WikiDer > Chordin

Chordin
CHRD домен
Идентификаторы
СимволCHRD
PfamPF07452
ИнтерПроIPR010895
УМНАЯSM00754
PROSITEPS50933
хордин
Идентификаторы
СимволCHRD
Ген NCBI8646
HGNC1949
OMIM603475
RefSeqNM_003741
UniProtQ9H2X0
Прочие данные
LocusChr. 3 q27

Chordin (от греч. χορδή, струна, кетгут) или CHRD представляет собой белок, играющий важную роль в формировании дорсально-вентрального паттерна во время раннего эмбрионального развития позвоночных.[1] Хордин кодируется chrd ген.[2]

История

Первоначально Хордин был идентифицирован в Африканская когтистая лягушка (Xenopus laevis) в лаборатории Эдвард М. Де Робертис как ключевой элемент развития белок что дорсализируется рано позвоночное животное эмбриональные ткани.[3] Впервые была высказана гипотеза, что хордина играет роль в генах дорсального гомеобокса в Организатор Спеманна. Ген хордин был обнаружен путем его активации после использования gsc (мурашки по коже) и Xnot[4] мРНК инъекции. Первооткрыватели хордина пришли к выводу, что он экспрессируется в областях эмбриона, где gsc и Xnot, которые включали прехордальная пластинка, то нотохорда, а хордоневральный шарнир. Экспрессия гена в этих регионах привела к названию хордин. Считалось, что начальные функции хордины включают рекрутирование соседних клеток для помощи в формировании оси наряду с опосредованием клеточных взаимодействий для организации областей хвоста, головы и тела.

Структура белка

Хордин представляет собой белок длиной 941 аминокислоту, трехмерный просвечивающая электронная микроскопия структура напоминает подкову.[5][6] Характерной особенностью строения хордина является наличие четырех цистеин-богатые повторы, длина которых составляет 58–75 остатков, каждый из которых содержит 10 цистеинов с характерными промежутками. Эти повторы гомологичны доменам в ряде белки внеклеточного матрикса, включая фактор фон Виллебранда.[7] Есть пять названных изоформы этого белка, которые производятся альтернативное сращивание.[8]

Структура гена

Ген CHRD имеет длину 23 экзона и длину 11,5 т.п.н. и расположен в 3q27.[1][9] THPO (Тромбопоэтин) ген расположен в том же единственном космидном клоне вместе с геном фактора инициации трансляции эукариот-4-гамма (EIF4G1).[2]

Функция

Chordin дорсализирует развивающийся эмбрион связывая вентрализацию TGFβ белки, такие как костные морфогенетические белки (BMP) через четыре богатые цитозином области.[7][9] Хордин блокирует передачу сигналов BMP, предотвращая взаимодействие BMP с рецепторами клеточной поверхности, что ингибирует образование эпидермиса и способствует образованию нервной ткани.[10] Хордин специфически ингибирует BMP-2, -4, -7.[6] Функция хордина улучшена на несколько кофакторы которые включают ген Twisted Gastrulation (Tsg) и металлопротеиназу цинка. ЦГ улучшает способность Хордина становиться антагонистом BMP. Функции металлопротеазы цинка путем отщепления хордина позволяют улучшить передачу сигналов с BMP в комплексах, которые были неактивными. Это происходит за счет улучшения субстратной способности Chordin в реакциях расщепления и за счет высвобождения BMP из продуктов хордина.[7]

Эксперименты с рыбками данио показали, что мутация гена хордина может привести к уменьшению количества нервной и спинной ткани. Целевые делеции гена хордина, фоллистатин, и голова у мышей также оказывает влияние на нервную индукцию, в то время как удаление как хордина, так и ноггина показало более серьезные эффекты на нервное развитие. Фенотип для этого типа делеции показал почти полное отсутствие головы.[11] Это важно, потому что при недостатке только мозоли появляются легкие дефекты, но головка все равно формируется.[12] Было показано, что ноггин перекрывается в средней части желудка по своей экспрессии с хординой.[13] Дальнейшие эксперименты по проверке роли ноггина и хордина показали, что эти два белка необходимы для мезодермальный развитие и проработка переднего паттерна. Однако было показано, что ноггин и хордин не играют значительной роли в развитии передней висцеральной энтодермы.[13]

Хординовая мРНК у мышей экспрессируется рано во время передней примитивной полоски. Выражается в передних клетках Серп Коллера, которые образуют передние клетки примитивная полоса, ключевая структура, через которую происходит гаструляция.[14] По мере того как полоска развивается в узел и осевую мезодерму, хординовая мРНК все еще экспрессируется. Эти данные подтверждают роль хордин в формировании паттерна на ранних стадиях эмбриона.[13] Когда хордин был инактивирован, у животных сначала может показаться нормальное развитие, но позже проблемы проявляются во внутреннем и внешнем ухе, наряду с глоточными и сердечно-сосудистыми аномалиями. Эксперименты с эмбрионами Xenopus показали, что избыточная экспрессия BMP1 и TLL1 может использоваться для противодействия функциям дорсализации хордина. Это открытие предполагает, что основным антагонистом хордина является BMP1.[1]

У мышей хордина выражена в узле, но не в передней висцеральной области. энтодерма. Было установлено, что это необходимо для передний мозг разработка.[13] При развитии мышей с дефицитом как хордины, так и голова, голова почти отсутствует. Хордин также участвует в птичьем гаструляция а также может играть роль в органогенез.

Рекомендации

  1. ^ а б c Скотт И.К., Блитц И.Л., Паппано В.Н., Имамура Ю., Кларк Т.Г., Стейглиц Б.М. и др. (Сентябрь 1999 г.). «BMP-1 / Толлоид-родственные металлопротеиназы млекопитающих, включая новый член семейства Толлоид-подобных 2 млекопитающих, обладают различными ферментативными активностями и распределениями экспрессии, соответствующими формированию паттерна и скелетогенезу». Биология развития. 213 (2): 283–300. Дои:10.1006 / dbio.1999.9383. PMID 10479448.
  2. ^ а б Смит М., Херрелл С., Люшер М., Лако Л., Симпсон С., Вистнер А. и др. (1999). «Геномная организация человеческого гена хордина и мутационный скрининг генов-кандидатов синдрома Корнелии де Ланге». Генетика человека. 105 (1–2): 104–11. Дои:10.1007 / s004390051070. PMID 10480362.
  3. ^ Sasai Y, Lu B, Steinbeisser H, Geissert D, Gont LK, De Robertis EM (декабрь 1994 г.). «Xenopus chordin: новый дорсализирующий фактор, активируемый генами гомеобокса, специфичными для организаторов». Клетка. 79 (5): 779–90. Дои:10.1016 / 0092-8674 (94) 90068-X. ЧВК 3082463. PMID 8001117.
  4. ^ https://www.uniprot.org/uniprot/B7ZPL0
  5. ^ Ларрайн Дж., Бачиллер Д., Лу Б., Агиус Э., Пикколо С., Де Робертис Э.М. (февраль 2000 г.). «BMP-связывающие модули в хордине: модель регуляции передачи сигналов во внеклеточном пространстве». Разработка. 127 (4): 821–30. ЧВК 2280033. PMID 10648240.
  6. ^ а б Troilo H, Barrett AL, Wohl AP, Jowitt TA, Collins RF, Bayley CP и др. (Октябрь 2015 г.). «Роль хордовых фрагментов, образующихся при частичном расщеплении толлоида, в регуляции активности BMP». Сделки Биохимического Общества. 43 (5): 795–800. Дои:10.1042 / BST20150071. ЧВК 4613500. PMID 26517884.
  7. ^ а б c Grunz H (9 марта 2013 г.). Организатор позвоночных. Springer Science & Business Media. ISBN 978-3-662-10416-3.
  8. ^ Милле С., Лемер П., Орсетти Б., Гульельми П., Франсуа В. (август 2001 г.). «Ген хордина человека кодирует несколько дифференциально экспрессируемых сплайсированных вариантов с разными противодействующими BMP активностями». Механизмы развития. 106 (1–2): 85–96. Дои:10.1016 / S0925-4773 (01) 00423-3. PMID 11472837. S2CID 16208655.
  9. ^ а б Паппано В.Н., Скотт И.К., Кларк Т.Г., Эдди Р.Л., Shows TB, Greenspan DS (сентябрь 1998 г.). «Кодирующая последовательность и паттерны экспрессии хордины мыши и картирование родственных генов chrd мыши и человека CHRD». Геномика. 52 (2): 236–9. Дои:10.1006 / geno.1998.5474. PMID 9782094.
  10. ^ Plouhinec JL, Zakin L, Moriyama Y, De Robertis EM (декабрь 2013 г.). «Хордин формирует самоорганизующийся градиент морфогена во внеклеточном пространстве между эктодермой и мезодермой у эмбриона Xenopus». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 110 (51): 20372–9. Bibcode:2013ПНАС..11020372П. Дои:10.1073 / pnas.1319745110. ЧВК 3870759. PMID 24284174.
  11. ^ Санес Д.Х., Рех Т.А., Харрис В.А. (02.11.2005). Развитие нервной системы. Эльзевир. ISBN 978-0-08-047249-2.
  12. ^ Харрис WA, Санес DH, Рех TA (2011). Развитие нервной системы (Третье изд.). Бостон: Academic Press. п. 15. ISBN 978-0-12-374539-2.
  13. ^ а б c d Бачиллер Д., Клингенсмит Дж., Кемп С., Белу Дж. А., Андерсон Р. М., Май С. Р. и др. (Февраль 2000 г.). «Организаторские факторы Chordin и Noggin необходимы для развития переднего мозга мыши». Природа. 403 (6770): 658–61. Bibcode:2000Натура 403..658Б. Дои:10.1038/35001072. PMID 10688202. S2CID 11212713.
  14. ^ Васиев Б., Балтер А., капеллан М., Стекольщик Дж. А., Вейер С. Дж. (Май 2010 г.). «Моделирование гаструляции у куриного эмбриона: формирование примитивной полоски». PLOS ONE. 5 (5): e10571. Bibcode:2010PLoSO ... 510571V. Дои:10.1371 / journal.pone.0010571. ЧВК 2868022. PMID 20485500.