Гомеобоксный белок GBX-2 — это белок , который у людей кодируется геном GBX2 . [5] [6] [7]
Краткое содержание
Gastrulation Brain Homeobox 2, или широко известный как GBX2, является типом фактора транскрипции, который помогает в организации среднего и заднего мозга во время гаструляции. Задний мозг разбивается на семь или восемь ромбомеров во время гаструляции, и GBX2 отвечает за ромбомеры с первого по третий. GBX2 также принимает участие в передаче сигналов и экспрессии других генов. Было сказано, что существует пороговое требование к количеству GBX2, поэтому то, что происходит, зависит от экспрессируемого количества. Например, определенное количество GBX2 необходимо для регулирования переднего и заднего паттерна в заднем мозге. Если определенный порог не достигается, то паттерн не происходит. Это касается других генов, которые он помогает экспрессировать, например FGF8. С каждым геном связаны некоторые заболевания. Мелкоклеточная карцинома толстой кишки и синдром Оптиза-Гббба, вызывающий аномалии по всей средней линии тела, являются заболеваниями, наиболее тесно связанными с геном GBX2. [8]
Функция
Gastrulation Brain Homeobox 2 (GBX2) — это гомеобоксный ген, участвующий в нормальном развитии ромбомеров 1-3, которые являются областью среднего/заднего мозга. Этот ген является дозозависимым фактором транскрипции , участвующим в регуляции правильной экспрессии других генов. Экспрессия GBX2 происходит во время гаструляции и продолжает экспрессироваться на более поздних стадиях эмбриогенеза . На этих различных стадиях GBX2 отвечает за несколько важных процессов. На стадии нервной пластинки GBX2 требуется для того, чтобы передние предшественники заднего мозга выживали и правильно формировались. Также на этой стадии развития GBX2 требуется для правильной регуляции различной экспрессии генов, необходимой для раннего установления паттерна A/P в нервной пластинке. На ранних стадиях морфогенеза мозга GBX2 требуется как для нормального развития передней части заднего мозга, так и для правильного формирования организатора среднего/заднего мозга. Из-за воздействия на организатор среднего/заднего мозга GBX2 участвует в позиционировании домена экспрессии для истмического FGF8 . Поскольку это дозозависимый ген, различные количества гена, присутствующие в определенном месте, могут вызывать различные результаты. На FGF8 влияют различные дозировки в месте его экспрессии. Отсутствие GBX2 приводит к смещению экспрессии FGF8 в каудальном направлении, а избыточная экспрессия GBX2 приводит к смещению экспрессии FGF8 в ростральном направлении. Не все ромбомеры, в которых экспрессируется GBX2, требуют одинаковой строгости регулирования дозы. Из трех ромбомер 2 имеет самые строгие требования к дозе.
Развитие клеток нервного гребня
Ген Gbx-2, как полагают, участвует в формировании и дифференцировке клеток нервного гребня во время роста плода в качестве фактора транскрипции. Когда зигота становится гаструлой , эмбриональная эктодерма дифференцируется в эти клетки нервного гребня, которые дают начало многим структурам, включая мышцы, нейроны и кости в дальнейшем развитии. Чтобы проверить роль Gbx-2 в развитии клеток нервного гребня, в область пролиферации нервных клеток был введен морфоген Wnt8 . В ответ был экспрессирован Snail2, что привело к активации фактора транскрипции и последующему образованию белка. Когда Wnt8 был ингибирован в той же области, факторы транскрипции не экспрессировались, а рост нервных клеток был ингибирован или не наблюдался. Также были исследования, которые показали, что когда происходило обратное, при отсутствии или наличии Snail2, влияющего на Wnt8, происходили эффекты, аналогичные активации фактора транскрипции. Такие исследования показали, что активация фактора транскрипции зависит от обоих генов. Wnt считается индуктором клеток нервного гребня, а Gbx-2 является одной из вовлеченных генных мишеней. [9] В случаях, когда мРНК Gbx-2 в избытке, наблюдается расширение клеток нервного гребня, тогда как при недостатке мРНК клетки нервного гребня не могут пролиферировать. Если клетки нервного гребня неспособны пролиферировать, многие важные органы и процессы организма будут подавлены и, вероятно, могут привести к выкидышу плода.
Исследования на животных
Нокаут гена GBX2 вызывает неспособность многих структур сформироваться, таких как истмические ядра, мозжечок, двигательный нерв V и многие другие производные ромбомеров 1-3. Эмбрионы с нокаутом гена GBX2 продолжат развиваться и достигнут полного срока беременности. Дети рождаются, но если экспрессия GBX2 отсутствует, все они умрут вскоре после рождения. [10] [11]
Нокдаун гена gbx2 приводит к усечению переднего заднего мозга, а также к аномальным кластерам клеточных тел в r2 и r3, которые связаны с проблемами черепно-мозгового нерва V. Было показано, что любые структуры, полученные из r1-r3, будут неблагоприятно затронуты мутациями или дефицитами gbx2. Эти структуры включают дугу аорты и правую подключичную артерию, которые при неправильном развитии могут привести к сердечно-сосудистым дефектам в дополнение к краниофациальным дефектам из-за неправильного развития черепно-мозгового нерва V. [12]
Ссылки
^ abc GRCh38: Ensembl выпуск 89: ENSG00000168505 – Ensembl , май 2017 г.
^ abc GRCm38: Ensembl выпуск 89: ENSMUSG00000034486 – Ensembl , май 2017 г.
^ "Human PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ "Mouse PubMed Reference:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
^ Kowenz-Leutz E, Herr P, Niss K, Leutz A (октябрь 1997 г.). «Ген гомеобокса GBX2, цель онкогена myb, опосредует аутокринный рост и дифференцировку моноцитов». Cell . 91 (2): 185– 95. doi : 10.1016/S0092-8674(00)80401-8 . PMID 9346236. S2CID 15954797.
^ Lin X, Swaroop A, Vaccarino FM, Murtha MT, Haas M, Ji X, Ruddle FH, Leckman JF (февраль 1996 г.). «Характеристика и анализ последовательности человеческого гомеобокс-содержащего гена GBX2». Genomics . 31 (3): 335–42 . doi : 10.1006/geno.1996.0056 . PMID 8838315.
^ Уотерс, СТ «Пороговые требования к уровням Gbx2 в развитии заднего мозга». Развитие, т. 133, № 10, 2006, стр. 1991–2000., doi:10.1242/dev.02364.
^ Ли, Бо и др. (1 октября 2009 г.). «Постериоризирующий ген Gbx2 — прямая цель сигнализации Wnt и самый ранний фактор индукции нервного гребня». Развитие . 136 ( 19). The Company of Biologists Ltd: 3267– 3278. doi : 10.1242/dev.036954. PMC 2808295. PMID 19736322.
^ Wassarman KM, Lewandoski M, Campbell K, Joyner AL, Rubenstein JL, Martinez S, Martin GR (август 1997 г.). «Спецификация переднего заднего мозга и установление нормального организатора среднего/заднего мозга зависят от функции гена Gbx2». Development . 124 (15): 2923– 34. doi :10.1242/dev.124.15.2923. hdl : 10261/338165 . PMID 9247335.
^ Waters ST, Lewandoski M (май 2006). «Пороговое требование для уровней Gbx2 в развитии заднего мозга». Development . 133 (10): 1991– 2000. doi :10.1242/dev.02364. PMID 16651541. S2CID 1080009.
^ Nakayama Y, Kikuta H, Kanai M, Yoshikawa K, Kawamura A, Kobayashi K, Wang Z, Khan A, Kawakami K, Yamasu K (2013). «Gbx2 функционирует как транскрипционный репрессор, регулируя спецификацию и морфогенез соединения среднего и заднего мозга в зависимости от дозировки и стадии». Механизмы развития . 130 ( 11– 12): 532– 52. doi : 10.1016/j.mod.2013.07.004 . PMID 23933069.
Дальнейшее чтение
Burroughs-Garcia J, Sittaramane V, Chandrasekhar A, Waters ST (апрель 2011 г.). «Эволюционно консервативная функция Gbx2 в развитии переднего заднего мозга». Developmental Dynamics . 240 (4): 828–38 . doi : 10.1002/dvdy.22589 . PMID 21360792. S2CID 19225250.
Heimbucher T, Murko C, Bajoghli B, Aghaallaei N, Huber A, Stebegg R, Eberhard D, Fink M, Simeone A, Czerny T (январь 2007 г.). "Gbx2 и Otx2 взаимодействуют с доменом WD40 корепрессоров Groucho/Tle". Молекулярная и клеточная биология . 27 (1): 340–51 . doi :10.1128/MCB.00811-06. PMC 1800652. PMID 17060451 .
Глинский ГВ, Березовская О, Глинский АБ (июнь 2005 г.). «Анализ микроматричных анализов выявляет сигнатуру смерти от рака, предсказывающую неудачу терапии у пациентов с несколькими типами рака». Журнал клинических исследований . 115 (6): 1503– 21. doi :10.1172/JCI23412. PMC 1136989. PMID 15931389 .
Gao AC, Lou W, Isaacs JT (февраль 2000 г.). «Повышенная экспрессия GBX2 стимулирует рост клеток рака простаты человека посредством транскрипционной регуляции гена интерлейкина 6». Clinical Cancer Research . 6 (2): 493–7 . PMID 10690529.
Gao AC, Lou W, Isaacs JT (апрель 1998 г.). «Понижение экспрессии гомеобоксного гена GBX2 подавляет клоногенную способность и туморогенность рака простаты человека». Cancer Research . 58 (7): 1391– 4. PMID 9537237.
Matsui T, Hirai M, Hirano M, Kurosawa Y (декабрь 1993 г.). «Комплекс HOX, соседствующий с геном EVX, а также два других гена, содержащих гомеобокс, GBX-класс и EN-класс, расположены на тех же хромосомах 2 и 7 у людей». FEBS Letters . 336 (1): 107– 10. doi :10.1016/0014-5793(93)81620-F. PMID 7903253. S2CID 34546387.
Ли, Бо и др. (1 октября 2009 г.). «Постериоризирующий ген Gbx2 — прямая цель сигнализации Wnt и самый ранний фактор индукции нервного гребня». Развитие . 136 (19). The Company of Biologists Ltd: 3267– 3278. doi : 10.1242/dev.036954. PMC 2808295. PMID 19736322.
Эта статья о гене на хромосоме 2 человека — заглушка . Вы можете помочь Википедии, расширив ее.
