  29. ^ Фэй Т., Чен Ю.Г. (апрель 2010 г.). «Регуляция самообновления и дифференцировки эмбриональных стволовых клеток посредством передачи сигналов семейства TGF-бета». Наука Китай. Науки о жизни . 53 (4): 497–503. дои : 10.1007/s11427-010-0096-2 . ПМИД   20596917 . S2CID   9074927 .

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: c757c3fc7d0421f7b77dab1aa0447a6f__1713263160
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/c7/6f/c757c3fc7d0421f7b77dab1aa0447a6f.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Nodal homolog - 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.)