معلومة

ما هي الأنماط التي يجب علي تجنبها عند تعديل 3'-UTR؟


أريد تغيير تسلسل pre-miRNA (في حالتي ، يتم ترميز pre-miRNA في 3'UTR من الجين) ثم وضعه في الفيروس البطيء لمعرفة ما إذا كان لا يزال قيد المعالجة.

بعد التعديل (التقليب لعشر مناطق ~ 20 nt) أي نوع من النمط الذي ظهر حديثًا يجب أن أكون حذراً بشأنه؟ لا أريد أن أزعج الجين الذي يتم فيه ترميز ميرنا


إذا كان هدفك هو تجنب العناصر التنظيمية ، فلن أصدق أي برنامج تنبؤ ، حيث يتم العثور على عناصر تنظيمية جديدة كل يوم. أفضل طريقة ستكون تجريبية والاستنساخ والإصابة بـ 3'UTR متحور ومعرفة ما إذا كان تنظيم الجين الخاص بك مضطربًا. يمكنك على الأقل تبديل 3'UTR بالكامل مع جين آخر لمعرفة ما إذا كان هناك أي عناصر تنظيمية للجينات في 3'UTR.


كيف يمكنني تصميم نمط التنورة دون أخذ القياسات؟

أفكر في صنع تنورة كهدية عيد ميلاد لأختي. لذلك يبدو أن أخذ القياسات مستحيل نوعًا ما.

لذلك من المستحسن استخدام مخططات الحجم لعمل النمط بدلاً من ذلك ، مثل هذا المخطط: https://www.brandsgalaxy.gr/ProductCatalogue/SizeChart.aspx؟chart=0c41fabb-d9b1-419a-b750-21d5a1c8c63e


مقدمة

في الجهاز العصبي المركزي ، الميالين يوفر الدعم الأيضي ويزيد من سرعة التوصيل على طول المحاور. يتم إنتاج المايلين عن طريق الخلايا الدبقية قليلة التغصن ، والخلايا الدبقية التي تمتد عمليات طويلة متعددة ، وتلف طبقات من الغشاء حول المحاور. يمكن أن تختلف أغلفة الميالين التي تنشأ من خلية قليلة التغصن بشكل كبير في الطول والسمك ، مما يشير إلى أن نمو الغمد منظم محليًا [1-3]. تماشياً مع هذا النموذج ، فإن نسخة الميالين متميزة مقارنة بجسم الخلية [4]. على سبيل المثال ، بروتين البروتين الشحمي (PLP) وبروتين المايلين الأساسي (MBP) هما البروتينات الأكثر وفرة في المايلين. ومع ذلك ، فإن الآليات الأساسية التي تحرك تعبير البروتين في المايلين مختلفة تمامًا. Plp يتم الاحتفاظ بالمرنا في جسم الخلية ويتم ترجمته في الشبكة الإندوبلازمية ويتم نقل البروتين إلى المايلين [5،6]. على نقيض ذلك، ميغابايت يتم تهريب mRNA إلى أغلفة وليدة ويتم ترجمتها محليًا [5-10]. يدعم هذا الدليل النموذج القائل بأن الرنا المرسال يتم استهدافه بشكل انتقائي للأغماد الوليدة ويتم ترجمته محليًا أثناء النمو والنضج.

النقل والترجمة المحلية من mRNAs هي آليات مستخدمة على نطاق واسع للتحكم في التعبير الجيني تحت الخلوي. في الخلايا العصبية ، يتم توطين mRNAs دون خلوي إلى محاور عصبية [11-13] ، والتشعبات [14] ، ومخاريط النمو [15] ، والترجمة المحلية مطلوبة لنمو المحاور وتكوين المشابك [16-19]. في كثير من الأحيان ، يتم تحديد توطين mRNA في الخلايا العصبية بواسطة عناصر داخل 3 ′ UTR [20،21]. على سبيل المثال ، 3 ′ UTR من β-أكتين يحتوي على تسلسل تم التعرف عليه بواسطة بروتين ربط الحمض النووي الريبي ZBP1 من أجل توطين الإسقاطات الخلوية بما في ذلك مخاريط النمو والمحاور والتشعبات [22-26]. تقوم الخلايا العصبية بترجمة مئات من الرنا المرسال إلى مقصورات خلوية مختلفة ، لكن عناصر التوطين الأساسية داخل النصوص غير معروفة إلى حد كبير.

على غرار الخلايا العصبية ، تقوم الخلايا قليلة التغصن بتوطين المئات من الرنا المرسال في أغلفة المايلين البعيدة [27] ، ولكن إشارات التوطين اللازمة لتخصيب المايلين تقتصر على عدد قليل من الرنا المرسال. حتى الآن ، النسخة الأكثر بحثًا على نطاق واسع في الخلايا قليلة التغصن هي ميغابايت مرنا. ال ميغابايت 3 ′ UTR مطلوب لتوطين mRNA إلى أغلفة المايلين [28 ، 29] ويحتوي على متتابعين أدنى بما في ذلك تسلسل محفوظ 21 nt وهو ضروري للتوطين للعمليات في الخلايا قليلة التغصن في الفئران المستزرعة [30،31]. ومع ذلك ، فإن الحد الأدنى من التسلسل غير مطلوب للتوطين في الجسم الحي ، مما يشير إلى أن ميغابايت 3 ′ UTR يحتوي على إشارات تحديد المواقع السرية [29]. التحقيقات في ميغابايت قدم توطين الرنا المرسال رؤى مهمة حول الآليات الجزيئية الكامنة وراء توطين الرنا المرسال في الخلايا قليلة التغصن. ومع ذلك ، فنحن لا نعرف سوى القليل جدًا عن الآليات التي تعزز توطين المئات الأخرى من نصوص الميالين. كيف يتم اختيار mRNAs لتوطين أغلفة المايلين؟ هل تشارك النصوص المترجمة من المايلين نفس الشيء رابطة الدول المستقلة-العناصر التنظيمية؟

هنا حددنا بشكل بيولوجي النصوص المخصبة بالمايلين وبحثنا في قدرة تسلسل 3-UTR على تعزيز توطين mRNA للأغماد الوليدة في أسماك الزرد الحية. تحتوي UTRs الثلاثة التي تعزز توطين المايلين على ملفات مشتركة رابطة الدول المستقلةالزخارف التنظيمية اللازمة لتوطين mRNA. علاوة على ذلك ، وجدنا أن الزخارف كافية لتعزيز التوطين في بعض السياقات وليس كلها. علاوة على ذلك ، حددنا نموذجًا تسلسليًا غنيًا للغاية في نسخة المايلين ، مما يشير إلى الفكرة كمنظم عالمي لتوطين الرنا المرسال في الخلايا قليلة التغصن النخاعية. تدعم بياناتنا معًا نموذجًا حيث تعزز الزخارف الموجودة في 3-UTRs توطين mRNA إلى أغلفة المايلين الناشئة.


استنتاج

APA هي آلية تنظيمية حاسمة بعد النسخ والتي يمكن أن تولد العديد من الأشكال الإسوية من الرنا المرسال من جين واحد. يُترجم كل شكل إسوي مرنا في النهاية إلى منتج بروتيني بوظائف بيولوجية فريدة. يمكن أن تنظم APA تقريبًا كل خطوة رئيسية في العملية البيولوجية للخلايا الجزيئية ، مثل الاستقرار الجيني الخلوي ، والقدرة على الانتشار ، وجدوى التحول. مجلتنا لفهم APA بدأت للتو. ومع ذلك ، تشير الأدلة الناشئة إلى أن APA ، على الأقل ، يمكن أن تكون علامة بيولوجية محتملة لتشخيص المرض ، وشدة الطبقية ، والتنبؤ بالتنبؤ وربما هدف علاج جديد.


السرطان والتحكم في النسخ

يمكن أن تؤثر التغييرات في الخلايا التي تؤدي إلى الإصابة بالسرطان على التحكم النسخي للتعبير الجيني. يمكن للطفرات التي تنشط عوامل النسخ ، مثل زيادة الفسفرة ، أن تزيد من ارتباط عامل النسخ بموقع الارتباط الخاص به في المحفز. قد يؤدي هذا إلى زيادة التنشيط النسخي لهذا الجين الذي ينتج عنه نمو الخلايا المعدل. بدلاً من ذلك ، يمكن أن تؤدي الطفرة في الحمض النووي لمنطقة المحفز أو المحسن إلى زيادة قدرة الارتباط لعامل النسخ. قد يؤدي هذا أيضًا إلى زيادة النسخ والتعبير الجيني الشاذ الذي يظهر في الخلايا السرطانية.

كان الباحثون يدرسون كيفية التحكم في التنشيط النسخي للتعبير الجيني في السرطان. إن تحديد كيفية ارتباط عامل النسخ ، أو المسار الذي ينشط حيث يمكن إيقاف الجين ، أدى إلى عقاقير جديدة وطرق جديدة لعلاج السرطان. في سرطان الثدي ، على سبيل المثال ، يتم إفراز العديد من البروتينات بشكل مفرط. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة فسفرة عوامل النسخ الرئيسية التي تزيد النسخ. أحد الأمثلة على ذلك هو الإفراط في التعبير عن مستقبل عامل نمو البشرة (EGFR) في مجموعة فرعية من سرطانات الثدي. ينشط مسار EGFR العديد من كينازات البروتين التي بدورها تنشط العديد من عوامل النسخ التي تتحكم في الجينات المشاركة في نمو الخلايا. تم تطوير عقاقير جديدة تمنع تنشيط EGFR وتستخدم لعلاج هذه السرطانات.


معدل الوفيات وانخفاض عدد السكان

عندما تعبر الحيوانات الطرق ، غالبًا ما تكون النتيجة هي النفوق. في الواقع ، يعتبر معدل الوفيات على الطرق المصدر الرئيسي للوفيات للعديد من مجموعات الحياة البرية ويموت ما يقدر بمليون من الفقاريات على الطرق كل يوم في الولايات المتحدة. 2 يمكن أن يهدد معدل الوفيات هذا الحيوانات بشدة وقد تم تحديده على أنه سبب رئيسي لانخفاض بعض السكان.

في حين أن عواقب وفيات الطرق يمكن أن تكون وخيمة ، فإن العديد من العوامل تؤثر على الدرجة التي تؤثر بها الطرق على مجموعات حيوانات معينة. عندما يمر طريق عبر الموطن المفضل للحيوان ، تزداد فرص حدوث وفيات على الطرق. على سبيل المثال ، تبين أن الطريق السريع رقم 27 في فلوريدا الذي يمر فوق بحيرة يسكنها العديد من السلاحف يحتوي على معدلات عالية جدًا لنفوق السلاحف ويعد أحد أكثر الطرق خطورة على الحياة البرية في البلاد. 3 كما أن سلوكيات معينة تعرض بعض الحيوانات للخطر. تتغذى المداخن على الحشرات وتطير بالقرب من الأرض لأنها تتبع الفريسة. عندما تتبع هذه الطيور فريستها التي تطير فوق الطرق ، فإن ذلك يزيد من فرص اصطدامها بسيارة. 4 مجموعات الحيوانات مثل البرمائيات التي لديها هجرات جماعية منتظمة معرضة للخطر بشكل خاص. 4


قد يكون سبب الشذوذ الجنسي هو تعديلات كيميائية للحمض النووي

غنت ليدي غاغا في أغنية ناجحة عام 2011 سرعان ما أصبحت نشيدًا للمثليين "حبيبي ، لقد ولدت بهذه الطريقة". في الواقع ، خلال العقدين الماضيين ، توصل الباحثون إلى أدلة مهمة على أن المثلية الجنسية ليست خيارًا لأسلوب الحياة ، ولكنها متجذرة في بيولوجيا الشخص وعلى الأقل جزئيًا تحددها الجينات. ومع ذلك ، فإن "جينات المثليين" الفعلية كانت بعيدة المنال.

دراسة جديدة لتوائم الذكور ، من المقرر تقديمها في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية لعلم الوراثة البشرية (ASHG) في بالتيمور ، ميريلاند ، اليوم ، يمكن أن تساعد في تفسير هذا التناقض. وجد أن التأثيرات اللاجينية ، والتعديلات الكيميائية للجينوم البشري التي تغير نشاط الجين دون تغيير تسلسل الحمض النووي ، قد يكون لها تأثير كبير على التوجه الجنسي.

يقول ويليام رايس ، عالم الوراثة التطورية في جامعة كاليفورنيا سانتا باربرا ، الذي اقترح في عام 2012 أن علم التخلق يلعب دور دور في التوجه الجنسي. لكن رايس وآخرين حذروا من أن البحث لا يزال أوليًا ويعتمد على عينة صغيرة.

اعتقد الباحثون أنهم كانوا ساخنًا على أثر "جينات المثليين" في عام 1993 ، عندما أفاد فريق بقيادة عالم الوراثة دين هامر من المعهد الوطني للسرطان في Science أن جينًا واحدًا أو أكثر من الجينات للمثلية الجنسية يجب أن يقيم في Xq28 ، وهي منطقة كبيرة في كروموسوم إكس. أثار الاكتشاف عناوين الصحف في جميع أنحاء العالم ، لكن بعض الفرق لم تتمكن من تكرار النتائج ولم يتم العثور على الجينات الفعلية - ولا حتى من قبل فريق أثبت تحديد هامر لـ Xq28 في حجم عينة أكبر بعشر مرات من العام الماضي. علاوة على ذلك ، اقترحت الدراسات التوأم أن التسلسل الجيني لا يمكن أن يكون التفسير الكامل. على سبيل المثال ، فإن التوأم المتطابق لرجل مثلي الجنس ، على الرغم من وجود نفس الجينوم ، لديه فرصة 20٪ إلى 50٪ فقط أن يكون مثليًا هو نفسه.

لهذا السبب اقترح البعض أن علم التخلق - بدلاً من أو بالإضافة إلى علم الوراثة التقليدي - قد يكون متورطًا. أثناء التطور ، تخضع الكروموسومات لتغيرات كيميائية لا تؤثر على تسلسل النوكليوتيدات ولكن يمكنها تشغيل الجينات أو إيقاف تشغيلها ، وأفضل مثال معروف هو المثيلة ، حيث ترتبط مجموعة الميثيل بمناطق معينة من الحمض النووي. يمكن أن تظل هذه "العلامات الموسمية" في مكانها مدى الحياة ، ولكن معظمها يتم محوه عندما يتم إنتاج البويضات والحيوانات المنوية ، بحيث يبدأ الجنين بسجل فارغ. ومع ذلك ، فقد أظهرت الدراسات الحديثة أن بعض العلامات تنتقل إلى الجيل التالي.

في ورقة بحثية عام 2012 ، اقترح رايس وزملاؤه أن مثل هذه العلامات غير المحذوفة قد تؤدي إلى المثلية الجنسية عندما تنتقل من الأب إلى الابنة أو من الأم إلى الابن. على وجه التحديد ، جادلوا بأن العلامات الموروثة التي تؤثر على حساسية الجنين لهرمون التستوستيرون في الرحم قد "تُذكّر" أدمغة الفتيات و "تأنيث" أدمغة الأولاد ، مما يؤدي إلى الانجذاب إلى نفس الجنس.

ألهمت مثل هذه الأفكار Tuck Ngun ، وهو باحث ما بعد الدكتوراة في مختبر Vilain ، لدراسة أنماط المثيلة في 140.000 منطقة في الحمض النووي لـ 37 زوجًا من التوائم المتماثلة الذكور الذين كانوا متعارضين - مما يعني أن أحدهما كان مثليًا والآخر مستقيمًا - و 10 أزواج كانوا كلاهما مثلي الجنس. بعد عدة جولات من التحليل - بمساعدة خوارزمية التعلم الآلي المطورة خصيصًا - حدد الفريق خمس مناطق في الجينوم حيث يبدو نمط المثيلة مرتبطًا ارتباطًا وثيقًا بالتوجه الجنسي. أحد الجينات مهم للتوصيل العصبي ، بينما تورط جين آخر في وظائف المناعة.

لاختبار مدى أهمية المناطق الخمس ، قام الفريق بتقسيم الأزواج المزدوجة المتضاربة إلى مجموعتين. نظروا في الارتباطات بين علامات epi المحددة والتوجه الجنسي في مجموعة واحدة ، ثم اختبروا مدى جودة هذه النتائج في التنبؤ بالتوجه الجنسي في المجموعة الثانية. كانوا قادرين على الوصول إلى ما يقرب من 70 ٪ من الدقة ، على الرغم من أن العرض التقديمي يوضح أنه - على عكس ما اقترحه بيان صحفي استفزازي ASHG حول الدراسة - تنطبق هذه القدرة التنبؤية فقط على عينة الدراسة وليس على السكان الأوسع.

ليس من الواضح سبب انتهاء التوائم المتطابقة أحيانًا بأنماط مثيلة مختلفة. إذا كانت فرضية رايس صحيحة ، فربما تم محو علامات أمهاتهم في ابن واحد ، لكن لم يرث الآخر أو ربما لم يرث أي منهما أي علامات ، لكن أحدهما التقطها في الرحم. في مراجعة سابقة ، استشهد Ngun و Vilain بدليل على أن المثيلة يمكن تحديدها من خلال الاختلافات الدقيقة في البيئة التي يمر بها كل جنين أثناء الحمل ، مثل مواقعهم الدقيقة داخل الرحم ومقدار إمداد الدم الأمومي الذي يتلقاه كل منهما.

يقول عالم النفس جي مايكل بيلي من جامعة نورث وسترن في إيفانستون ، إلينوي ، إن مثل هذه التأثيرات الخفية هي "مكان العمل". "التوائم المتعارضة [المتطابقة] تشكل أفضل طريقة لدراسة هذا." لكنه حذر هو ورايس من أن الدراسة يجب أن تتكرر مع المزيد من التوائم حتى تكون ذات مصداقية كاملة. يضيف سيرجي جافريليتس ، عالم الأحياء التطورية في جامعة تينيسي ، نوكسفيل ، والمؤلف المشارك لنموذج رايس الوراثي ، أن الدراسة ستكون أيضًا "أكثر إقناعًا" إذا تمكن الفريق من ربط المناطق التي تظهر اختلافات جينية بحساسية التستوستيرون في رحم.

يشدد فريق فيلان على أنه لا ينبغي استخدام النتائج لإنتاج اختبارات للمثلية الجنسية أو "علاج" مضلل. يقول بيلي إنه غير قلق بشأن إساءة الاستخدام هذه. يقول: "لن تكون لدينا القدرة على التلاعب بالميول الجنسية في أي وقت قريب". ويضيف ، على أي حال ، "لا ينبغي لنا تقييد البحث عن أصول التوجه الجنسي على أساس الآثار الافتراضية أو الواقعية.


Bluher M ، Kahn BB ، Kahn CR. طول العمر الطويل في الفئران التي تفتقر إلى مستقبلات الأنسولين في الأنسجة الدهنية. علم. 2003299 (5606): 572-4.

Kimura KD و Tissenbaum HA و Liu Y و Ruvkun G. daf-2 ، وهو جين شبيه بمستقبلات الأنسولين ينظم طول العمر وفترة السكون في أنواع معينة انيقة. علم. 1997277 (5328): 942-6.

Tatar M، Kopelman A، Epstein D، Tu MP، Yin CM، Garofalo RS. متماثل لمستقبلات الأنسولين ذبابة الفاكهة الطافرة الذي يطيل مدى الحياة ويضعف وظيفة الغدد الصم العصبية. علم. 2001292 (5514): 107-10.

Arantes-Oliveira N. تنظيم مدى الحياة عن طريق الخلايا الجذعية الجرثومية في Caenorhabditis elegans. علم. 2002295 (5554): 502-5.

Mattison JA و Roth GS و Beasley TM و Tilmont EM و Handy AM و Herbert RL et al. تأثير تقييد السعرات الحرارية على الصحة والبقاء في قرود الريس من دراسة NIA. طبيعة سجية. 2012489 (7415): 318–21.

كشك إل إن ، برونيه أ. الإبيجينوم المتقادم. خلية مول. 201662 (5): 728–44.

نموذج فقدان الكروماتين المغاير للشيخوخة Villeponteau B. أكسب جيرونتول. 199732 (4-5): 383-94.

Imai S، Kitano H. جزر الهيتروكروماتين وإعادة تنظيمها الديناميكي: فرضية لثلاث سمات مميزة لشيخوخة الخلايا. أكسب جيرونتول. 199833 (6): 555-70.

De Sandre-Giovannoli A و Bernard R و Cau P و Navarro C و Amiel J و Boccaccio I وآخرون. Lamin a truncation في Hutchinson-Gilford progeria. علم. 2003300 (5628): 2055-5.

إريكسون إم ، براون دبليو تي ، جوردون إل بي ، جلين إم دبليو ، سينجر جي ، سكوت إل ، إت آل. تسبب طفرات نقطة دي نوفو المتكررة في لامين أ متلازمة هتشينسون جيلفورد بروجيريا. طبيعة سجية. 2003423 (6937): 293–8.

Hu Z و Chen K و Xia Z و Chavez M و Pal S و Seol J-H وآخرون. يؤدي فقدان النيوكليوسوم إلى تنظيم النسخ العالمي وعدم الاستقرار الجيني أثناء شيخوخة الخميرة. تطوير الجينات. 201428 (4): 396-408.

Dang W ، Steffen KK ، Perry R ، Dorsey JA ، Johnson FB ، Shilatifard A ، et al. ينظم هيستون H4 ليسين 16 أستلة العمر الافتراضي للخلية. طبيعة سجية. 2009459 (7248): 802-7.

Feser J ، Truong D ، Das C ، Carson JJ ، Kieft J ، Harkness T ، وآخرون. يعزز تعبير هيستون المرتفع إطالة العمر الافتراضي. خلية مول. 201039 (5): 724–35.

Jin C و Li J و Green CD و Yu X و Tang X و Han D وآخرون. ينظم Histone demethylase UTX-1 فترة حياة C. elegans عن طريق استهداف مسار إشارات الأنسولين / IGF-1. ميتاب الخلية. 201114 (2): 161-72.

Maures TJ، Greer EL، Hauswirth AG، Brunet A. ينظم H3K27 demethylase UTX-1 عمر C. elegans بطريقة مستقلة عن السلالة الجرثومية وتعتمد على الأنسولين. شيخوخة الخلية. 201110 (6): 980-90.

شوميكر دك ، ديشات تي ، كولماير أ ، آدم سا ، بوزوفسكي إم آر ، إردوس إم آر ، وآخرون. يؤدي الصفيحة النووية الطافرة A إلى تغييرات تدريجية في التحكم اللاجيني في الشيخوخة المبكرة. Proc Natl Acad Sci U S A. 2006103 (23): 8703–8.

Scaffidi P، Misteli T. Lamin العيوب النووية المعتمدة في شيخوخة الإنسان. علم. 2006312 (5776): 1059-63.

Ni Z ، Ebata A ، Alipanahiramandi E ، Lee SS. يربط مجالان SET يحتويان على جينات التغيرات اللاجينية والشيخوخة في Caenorhabditis elegans. شيخوخة الخلية. 201211 (2): 315-25.

Vandamme J، Lettier G، Sidoli S، Di Schiavi E، Nørregaard Jensen O، Salcini AE. ال C. ايليجانس H3K27 demethylase UTX-1 ضروري للتطور الطبيعي ، بغض النظر عن نشاطه الأنزيمي. بلوس جينيه. 20128 (5): e1002647.

Greer EL و Maures TJ و Hauswirth AG و Green EM و Leeman DS و Maro GS et al. ينظم أعضاء مركب ثلاثي الميثيل H3K4 العمر الافتراضي بطريقة تعتمد على الخط الجرثومي في C. elegans. طبيعة سجية. 2010466 (7304): 383-7.

أندرسن إي سي ، لو إكس ، هورفيتز إتش آر. يعادي C. elegans ISWI و NURF301 مسارًا يشبه Rb في تحديد مصائر الخلايا المتعددة. تطوير. 2006133 (14): 2695-704.

Bannister AJ، Kouzarides T. المنشط المساعد CBP هو هيستون أسيتيل ترانسفيراز. طبيعة سجية. 1996384 (6610): 641-3.

Ogryzko VV و Schiltz RL و Russanova V و Howard BH و Nakatani Y. إن عوامل التفعيل النسخية p300 و CBP هي هيستون أسيتيل ترانسفيراز. زنزانة. 199687 (5): 953-9.

Dillin A و Hsu A-L و Arantes-Oliveira N و Lehrer-Graiwer J و Hsin H و Fraser AG et al. معدلات السلوك والشيخوخة التي تحددها وظيفة الميتوكوندريا أثناء التطور. علم. 2002298 (5602): 2398-401.

Feng J ، Bussière F ، Hekimi S. نقل الإلكترون للميتوكوندريا هو المحدد الرئيسي لمدى الحياة في Caenorhabditis elegans. خلية التطوير. 20011 (5): 633-44.

Kenyon C، Hsin H. الإشارات من الجهاز التناسلي تنظم عمر: C. ايليجانس: مجردة: الطبيعة. طبيعة سجية. 1999399 (6734): 362-6.

Lin K ، Dorman JB ، Rodan A ، Kenyon C. daf-16: أحد أفراد عائلة HNF-3 / forkhead الذي يمكن أن يعمل لمضاعفة عمر أنواع معينة انيقة. علم. 1997278 (5341): 1319–22.

Ogg S و Paradis S و Gottlieb S و Patterson GI و Lee L و Tissenbaum HA وآخرون. يقوم عامل نسخ رأس الشوكة DAF-16 بتحويل إشارات التمثيل الغذائي وطول العمر التي تشبه الأنسولين في C. ايليجانس. طبيعة سجية. 1997389 (6654): 994-9.

شارع هندرسون ، جونسون تي إي. يدمج daf-16 المدخلات التنموية والبيئية للتوسط في الشيخوخة في الديدان الخيطية أنواع معينة انيقة. كور بيول. 200111 (24): 1975–80.

Qadota H و Inoue M و Hikita T و Köppen M و Hardin JD و Amano M et al. إنشاء نظام RNAi خاص بالأنسجة في C. elegans. الجين. 2007400 (1-2): 166-73.

Calixto A ، Chelur D ، Topalidou I ، Chen X ، Chalfie M. تعزيز الخلايا العصبية RNAi في C. ايليجانس باستخدام SID-1. طرق الطبيعة. 20107 (7): 554-9.

Wolkow CA، Kimura KD، Lee M-S، Ruvkun G. Regulation of C. ايليجانس مدى الحياة عن طريق إشارات تشبه الأنسولين في الجهاز العصبي. علم. 2000290 (5489): 147-50.

هاميلتون ب ، دونغ واي ، شيندو إم ، ليو دبليو ، أوديل الأول ، روفكون جي ، وآخرون. شاشة RNAi منتظمة لجينات طول العمر في C. elegans. تطوير الجينات. 200519 (13): 1544-1555.

ني Z ، لي SS. شاشات RNAi لتحديد مكونات شبكات الجينات التي تعدل الشيخوخة في Caenorhabditis elegans. موجز Funct Genomics. 20109 (1): 53-64.

Curran SP ، Ruvkun G. تنظيم العمر عن طريق الجينات المحفوظة تطوريًا الضرورية للبقاء. بلوس جينيت. 20073 (4): e56.

Hansen M ، Taubert S ، Crawford D ، Libina N ، Lee S-J ، Kenyon C. امتداد العمر من خلال الشروط التي تمنع الترجمة في أنواع معينة انيقة. شيخوخة الخلية. 20076 (1): 95-110.

Siebold AP ، Banerjee R ، Tie F ، Kiss DL ، Moskowitz J ، Harte PJ. يقوم المركب القمعي Polycomb cComplex 2 و trithorax بتعديل طول عمر ذبابة الفاكهة ومقاومة الإجهاد. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010107 (1): 169-74.

Ketel CS ، Andersen EF ، Vargas ML ، Suh J ، Strome S ، Simon JA. مساهمات الوحدة الفرعية في أنشطة هيستون ميثيل ترانسفيراز لمجمعات مجموعة متعددة القوارض الدودية والذبابة. مول الخلية بيول. 200525 (16): 6857-68.

Bender LB ، Cao R ، Zhang Y ، Strome S. مجمع MES-2 / MES-3 / MES-6 وتنظيم مثيلة هيستون H3 في C. elegans. كور بيول. 200414 (18): 1639-1643.

Gaydos LJ و Rechtsteiner A و Egelhofer TA و Carroll CR و Strome S. يعزز العداء بين MES-4 والمركب القمعي متعدد الخلايا 2 التعبير الجيني المناسب في C. ايليجانس خلايا جرثومية. ممثل الخلية .2012 (5): 1169–77.

Agger K و Cloos PAC و Christensen J و Pasini D و Rose S و Rappsilber J وآخرون. UTX و JMJD3 عبارة عن demethylases هيستون H3K27 تشارك في تنظيم وتطوير جين HOX. طبيعة سجية. 2007449 (7163): 731-4.

Miller SA ، Mohn SE ، Weinmann AS. يلعب Jmjd3 و UTX دورًا مستقلًا عن demethylase في إعادة تشكيل الكروماتين لتنظيم التعبير الجيني المعتمد على أفراد عائلة T-box. خلية مول. 201040 (4): 594-605.

Zhao L و Zhao Y و Liu R و Zheng X و Zhang M و Guo H وآخرون. عامل النسخ DAF-16 ضروري لزيادة طول العمر في C. ايليجانس تتعرض لبكتيريا Bifidobacterium longum BB68. ممثل العلوم .2017 (1): 1–7.

Vellai T، Takacs-Vellai K، Zhang Y، Kovacs AL، Orosz L، Müller F. تأثير TOR kinase على العمر الافتراضي في C. ايليجانس. طبيعة 2003426 (6967): 620-0.

أبفيلد J ، كينيون سي. الخلية nonautonomy of C. ايليجانس وظيفة داف -2 في تنظيم الإيقاف ومدى الحياة. زنزانة. 199895 (2): 199-210.

Libina N ، Berman JR ، Kenyon C. الأنشطة الخاصة بالأنسجة لـ C. elegans DAF-16 في تنظيم العمر الافتراضي. زنزانة. 2003115 (4): 489-502.

Kaletsky R و Yao V و Williams A و Runnels AM و Tadych A و Zhou S وآخرون. تحليل النسخ من البالغين أنواع معينة انيقة تكشف الخلايا عن الجينات الخاصة بالأنسجة والتعبير الإسوي. بارش جي إس ، محرر. بلوس جينيت. 201814 (8): e1007559.

برينر س. علم الوراثة من Caenorhabditis ايليجانس. علم الوراثة. 197477 (1): 71-94.

سولستون ي ، طرق هودجكين ج. Cold Spring Harbour Monograph Archive Volume 17 (1988): The Nematode & ltem & GTأنواع معينة انيقة& lt / em & gt. 1988.

Garvin C و Holdeman R و Strome S. إن النمط الظاهري للجينات mes-2 و mes-3 و mes-4 و mes-6 ، وهي جينات التأثير الأمومي اللازمة لبقاء السلالة الجرثومية في Caenorhabditis elegans ، حساسة لجرعة الكروموسوم. علم الوراثة. 1998148 (1): 167–85.

كاماث آر إس ، فريزر إيه جي ، دونج واي ، بولين جي ، دوربين آر ، جوتا إم ، إت آل. تحليل وظيفي منهجي لـ أنواع معينة انيقة الجينوم باستخدام RNAi. طبيعة سجية. 2003421 (6920): 231EP – 237.

Timmons L، Court DL، Fire A. ابتلاع الرنا المزدوج الجيني المعبر عنه بالبكتيريا يمكن أن ينتج تداخلًا وراثيًا محددًا وقويًا في Caenorhabditis elegans. الجين. 2001263 (1-2): 103-12.

Mello CC ، Kramer JM ، Stinchcomb D ، Ambros V. نقل الجينات الفعال في C.elegans: صيانة خارج الصبغيات وتكامل تسلسلات التحويل. EMBO J. 199110 (12): 3959-70.

ميلو سي ، فاير أ. تحول الحمض النووي. طرق خلية بيول. 199548: 451–82.

ليفاك كج ، شميتجن تد. تحليل بيانات التعبير الجيني النسبي باستخدام PCR الكمي في الوقت الحقيقي وطريقة 2 CT. أساليب. 200125 (4): 402–8.


ما هي الأنماط التي يجب علي تجنبها عند تعديل 3'-UTR؟ - مادة الاحياء

بنهاية هذا القسم ، ستكون قادرًا على القيام بما يلي:

  • فهم عملية الترجمة ومناقشة عواملها الرئيسية
  • صف كيف يتحكم مجمع البدء في الترجمة
  • اشرح الطرق المختلفة التي يحدث بها التحكم اللاحق للترجمة في التعبير الجيني

بعد نقل الحمض النووي الريبي إلى السيتوبلازم ، يتم تحويله إلى بروتين. يعتمد التحكم في هذه العملية إلى حد كبير على جزيء الحمض النووي الريبي. كما تمت مناقشته سابقًا ، سيكون لاستقرار الحمض النووي الريبي تأثير كبير على تحويله إلى بروتين. مع تغير الاستقرار ، يتغير أيضًا مقدار الوقت المتاح للترجمة.

مجمع البدء ومعدل الترجمة

مثل النسخ ، يتم التحكم في الترجمة بواسطة البروتينات التي تربط العملية وتبدأها. في الترجمة ، يُشار إلى المركب الذي يتجمع لبدء العملية باسم مجمع بدء الترجمة. في حقيقيات النوى ، تبدأ الترجمة بربط met-tRNAi البادئ بالريبوسوم 40S. يتم إحضار هذا الحمض النووي الريبي إلى الريبوسوم 40S بواسطة عامل بدء البروتين ، عامل بدء حقيقيات النوى -2 (eIF-2). يرتبط بروتين eIF-2 بجزيء غوانوزين ثلاثي الفوسفات عالي الطاقة (GTP). ثم يرتبط مركب tRNA-eIF2-GTP بالريبوسوم 40S. يتكون المركب الثاني على الرنا المرسال. تتعرف عدة عوامل بدء مختلفة على الغطاء 5 & # 8242 من mRNA والبروتينات المرتبطة بذيل poly-A لنفس الرنا المرسال ، مما يشكل mRNA في حلقة. يجمع بروتين رابط الغطاء eIF4F مركب mRNA مع مركب الريبوسوم 40S. ثم يمسح الريبوسوم على طول الرنا المرسال حتى يجد كودون البداية AUG. عندما تتم محاذاة anticodon الخاص بـ tRNA البادئ وكودون البدء ، يتم تحلل GTP مائيًا ، ويتم تحرير عوامل البدء ، وترتبط الوحدة الفرعية الريبوسومية 60S الكبيرة لتشكيل مجمع الترجمة. يتم التحكم في ارتباط eIF-2 بالحمض النووي الريبي عن طريق الفسفرة. إذا كانت eIF-2 فسفرة ، فإنها تخضع لتغييرات توافقية ولا يمكنها الارتباط بـ GTP. لذلك ، لا يمكن أن يتشكل مجمع البدء بشكل صحيح ويتم إعاقة الترجمة ((الشكل)). عندما يظل eIF-2 غير مبرر ، يمكن أن يتشكل مجمع البدء بشكل طبيعي ويمكن أن تستمر الترجمة.

اتصال فني

شكل 1. يمكن التحكم في التعبير الجيني من خلال العوامل التي تربط مجمع بدء الترجمة.

لوحظت زيادة في مستويات الفسفرة لـ eIF-2 في المرضى الذين يعانون من أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر وباركنسون وهنتنغتون. ما هو تأثير ذلك في رأيك على تخليق البروتين؟

سوف يمنع تخليق البروتين.

التعديلات الكيميائية ونشاط البروتين وطول العمر

يمكن تعديل البروتينات كيميائيًا بإضافة مجموعات تشمل مجموعات الميثيل والفوسفات والأسيتيل واليوبيكويتين. إن إضافة أو إزالة هذه المجموعات من البروتينات ينظم نشاطها أو طول الفترة التي توجد فيها في الخلية. في بعض الأحيان ، يمكن أن تنظم هذه التعديلات مكان وجود البروتين في الخلية - على سبيل المثال ، في النواة ، في السيتوبلازم ، أو متصل بغشاء البلازما.

تحدث التعديلات الكيميائية استجابة للمنبهات الخارجية مثل الإجهاد أو نقص المغذيات أو الحرارة أو التعرض للأشعة فوق البنفسجية. يمكن أن تغير هذه التغييرات إمكانية الوصول إلى الوراثة اللاجينية ، أو النسخ ، أو استقرار الرنا المرسال ، أو الترجمة - كل ذلك يؤدي إلى تغييرات في التعبير عن الجينات المختلفة. هذه طريقة فعالة للخلية لتغيير مستويات بروتينات معينة بسرعة استجابة للبيئة. نظرًا لأن البروتينات متورطة في كل مرحلة من مراحل تنظيم الجينات ، فإن فسفرة البروتين (اعتمادًا على البروتين المعدل) يمكن أن تغير إمكانية الوصول إلى الكروموسوم ، ويمكن أن تغير الترجمة (عن طريق تغيير ارتباط أو وظيفة عامل النسخ) ، ويمكن أن تغير النقل النووي ( من خلال التأثير على تعديلات معقد المسام النووي) ، يمكن أن يغير استقرار الحمض النووي الريبي (عن طريق الارتباط أو عدم الارتباط بـ RNA لتنظيم استقراره) ، أو يمكنه تعديل الترجمة (زيادة أو نقصان) ، أو يمكنه تغيير التعديلات اللاحقة للترجمة (إضافة أو إزالة الفوسفات أو تعديلات كيميائية أخرى).

تؤدي إضافة مجموعة اليوبيكويتين إلى البروتين إلى تحديد هذا البروتين للتحلل. يعمل Ubiquitin كعلم يشير إلى اكتمال عمر البروتين. يتم نقل هذه البروتينات إلى البروتيازوم ، وهي عضية تعمل على إزالة البروتينات ، ليتم تحللها ((الشكل)). لذلك ، فإن إحدى طرق التحكم في التعبير الجيني هي تغيير طول عمر البروتين.

الشكل 2. يتم تمييز البروتينات التي تحمل علامات يوبيكويتين للتحلل داخل البروتيازوم.

ملخص القسم

يمكن أن يؤثر تغيير حالة الحمض النووي الريبي أو البروتين نفسه على كمية البروتين أو وظيفة البروتين أو مدة وجوده في الخلية. لترجمة البروتين ، يجب أن يتجمع معقد بادئ البروتين على الحمض النووي الريبي. التعديلات (مثل الفسفرة) للبروتينات في هذا المركب يمكن أن تمنع حدوث الترجمة الصحيحة. بمجرد تصنيع البروتين ، يمكن تعديله (فسفرته ، أو أسيتيل ، أو ميثليته ، أو منتشر في كل مكان). يمكن أن تؤثر هذه التعديلات اللاحقة للترجمة بشكل كبير على استقرار البروتين أو تدهوره أو وظيفته.

اتصالات فنية

(الشكل) لوحظت زيادة في مستويات الفسفرة لـ eIF-2 في المرضى الذين يعانون من أمراض التنكس العصبي مثل مرض الزهايمر وباركنسون وهنتنغتون. ما هو تأثير ذلك في رأيك على تخليق البروتين؟


مناقشة

في هذه الدراسة ، أجرينا تحليلًا للتنوع الجيني لـ 5 ′ URR ، والترميز ، و 3 ′ UTR من HLA-G موضع في سلسلة منتقاة عشوائيًا من المتبرعين بنخاع العظام من جنوب شرق البرازيل. على الرغم من أن العديد من التقارير قد أظهرت أهمية كل من 5 ′ URR و 3 UTR لملف تعريف التعبير الخاص بـ HLA-G لم يتم إجراء تقييم كامل لـ LD والنمط الفرداني بين مواقع التباين هذه 5-URR والتشفير و 3-UTR في وقت واحد ، ويمكن أن يكون نفس نمط التباين الذي لوحظ في 3-UTR موجودًا في منطقة المروج أو حتى في الجين بأكمله. لأن البرازيليين يمثلون واحدة من أكثر السكان تنوعًا في العالم (Parra et al. 2003) ويظهرون أكبر HLA-G تم اكتشاف التباين بالفعل (Castelli، Mendes-Junior et al. 2007 Castelli، Mendes-Junior، Wiezel، et al. 2007 Castelli، Mendes-Junior، et al.2008) بين المجموعات السكانية التي تمت دراستها على مستوى عالي الدقة ، بما في ذلك شمال الهند ، من المتوقع وجود مستوى عالٍ من التباين وتنوع النمط الفرداني في عينة برازيلية.

توزيع تردد النمط الفرداني للمروج في السكان البرازيليين يشبه تلك الموصوفة لكل من السكان الأمريكيين من أصل أفريقي والأمريكيين الأوروبيين (Tan et al. 2005) ، وهو متوافق مع خلفية الأصل البرازيلي (Parra et al. 2003). العلاقة بين الأنماط الفردانية للمروج و HLA-G تم تأكيد الأليلات التي قدمتها مجموعة Ober من خلال البيانات الحالية ، باستثناء ما يتعلق بربط النمط الفرداني PROMO-G010102a والأليل G * 01: 01: 08.

على الرغم من أن جميع الأنماط الفردانية للمروج الموجودة في الدراسة الحالية مشتركة بين الأمريكيين الأوروبيين والأمريكيين الأفارقة والصينيين والدنماركيين (Ober et al. 2003 Hviid et al. 2004 Tan et al. 2005) والبرازيليين ، هناك بعض التناقضات فيما يتعلق HLA-G لوحظ تنوع المروج والأنماط الفردانية في الدراسات الحديثة. بيرجر وآخرون لقد تناولت تنوع HLA-G منطقة المروج ومقارنة تواتر جميع مواقع التباين والأنماط الفردانية المكتشفة في النساء الأمريكيات الأوروبيات (EA) مع الإجهاض التلقائي المتكرر ونساء الخصوبة الأصحاء (Berger et al. 2010). على الرغم من أن ثلاثة من سبعة أنماط فردانية متكررة تم العثور عليها في دراسة بيرغر مشتركة بين سكان البرازيل ، فإن معظم الأنماط الفردانية ذات التردد الأعلى من 0.5٪ الموجودة في EA لم يتم اكتشافها بين البرازيليين. في دراسة Berger ، تم الحصول على الأنماط الفردانية باستخدام 12 موقعًا للتباين ، وكانت الأنماط الفردية الثلاثة الأكثر شيوعًا الموجودة في EA متوافقة مع سلالات المروج PROMO-G010101 و PROMO-G010102 و PROMO-G0103 و PROMO-G0104 الموصوفة هنا. بالنظر إلى خلفية السكان البرازيليين ، فإن العدد الأكبر من الأنماط الفردانية التي وصفها Berger et al. غير متوقع تمامًا ويمكن تفسيره بأحجام العينات المختلفة في الدراستين والعدد الكبير من الأنماط الفردية لمنطقة المروج التي تعرض ترددات منخفضة جدًا.

تناولت دراسة أخرى تباين HLA-G منطقة المروج فيما يتعلق بتأثيرها على مستوى التعبير عن HLA-G القابل للذوبان (Hviid et al. 2006) ، وتقييم 5 ′ URR بين −762 و 400 نيوكليوتيد بالإضافة إلى تعدد الأشكال 14-bp في 61 فردًا أصحاء قوقازيًا ، ولكن فقط تمت مشاركة الأنماط الفردانية المتكررة بين العينات.

في الآونة الأخيرة ، Rizzo et al. تناولت تباين المروج ومنطقة الترميز في المرضى الذين يعانون من الذئبة الحمامية الجهازية والضوابط الصحية. استخدم هؤلاء المؤلفون أيضًا طريقة PHASE لاستنتاج الأنماط الفردانية للمروج والترميز في 14-bp الأفراد متماثلو اللواقح. باستثناء النمط الفرداني للمروج المتوافق مع كل من سلالات PROMO-G0102 و PROMO-G0104 ، مع الأخذ في الاعتبار 13 فقط SNPs للمروج ، لا يتوافق أي من الأنماط الفردانية الموجودة في هذه المجموعة الإيطالية المعينة مع تلك التي لوحظت في السلسلة الحالية ، بما في ذلك الأنماط الفردانية المرتبطة بإدخال الجوانين عند −540 وحذف الأدينين عند −533 (Rizzo et al. 2008).

قد تعكس التناقضات الملحوظة بين الدراسات المذكورة أعلاه ميزات وحجم المجموعات السكانية المستخدمة في كل عمل [Hviid: 61 فردًا (Hviid وآخرون 2006) و Rizzo: 36 فردًا (Rizzo وآخرون ، 2008)] ، والتي قد تؤثر بشكل مباشر على دقة التنميط الفرداني (Bettencourt et al.2008).

HLA-G الموسعة Haplotypes

كشف تحليل النمط الفرداني باستخدام 55 موقعًا للفصل ، و 25 في منطقة المروج ، و 22 في منطقة الترميز ، و 8 في 3-UTR ، عن 28 نمطًا فردانيًا مختلفًا. إن نمط أنماط الفردانية موجزة للغاية ، مما أدى إلى ظهور ستة أنماط HLA-G سلالات النمط الفرداني ، أي HG010101 و HG010102 و HG010103 و HG0103 و HG0104 و HG010108 (الشكل 2). كان HG010101 أكثر هذه السلالات تباينًا ، والذي يمكن تقسيمه إلى ثلاثة سلالات فرعية ، كل منها مرتبط بنمط فردي محدد 3 UTR. بالإضافة إلى ذلك ، يجب ملاحظة أن جميع الأنماط الفردانية 3-UTR الأخرى تحدث فقط مرتبطة بنوع معين HLA-G النسب (الجدول 2). لا تتبع النسب HG010108 نفس النمط الذي لوحظ في السلالات المتبقية لأنه يحتوي على مروج من النسب HG010102 أو HG010103 و 3 ′ UTR من سلالة HG0103 ، ولكن تسلسل تشفير يبدو أنه ليس له أصل في HG010102 أو الأنساب HG010103. من الغريب أن محفزات HG010102 و HG010103 و HG010108 هي الأكثر توافقًا مع متواليات الرئيسيات (تان وآخرون 2005). علاوة على ذلك ، كشفت عينة صغيرة من بيانات تسلسل 3 UTR من الرئيسيات غير البشرية (Castro et al. 2000) أن قردة العالم القديم والقردة العظيمة تقدم حصريًا UTR-5 و UTR-3 ، على التوالي ، وهي ليست شائعة جدًا في البشر (Castelli وآخرون 2010). بالنظر إلى أن المروج والأنماط الفردانية 3 UTR من سلالة HG010108 هذه متوافقة مع الرئيسيات ، فمن الممكن أن يكون هذا النمط الفرداني في الواقع أقدم بكثير من الأنواع الأخرى ، ويشبه النمط الفرداني الأسلاف الذي فقده الانجراف الجيني أو الانتقاء. في السلسلة الحالية ، لا يمكن تخصيص ثلاثة كروموسومات بشكل صحيح لسلالة معينة لأنها ربما نتجت عن العبور بين الأنماط الفردانية المتكررة. أحد الأمثلة يمثله الأنماط الفردانية H07 و H27 (الشكل 3 الجدول 2) ، والتي يبدو أنها نتاج عبور بين الأنماط الفردانية من سلالتي HG010101a و HG010101b في الحالة الأولى ومن HG0104 و HG010102 في الحالة الثانية ( الجدول 2).

ستة HLA-G تقدم سلالات النمط الفرداني تباينًا وظيفيًا بشكل رئيسي في مناطقها التنظيمية. بالنظر إلى منطقة المروج (5 ′ URR) ، فإن تردد الأليل الصغير في 24 من 25 موقعًا للتباين أعلى من 2 ٪ ، مع تنوع نيوكليوتيدات أعلى من منطقة الترميز (الجدول 3) ومتوسط ​​موقع تغيير واحد لكل 52 نيوكليوتيد. يعرض UTR 3 تردد أليل ثانوي أعلى من 2٪ في جميع مواقع التباين الثمانية ، بالإضافة إلى أعلى تنوع للنيوكليوتيدات ، بمتوسط ​​موقع تغيير واحد لكل 45 نيوكليوتيد. على الرغم من أن منطقة الترميز قدمت أقل تنوع للنيوكليوتيدات ، بمتوسط ​​موقع تباين واحد لكل 62 نيوكليوتيد ومع وجود 18 موقعًا فقط من 22 موقعًا مختلفًا تقدم ترددات أليل ثانوية أعلى من 2٪ ، إلا أنها كشفت عن أعلى تنوع في النمط الفرداني. ومع ذلك ، يجب التأكيد على أن معظم المواقع متعددة الأشكال في منطقة التشفير هي في الواقع بدائل مترادفة. لذلك ، من المعقول اقتراح أن المناطق التنظيمية (5 ′ URR و 3 UTR) متغيرة وظيفيًا أكثر من منطقة التشفير.

التنوع الجيني والجوانب الوظيفية HLA-G الموسعة Haplotypes

عادة ما يتم تنظيم مستوى mRNA لجين معين من خلال معدل تخليقه ، مدفوعًا بشكل أساسي بـ 5 ′ URR ، وعوامل النسخ التي يتم إنتاجها وعوامل البيئة المكروية ، بالإضافة إلى معدل اضمحلال mRNA ، مدفوعًا بشكل خاص بـ 3 ′ UTR التأثير على استقرار mRNA وتدهورها (Kuersten and Goodwin 2003). على الرغم من أن العديد من العوامل قد تؤثر على التحكم في النسخ وما بعد النسخ في إنتاج HLA-G (Moreau et al. 2009) ، فإن أسباب HLA-G التعبير في بعض الأنسجة ولكن ليس في الأنسجة الأخرى لم يتم توضيحه بشكل كامل. تشير عدة أسطر من الأدلة إلى أن العديد من الاختلافات النوكليوتيدية في 5 ′ URR و 3 ′ UTR من HLA-G قد يؤثر الموقع HLA-G التعبير وبالتالي توزيع الأنسجة في الظروف الفسيولوجية والمرضية. بالإضافة إلى ذلك ، قد تشارك مواقع التباين التي لوحظت في الإنترونات HLA-G عمليات التنظيم ، مثل الربط البديل.

ال HLA-G 5 ′ URR فريد من نوعه بين جينات HLA (Solier et al. 2001). نظرًا لوجود مُحسِّن معدل A (enhA) وعنصر استجابة محفز محفزًا للإنترفيرون (ISRE) ، فإن العنصر القريب HLA-G المروج لا يستجيب لـ NF-B (Gobin et al. 1998) و IFN-(Gobin et al. 1999). من بين العناصر التنظيمية المعروفة لتحفيزها HLA-G، تم إثبات أهمية منطقة 244 نقطة أساس تقع 1.2 كيلو بايت من exon 1 لتعبيرها الزماني المكاني في الفئران المعدلة وراثيًا واقترح أن يكون لها وظيفة منطقة التحكم في موضع (LCR) (Schmidt et al. 1993 Yelavarthi et al. 1993 ). يعرض هذا LCR موقع ربط لعامل CREB1 −1380 / −1370) ، والذي يرتبط أيضًا بعنصري استجابة cAMP إضافيين عند −934 و −770 موقعًا من ATG. يسمح CREB1 بمعاملات المروج مع البروتين المرتبط بـ CREB (CBP) / P300 (Gobin وآخرون 2002). بالإضافة إلى ذلك ، يوجد موقع ملزم (عنصر استجابة تسلسل Interferon / ISRE) لعامل استجابة IFN-1 (IRF-1) في موضع −744 نقطة أساس (Lefebvre وآخرون 2001) ، بجانب عنصر شبيه بالغاز غير وظيفي (- 734) (تشو وآخرون 1999) وتشارك في HLA-G المعاملات بعد العلاج IFN-(Lefebvre وآخرون 2001). ال HLA-G يحتوي المروج أيضًا على عنصر صدمة حرارية في الموضع 459/454 الذي يربط عامل الصدمة الحرارية -1 (HSF-1) (إبراهيم وآخرون 2000) وموقع ربط مستقبل البروجسترون عند −37 نقطة أساس من ATG (Yie et al. .2006). من ناحية أخرى ، يعمل عامل ربط العنصر 1 المتجاوب مع ras (RREB-1) على تقليل التنظيم HLA-G نشاط المروج من خلال ثلاثة عناصر استجابة ras الموجودة في المواضع 1356 و 142 و 53 (Flajollet وآخرون 2009) ومن المرجح أن تعمل من خلال بروتين ربط C-terminal- المتورط في إعادة تشكيل الكروماتين (شي وآخرون. 2003).

العديد من تعدد الأشكال لمنطقة المروج (الجدول 1 الشكل 4) إما تتطابق مع العناصر التنظيمية المعروفة أو المفترضة أو قريبة منها وبالتالي قد تؤثر على ارتباط HLA-G العوامل التنظيمية. على سبيل المثال ، تم توضيح هذه الظاهرة من قبل مجموعة Ober فيما يتعلق بـ −725 G / C / T SNP ، وهو موقع تباين قريب جدًا من ISRE ، حيث ارتبط أليل −725G بمستوى تعبير أعلى بشكل ملحوظ مقارنةً بالآخرين ( Ober et al.2006). بالإضافة إلى ذلك ، إلى جانب مواقع التباين التي تؤثر على ارتباط عوامل النسخ بحد ذاتها ، فإن حالة المثيلة لـ HLA-G محفز الجينات مهم للنشاط النسخي للجين (Moreau et al. 2003 Mouillot et al. 2005) وقد تتأثر حالة مثيلة المحفز أيضًا بتعدد الأشكال الموجود في مواقع CpG (Ober et al. 2006).

الاختلافات النوكليوتيدية بين النوعين الأكثر شيوعًا HLA-G الأنساب ، G010101a و HG010102.

الاختلافات النوكليوتيدية بين النوعين الأكثر شيوعًا HLA-G الأنساب ، G010101a و HG010102.

ال HLA-G 3 ′ UTR يحتوي على العديد من العناصر التنظيمية (Kuersten و Goodwin 2003) بما في ذلك إشارات polyadenylation والعناصر الغنية بـ AU (Yie et al. 2008 Alvarez et al. 2009) ، والمواقع متعددة الأشكال التي قد تؤثر HLA-G النسخ أو الترجمة أو كليهما من خلال عدة آليات مختلفة ، لا سيما أهداف microRNAs (miRNAs) (Castelli et al. 2009). من بينها ، من الجدير بالذكر تعدد الأشكال 14 نقطة أساس ، والذي ارتبط بحجم إنتاج HLA-G (Rebmann et al. 2001) ، لا سيما عن طريق التعديل HLA-G استقرار mRNA (Hiby وآخرون 1999 O'Brien et al. 2001 Hviid et al. 2003 Rousseau et al. 2003). على الرغم من أن الآليات المتورطة لم يتم توضيحها ، HLA-G الأليلات التي تقدم تسلسل 14-bp (5′-ATTTGTTCATGCCT-3) (Harrison et al. 1993) ارتبطت بانخفاض إنتاج mRNA لمعظم الأشكال الإسوية المرتبطة بالغشاء والقابلة للذوبان في عينات الأرومة الغاذية (Hviid et al. 2003 Hviid 2006). من ناحية أخرى ، جزء صغير من HLA-G يمكن معالجة نصوص mRNA التي تقدم الإدراج المكون من 14 قاعدة (بدلاً من ذلك) عن طريق إزالة 92 قاعدة من الناضجة HLA-G mRNA (Hiby et al. 1999 Hviid et al. 2003) ، مما ينتج عنه إنتاج أصغر HLA-G النصوص ، التي تم الإبلاغ عنها بأنها أكثر استقرارًا من أشكال الرنا المرسال الكاملة (روسو وآخرون 2003). إلى جانب تعدد الأشكال 14-bp ، تم الإبلاغ عن تأثير موقعين مختلفين في 3 UTR HLA-G التعبير. إن وجود الأدينين في الموضع +3187 ، وهو 4-bp منبع لعزر غني بالاتحاد الأفريقي ، يتوسط تدهور الرنا المرسال ، مما يؤدي إلى انخفاض HLA-G التعبير (Yie et al.2008). قد يؤدي وجود الجوانين في الموضع +3142 إلى زيادة تقارب miR-148a و miR-148b و miR-152 microRNAs لـ HLA-G mRNA ، وبالتالي تقليل توافر mRNA عن طريق تدهور mRNA وقمع الترجمة (Tan et al.2007). بالإضافة إلى +3142 SNP ، كشف تحليل حديث في السيليكو أن العديد من الجزيئات المجهرية البشرية لديها القدرة على الارتباط بـ HLA-G مرنا 3 ′ UTR وقد يؤثر HLA-G ومع ذلك ، قد يتأثر تقارب الربط بتعدد الأشكال الموجودة في مناطقهم المستهدفة ، مع التركيز على دور تعدد الأشكال 14-bp و +3003 و +3010 و +3027 و +3035 SNPs (الشكل 3) ، والتي تشمل منطقة 32 نيوكليوتيد فقط (Castelli et al. 2009 Donadi et al. 2011).

Alleles from these three major 3′ UTR polymorphic sites associated with HLA-G production are in strong LD with each other, illustrating a scenario in which their influence may not be mutually exclusive ( Castelli et al. 2010). It is noteworthy that the 14-bp insertion is always accompanied by the +3142G and +3187A alleles ( fig. 3), both previously associated with low mRNA availability, indicating that the low mRNA production associated with the 14-bp insertion ( Hviid et al. 2003) may also be a consequence of the presence of these polymorphisms associated with the 14-bp polymorphism ( Castelli et al. 2010). Besides, these three polymorphisms present a high LD with promoter variation sites ( fig. 3 and table 2), which indicates that, in an in vivo scenario, given a proper microenvironment stimulus for HLA-G expression, the rate of transcription, and translation may be influenced both by promoter and by 3′ UTR polymorphisms, that is, each variation site exerts its influence in a coordinated and dependent manner.

Genetic Diversity and Evolutionary Aspects of HLA-G Extended Haplotypes

Given the immune tolerance property of HLA-G and its benign or harmful presence depending on the situation, the expression of this gene must be under very tight control ( Donadi et al. 2011). It was previously shown that the pattern of variation at the HLA-G promoter region is characterized by two divergent lineages of promoter haplotypes that are maintained by balancing selection in worldwide human populations. These two divergent lineages may have different promoter activity and might be involved in a fine balance between high-expressing and low-expressing HLA-G haplotypes ( Tan et al. 2005). Our data do corroborate the presence of these two main HLA-G lineages, in which the extended HLA-G lineages HG010102, HG010103, HG010108, and HG0104 (left part of fig. 2) correspond to the first one of Ober’s lineage, whereas extended lineages HG010101 and HG0103 correspond to the second Ober’s lineage ( table 1).

Regarding the HLA-G locus as a whole, the two most frequent lineages, that is, sublineage HG010101a (H01 and H05) and lineage HG010102 (H10 to H15), which are equally frequent (about 26%) and account for more than 52% of the HLA-G haplotypes, are very different from each other. In fact, they differ in more than 50% of the 55 segregating sites analyzed, especially in the 5′ URR and 3′ UTR, with 11 and 4 fixed differences, respectively ( fig. 4). Most of these nucleotide differences coincide with or are close to known or putative transcription factor–binding sites at the 5′ URR or are even present at the 3′ UTR sites that have been reported to influence HLA-G mRNA availability (14-bp polymorphism, +3142 and +3187 SNPS). Additionally, both lineages do present several differences in the coding region, but the same G*01:01 HLA-G protein is encoded in approximately 79.8% of cases.

The coding region suffers a strong selective pressure for invariance (purifying selection), that is, preservation of nucleotide and amino acid sequences, reduced variability, and lower than expected nonsynonymous mutation rate ( Castro et al. 2000). In fact, strong evidence of purifying selection at the coding region was disclosed by the performance of a synonymous and nonsynonymous nucleotide substitution test considering all HLA-G alleles available at the IMGT database, which revealed an excess of synonymous changes in all exons (1—5), which is consistent with purifying selection (Mendes-Junior CT et al., unpublished data). Because HLA-G presents several biological effects related to the control of immune response ( Lee et al. 1995 Diehl et al. 1996 Ishitani et al. 2003), one may expect that an invariable mechanism of maternal tolerance should be more effective, conferring a higher reproductive fitness. It is possible that such purifying selection would result from this tolerogenic feature of the HLA-G molecule. For example, LILRB1 and LILRB2 are receptors expressed on the surface of several leukocytes and they bind to the α3 domain of the HLA-G molecule. Given that LILRBs are considered to be the major HLA-G receptors, it is noteworthy that only one worldwide HLA-G allele do present a nonsynonymous polymorphic site at exon 4 (G*01:06), which codes the α3 domain of the molecule. One might expect that polymorphic residues observed in this domain may negatively influence LILRB interactions, modulating the inhibitory intracellular signaling. It is interesting to observe that the only frequent allele with a nonsynonymous mutation at exon 4 (جي*01:06) has been associated with preeclampsia in several populations ( Donadi et al. 2011).

In contrast to the coding region, the regulatory regions (5′ URR and 3′ UTR) suffer selection toward heterozygosis (balancing selection) ( Aldrich et al. 2002 Tan et al. 2005 Mendes-Junior et al. 2007 Castelli et al. 2010). It could be possible that the balancing selection signature at the 3′ UTR region results from a hitchhiking effect of balancing selection at the 5′ URR. However, this scenario is not straightforward, given that an in silico study revealed that most of the polymorphic sites of the 3′ UTR region are miRNA-binding sites and their alleles presumably affect the miRNA-binding affinity ( Castelli et al. 2009). These results suggest that these miRNAs might play a relevant role on the HLA-G expression pattern and, hence, the 3′ UTR region would be a direct target for balancing selection.

The coexistence of different selective pressures over a given gene would be favored by intragenic recombination. In fact, the existence of three recombining haplotypes in the present sample support the existence of crossing-over events throughout the HLA-G gene, particularly inside the HLA-G coding-region. It should be emphasized that different patterns of natural selection shaping variability of different parts of a same gene have been previously observed. Various class I and II MHC genes have provided evidence consistent with both balancing and purifying selection in humans, mice, and elephants. Although HLA class I antigen-binding sites are suffering overdominant selection, coding regions that are not involved in antigen presentation appear to have experienced purifying selection ( Hughes and Nei 1989 Archie et al. 2010). Outside the MHC, there is strong evidence that balancing selection has shaped the pattern of variation of the 5′ URR region of the CCR5 gene ( Bamshad et al. 2002 Ramalho et al. 2010), whereas its coding region has been subject to positive selection or neutral evolution ( Sabeti et al. 2005).

In order to better evaluate which polymorphic sites are in fact driven by these balancing selection signatures, windows of 150-bp in the promoter, coding, and 3′ UTR regions were established and the Tajima’s د were calculated in each one of them. The promoter region did present three windows with significantly positive Tajima’s د values: one window with the variation −1306, another window with variations −762, −725, −616, −689, and −666, and a third window with the variation −201. The 3′ UTR region did present significantly positive Tajima’s د only in the window with the variations +3142, +3187, and +3196. The coding region presented two windows with significantly positive Tajima’s د values, one with the variations +15 and +36 at exon 1 and +99, +126, +130, and +147 at intron 1, and the other with the variation +372. Interestingly, these windows are not adjacent and may indicate polymorphisms with a greater functional relevance. For example, the position −1306 is in the LCR of the HLA-G gene and may influence the binding of several transcriptional factors, including the RREB-1. The positions −762, −725, and −716 are close to the ISRE motif present around position −744, a binding site for IRF-1. The position −201 is in the nonfunctional enhancer A, which may influence its functionality. In addition, positions −201, +15, and +36 are in complete LD with position −1306, which may also explain such high Tajima’s د value by a hitchhiking effect. However, the window with the polymorphic sites in intron 1 (+99 to +147) was in fact intriguing. It is not possible to evaluate the impact of such polymorphisms in the HLA-G function, unless they influence HLA-G splicing patterns, the mRNA secondary structure, or its stability. The polymorphic site +372 may be not relevant because it is a synonymous exchange, but it is in elevated LD with all promoter variations discussed above. The 3′ UTR region presented balancing selection signature only in the window with polymorphic sites that were evaluated regarding their functional relevance (+3142 influencing miRNA binding and +3187 influencing mRNA stability). Taking these evidences, we believe that indeed balancing selection may act primarily in the regulatory regions in the most functionally relevant polymorphic sites.

ال HLA-G trend toward heterozygosity may assure a fine balance between high-expressing and low-expressing HLA-G haplotypes, that is, during pregnancy, high-expressing haplotypes would be favored in the absence of infection, whereas low-expressing haplotypes would be favored in the presence of infection. Apparently, the presence of both a high-expressing and a low-expressing haplotypes in an individual may have been an advantage during evolution, proning individuals to face situations when a high or low HLA-G expression is profitable. This is strongly reinforced by all the neutrality tests performed (Ewens–Watterson, Tajima’s د and Fu and Li’s F و د), which revealed evidences of balancing selection acting only on the regulatory regions (5′ URR and 3′ UTR) and on the HLA-G locus as whole, probably by a hitchhiking effect due to the regulatory regions surrounding the coding region. These results may be, however, obscured by the population history (admixture) that characterizes this Brazilian urban population. Population stratification, for example, may add to selection, overestimating the balancing selection signatures obtained here. However, these same evidences have been found in other populations, such as Han Chinese, African American, and European American ( Tan et al. 2005). Nevertheless, analyses of other worldwide autochthonous population samples should be carried out to reinforce this hypothesis.

Due to the observation of very divergent HLA-G lineages, as illustrated in figure 4, accounting for more than 52% of the HLA-G haplotypes, one may argue that the six main HLA-G lineages (HG010101 and their sublineages, HG010102, HG010103, HG010108, HG0103, and HG0104) as well as the very divergent HLA-G lineages ( fig. 2, sides A and B) are also suffering balancing selection toward heterozygosis and that these very divergent HLA-G lineages might be associated with different HLA-G expression profiles. The Ewens–Watterson neutrality test was used to evaluate this matter, and three additional tests were performed considering 1) the main HLA-G lineages of each sample, with all the HG010101 lineages stratified into their sublineages and each crossing considered to involve different haplotypes 2) the main HLA-G lineages of each sample, with all HG010101 lineages considered as a whole, the possible crossing-overs between sequences of the same lineage considered as an allele of this lineage and the possible crossing-overs between different lineages considered as different haplotypes and 3) the side (A or B) of figure 2 in which each HLA-G haplotype of each sample was placed, in order to evaluate the heterozygosis between very divergent HLA-G الأنساب. All these tests revealed negative normalized F values, but only the last test (divergent lineages) did reveal a significant negative normalized F القيمة (F = −1.9637, ص = 0.0205). A closer evaluation of the HLA-G lineages from sides A and B ( fig. 2) reveals that each side is composed exclusively by HLA-G haplotypes harboring one of the promoter lineages proposed by Tan et al. (2005). Therefore, although the inclusion of both the 3′ UTR and the coding regions enhance the resolution of the HLA-G network, the present results corroborate previous findings ( Tan et al. 2005), that is, the existence of two highly divergent lineages of haplotypes(each one with sublineages) in diverse human populations, which may have very different transcriptional activity (determined by both the promoter and the 3′ UTR variability) and might result in precise and adequate protein levels.

In conclusion, the HLA-G locus seems to present six different HLA-G lineages showing functional variations mainly in nucleotides of the regulatory regions. These include differences in the 5′ URR at positions that either coincide with or are close to known transcription factor–binding sites and differences in the 3′ UTR mainly at positions that have already been reported to influence HLA-G mRNA stability and degradation rate. The evidence of balancing selection acting on the regulatory regions indicates that these HLA-G lineages are probably related to different expression profiles, depending on microenvironmental factors and on physiological or pathological conditions of the individual.


شاهد الفيديو: انواع الانماط اذا كانو عصابه مو من صنعي ايش نمطكم وايش وضيفتكم بالفيد (كانون الثاني 2022).