МЛФ5
| МЛФ5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Псевдонимы | MYF5 , bHLHc2, миогенный фактор 5, EORVA | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Внешние идентификаторы | ОМИМ : 159990 ; МГИ : 97252 ; Гомологен : 4085 ; GeneCards : MYF5 ; OMA : MYF5 – ортологи | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Викиданные | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Миогенный фактор 5 — это белок , который у человека кодируется MYF5 геном . [5] Это белок , играющий ключевую роль в регуляции мышечной дифференцировки или миогенеза , в частности, в развитии скелетных мышц. Myf5 принадлежит к семейству белков, известных как миогенные регуляторные факторы (MRF). Эти спираль-петля-спираль основные факторы транскрипции действуют последовательно при миогенной дифференцировке. Члены семейства MRF включают Myf5, MyoD (Myf3), миогенин и MRF4 (Myf6). [6] Этот транскрипционный фактор является самым ранним из всех MRF, экспрессирующихся в эмбрионе, где он заметно экспрессируется только в течение нескольких дней (в частности, примерно через 8 дней после образования сомита и продолжается до 14 дня после сомита у мышей). [7] В течение этого времени он функционирует, превращая миогенные клетки-предшественники в скелетные мышцы. Фактически, его экспрессия в пролиферирующих миобластах привела к тому, что его классифицировали как фактор детерминации. Более того, Myf5 является главным регулятором развития мышц, обладая способностью индуцировать мышечный фенотип при его принудительной экспрессии в фибробластических клетках. [8]
Выражение
[ редактировать ]Myf5 экспрессируется в дермомиотоме ранних сомитов, подталкивая миогенные предшественники к детерминации и дифференцировке в миобласты. [7] В частности, это впервые наблюдается в дорсомедиальной части дермомиотома, который развивается в эпаксиальный миотом. [7] Хотя он экспрессируется как в эпаксиальной (становящейся мышцами спины), так и в гипаксиальной (стенке тела и мышцах конечностей) частях миотома, он регулируется по-разному в этих тканевых линиях, обеспечивая часть их альтернативной дифференцировки. В частности, хотя Myf5 активируется ежом Соника в эпаксиальной линии, [9] вместо этого он напрямую активируется транскрипционным фактором Pax3 в гипаксиальных клетках. [10] Миогенные предшественники конечностей (полученные из гипаксиального миотома) не начинают экспрессировать Myf5 или какие-либо MRF, фактически, до тех пор, пока не мигрируют в зачатки конечностей. [11] Myf5 также экспрессируется в несомитной параксиальной мезодерме, которая образует мышцы головы, по крайней мере, у рыбок данио. [12]
Хотя продукт этого гена способен направлять клетки в сторону скелетных мышц, он не является абсолютно необходимым для этого процесса. Многочисленные исследования показали дублирование с двумя другими MRF, MyoD и MRF4. Отсутствие всех трех этих факторов приводит к фенотипу без скелетных мышц. [13] Эти исследования были проведены после того, как было показано, что нокауты Myf5 не имеют явных нарушений в скелетных мышцах. [14] Высокая избыточность этой системы показывает, насколько важно развитие скелетных мышц для жизнеспособности плода. Некоторые данные показывают, что Myf5 и MyoD ответственны за развитие отдельных мышечных линий и не экспрессируются одновременно в одной и той же клетке. [15] В частности, в то время как Myf5 играет большую роль в инициации эпаксиального развития, MyoD управляет инициацией гипаксиального развития, и эти отдельные линии могут компенсировать отсутствие того или другого. Это заставило некоторых утверждать, что они на самом деле не являются избыточными, хотя это зависит от определения этого слова. Тем не менее, существование этих отдельных «MyoD-зависимых» и «Myf5-зависимых» субпопуляций оспаривается, причем некоторые утверждают, что эти MRF действительно коэкспрессируются в мышечных клетках-предшественниках. [10] Эта дискуссия продолжается.
Хотя Myf5 в основном связан с миогенезом, он экспрессируется и в других тканях. Во-первых, он экспрессируется в предшественниках бурой жировой ткани. Однако его экспрессия ограничена предшественниками коричневой, а не белой жировой ткани, что обеспечивает часть разделения развития между этими двумя линиями. [16] Более того, Myf5 экспрессируется в частях нервной трубки (которые формируют нейроны) через несколько дней после того, как он обнаруживается в сомитах. Эта экспрессия в конечном итоге подавляется, чтобы предотвратить образование посторонних мышц. [17] Хотя конкретные роли и зависимость Myf5 в адипогенезе и нейрогенезе еще предстоит изучить, эти данные показывают, что Myf5 может играть роли вне миогенеза. Myf5 также играет косвенную роль в контроле развития проксимальных ребер. Хотя у людей с нокаутом Myf5 скелетные мышцы нормальные, они умирают из-за аномалий проксимальных ребер, из-за которых становится трудно дышать. [15]
Несмотря на то, что Myf5 присутствует всего в течение нескольких дней во время эмбрионального развития, он все еще экспрессируется в некоторых взрослых клетках. Являясь одним из ключевых клеточных маркеров сателлитных клеток (пула стволовых клеток скелетных мышц), он играет важную роль в регенерации взрослых мышц. [18] В частности, это обеспечивает кратковременный импульс пролиферации этих сателлитных клеток в ответ на повреждение. Дифференцировка начинается (регулируемая другими генами) после этой начальной пролиферации. Фактически, если Myf5 не подавляется, дифференциация не происходит. [19]
У рыбок данио Myf5 является первым MRF, экспрессируемым в эмбриональном миогенезе и необходим для жизнеспособности взрослых особей, даже несмотря на то, что личиночные мышцы формируются нормально. Поскольку у рыбок данио Myf5;Myod с двойными мутантами мышцы не образуются, Myf5 взаимодействует с Myod, способствуя миогенезу. [20]
Регулирование
[ редактировать ]Регуляция Myf5 диктуется большим количеством элементов-энхансеров, которые обеспечивают сложную систему регуляции. Хотя большинство событий на протяжении миогенеза, в которых участвует Myf5, контролируются посредством взаимодействия множественных энхансеров, существует один важный ранний энхансер, который инициирует экспрессию. Названный ранним эпаксиальным энхансером, его активация обеспечивает сигнал «начало» для экспрессии Myf5 в эпаксиальном дермомиотоме, где он впервые обнаруживается. [21] Звуковой еж из нервной трубки воздействует на этот энхансер, активируя его. [9] После этого хромосома содержит различные энхансеры для регуляции экспрессии Myf5 в гипаксиальной области, краниальной области, конечностях и т. д. [21] Эта ранняя экспрессия Myf5 в эпаксиальном дермамиотоме участвует в самом формировании миотома, но не более того. После его первоначальной экспрессии другие элементы-энхансеры определяют, где и как долго он будет экспрессироваться. Остается ясным, что каждая популяция миогенных клеток-предшественников (в разных местах эмбриона) регулируется разным набором энхансеров. [22]
Клиническое значение
[ редактировать ]Что касается клинического значения, аберрация этого транскрипционного фактора является частью механизма того, как гипоксия (недостаток кислорода) может влиять на развитие мышц. Гипоксия способна частично препятствовать дифференцировке мышц за счет ингибирования экспрессии Myf5 (а также других MRF). Это предотвращает превращение мышечных предшественников в постмитотические мышечные волокна. Хотя гипоксия является тератогеном, это подавление экспрессии обратимо, поэтому остается неясным, существует ли связь между гипоксией и врожденными дефектами у плода. [23]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000111049 – Ensembl , май 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000000435 – 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 .
- ^ «Ген Энтрез: Миогенный фактор 5» . Проверено 19 августа 2013 г.
- ^ Сабурин Л.А., Рудницкий М.А. (январь 2000 г.). «Молекулярная регуляция миогенеза». Клиническая генетика . 57 (1): 16–25. дои : 10.1034/j.1399-0004.2000.570103.x . ПМИД 10733231 . S2CID 22496065 .
- ^ Перейти обратно: а б с Отт М.О., Бобер Э., Лайонс Дж., Арнольд Х., Бэкингем М. (апрель 1991 г.). «Ранняя экспрессия миогенного регуляторного гена myf-5 в клетках-предшественниках скелетных мышц эмбриона мыши». Разработка . 111 (4): 1097–107. дои : 10.1242/dev.111.4.1097 . ПМИД 1652425 .
- ^ Браун Т., Бушхаузен-Денкер Г., Бобер Э., Таннич Э., Арнольд Х.Х. (март 1989 г.). «Новый человеческий мышечный фактор, родственный MyoD1, но отличающийся от него, индуцирует миогенную конверсию в фибробластах 10T1/2» . Журнал ЭМБО . 8 (3): 701–9. дои : 10.1002/j.1460-2075.1989.tb03429.x . ПМК 400865 . ПМИД 2721498 .
- ^ Перейти обратно: а б Густафссон М.К., Пан Х., Пинни Д.Ф., Лю Ю., Левандовски А., Эпштейн Д.Д., Эмерсон К.П. (январь 2002 г.). «Myf5 является прямой мишенью передачи сигналов Shh на большие расстояния и регуляции Gli для спецификации мышц» . Гены и развитие . 16 (1): 114–26. дои : 10.1101/gad.940702 . ПМЦ 155306 . ПМИД 11782449 .
- ^ Перейти обратно: а б Таджбахш С., Роканкур Д., Коссу Г., Букингем М. (апрель 1997 г.). «Переопределение генетических иерархий, контролирующих скелетный миогенез: Pax-3 и Myf-5 действуют выше MyoD» . Клетка . 89 (1): 127–38. дои : 10.1016/s0092-8674(00)80189-0 . ПМИД 9094721 . S2CID 18747744 .
- ^ Таджбахш С., Букингем, Мэн (январь 1994 г.). «Мышиные конечности определяются при отсутствии самого раннего миогенного фактора myf-5» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 91 (2): 747–51. Бибкод : 1994PNAS...91..747T . дои : 10.1073/pnas.91.2.747 . ПМК 43026 . ПМИД 8290594 .
- ^ Линь С.И., Юнг РФ, Ли ХК, Чен В.Т., Чен Ю.Х., Цай Х.Дж. (ноябрь 2006 г.). «Миогенные регуляторные факторы Myf5 и Myod четко функционируют во время краниофациального миогенеза рыбок данио» . Биология развития . 299 (2): 594–608. дои : 10.1016/j.ydbio.2006.08.042 . ПМИД 17007832 .
- ^ Кассар-Дюшосой Л., Гайро-Морель Б., Гомес Д., Роканкур Д., Букингем М., Шинин В., Таджбахш С. (сентябрь 2004 г.). «Mrf4 определяет идентичность скелетных мышц у мышей с двойным мутантом Myf5:Myod». Природа . 431 (7007): 466–71. Бибкод : 2004Natur.431..466K . дои : 10.1038/nature02876 . ПМИД 15386014 . S2CID 4413512 .
- ^ Рудницкий М.А., Шнегельсберг П.Н., Стед Р.Х., Браун Т., Арнольд Х.Х., Йениш Р. (декабрь 1993 г.). «MyoD или Myf-5 необходим для формирования скелетных мышц». Клетка . 75 (7): 1351–9. дои : 10.1016/0092-8674(93)90621-в . ПМИД 8269513 . S2CID 27322641 .
- ^ Перейти обратно: а б Халдар М., Каран Г., Тврдик П., Капеччи М.Р. (март 2008 г.). «Две клеточные линии, myf5 и myf5-независимые, участвуют в миогенезе скелета мышей» . Развивающая клетка . 14 (3): 437–45. дои : 10.1016/j.devcel.2008.01.002 . ПМЦ 2917991 . ПМИД 18331721 .
- ^ Тиммонс Дж.А., Веннмальм К., Ларссон О., Уолден Т.Б., Лассманн Т., Петрович Н., Гамильтон Д.Л., Гимено Р.Е., Валестедт К., Баар К., Недергаард Дж., Кэннон Б. (март 2007 г.). «Сигнатура экспрессии миогенных генов доказывает, что коричневые и белые адипоциты происходят из разных клеточных линий» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (11): 4401–6. Бибкод : 2007PNAS..104.4401T . дои : 10.1073/pnas.0610615104 . ПМК 1810328 . ПМИД 17360536 .
- ^ Таджбахш С., Букингем, Мэн (декабрь 1995 г.). «Ограничение линии миогенного фактора конверсии myf-5 в головном мозге». Разработка . 121 (12): 4077–83. дои : 10.1242/dev.121.12.4077 . ПМИД 8575308 .
- ^ Бошан-младший, Хеслоп Л., Ю Д.С., Таджбахш С., Келли Р.Г., Верниг А., Букингем М.Е., Партридж Т.А., Заммит П.С. (декабрь 2000 г.). «Экспрессия CD34 и Myf5 определяет большинство покоящихся клеток-сателлитов скелетных мышц взрослых» . Журнал клеточной биологии . 151 (6): 1221–34. дои : 10.1083/jcb.151.6.1221 . ПМК 2190588 . ПМИД 11121437 .
- ^ Устанина С., Карвахал Дж., Ригби П., Браун Т. (август 2007 г.). «Миогенный фактор Myf5 поддерживает эффективную регенерацию скелетных мышц, обеспечивая временную амплификацию миобластов» . Стволовые клетки . 25 (8): 2006–16. doi : 10.1634/stemcells.2006-0736 . ПМИД 17495111 . S2CID 28853682 .
- ^ Хинитс Ю., Уильямс В.К., Свитман Д., Донн Т.М., Ма Т.П., Моенс CB , Хьюз С.М. (2011). «Дефектное развитие черепного скелета, личиночная летальность и гаплонедостаточность у рыбок данио-мутанта Myod» . Биология развития . 358 (1): 102–12. дои : 10.1016/j.ydbio.2011.07.015 . ПМК 3360969 . ПМИД 21798255 .
- ^ Перейти обратно: а б Саммербелл Д., Эшби П.Р., Кутель О., Кокс Д., Йи С., Ригби П.В. (сентябрь 2000 г.). «Экспрессия Myf5 в развивающемся эмбрионе мыши контролируется дискретными и рассредоточенными энхансерами, специфичными для определенных популяций предшественников скелетных мышц». Разработка . 127 (17): 3745–57. дои : 10.1242/dev.127.17.3745 . ПМИД 10934019 .
- ^ Тебул Л., Хашуэль Дж., Даубас П., Саммербелл Д., Бэкингем М., Ригби П.В. (октябрь 2002 г.). «Ранний эпаксиальный энхансер необходим для начальной экспрессии гена, определяющего скелетные мышцы Myf5, но не для последующих множественных фаз соматического миогенеза». Разработка . 129 (19): 4571–80. дои : 10.1242/dev.129.19.4571 . ПМИД 12223413 .
- ^ Ди Карло А., Де Мори Р., Мартелли Ф., Помпилио Дж., Капогросси М.К., Джермани А. (апрель 2004 г.). «Гипоксия подавляет миогенную дифференцировку за счет ускоренной деградации MyoD» . Журнал биологической химии . 279 (16): 16332–8. дои : 10.1074/jbc.M313931200 . ПМИД 14754880 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Краусс Р.С., Коул Ф., Гайо У., Такаесу Г., Чжан В., Кан Дж.С. (июнь 2005 г.). «Близкие контакты: регуляция скелетного миогенеза позвоночных посредством межклеточного контакта» . Журнал клеточной науки . 118 (Часть 11): 2355–62. дои : 10.1242/jcs.02397 . ПМИД 15923648 .
- Саммербелл Д., Халаи С., Ригби П.В. (сентябрь 2002 г.). «Экспрессия миогенного регуляторного фактора Mrf4 предшествует экспрессии Myf5 в соматических зачатках или происходит одновременно с ней» . Механизмы развития . 117 (1–2): 331–5. дои : 10.1016/S0925-4773(02)00208-3 . ПМИД 12204280 . S2CID 5947462 .
- Ленглендс К., Инь Х, Ананд Г., Прочовник Е.В. (август 1997 г.). «Дифференциальные взаимодействия белков Id с факторами транскрипции основная спираль-петля-спираль» . Журнал биологической химии . 272 (32): 19785–93. дои : 10.1074/jbc.272.32.19785 . ПМИД 9242638 .
- Димиколи-Салазар С., Булле Ф., Ясиа А., Массе Х.М., Фичелсон С., Вигон I (ноябрь 2011 г.). «Эффективное миогенное перепрограммирование in vitro первичных мезенхимальных стволовых клеток и эндотелиальных клеток человека с помощью Myf5». Биология клетки . 103 (11): 531–42. дои : 10.1042/BC20100112 . ПМИД 21810080 . S2CID 23776022 .
- Купелли Л., Рено Б., Леблан-Страчески Дж., Бэнкс А., Уорд Д., Кучерлапати Р.С., Краутер К. (1996). «Присвоение кластера генов миогенных факторов 5 и 6 человека (MYF5, MYF6) 12q21 путем гибридизации in situ и физического картирования локуса между D12S350 и D12S106». Цитогенетика и клеточная генетика . 72 (2–3): 250–1. дои : 10.1159/000134201 . ПМИД 8978788 .
- Ансо Э, Лаудж-Шенивес Д, Маркович А, Тассин А, Вандерпланк С, Соваж С, Барро М, Маье I, Лерой А, Леклерк I, Майнфройд В, Фиглевич Д, Мули В, Батлер-Браун Г, Белайев А, Коппе Ф (2009). Каллаертс П. (ред.). «При ЛЛПД повышается уровень DUX4c. Он индуцирует белок MYF5 и пролиферацию миобластов человека» . ПЛОС ОДИН . 4 (10): е7482. Бибкод : 2009PLoSO...4.7482A . дои : 10.1371/journal.pone.0007482 . ПМЦ 2759506 . ПМИД 19829708 .
- Винтер Б., Кауцнер И., Иссингер О.Г., Арнольд Х.Х. (декабрь 1997 г.). «Два предполагаемых сайта фосфорилирования протеинкиназы CK2 важны для активности Myf-5». Биологическая химия . 378 (12): 1445–56. дои : 10.1515/bchm.1997.378.12.1445 . ПМИД 9461343 . S2CID 6218391 .
- Чен С.М., Краут Н., Грудин М., Вайнтрауб Х. (сентябрь 1996 г.). «I-mf, новый миогенный репрессор, взаимодействует с членами семейства MyoD» . Клетка . 86 (5): 731–41. дои : 10.1016/S0092-8674(00)80148-8 . ПМИД 8797820 . S2CID 16252710 .
- Браун Т., Бушхаузен-Денкер Г., Бобер Э., Таннич Э., Арнольд Х.Х. (март 1989 г.). «Новый человеческий мышечный фактор, родственный MyoD1, но отличающийся от него, индуцирует миогенную конверсию в фибробластах 10T1/2» . Журнал ЭМБО . 8 (3): 701–9. дои : 10.1002/j.1460-2075.1989.tb03429.x . ПМК 400865 . ПМИД 2721498 .