Mimomaternicový výraz - Ectopic expression

Ektopické je slovo používané s předponou, ekto, což znamená „mimo místo“. Mimomaternicový výraz je abnormální genová exprese v buněčném typu, tkáňovém typu nebo vývojovém stadiu, ve kterém gen obvykle není exprimován.[1][2] Termín ektopická exprese se používá převážně ve studiích využívajících metazoany, zejména v Drosophila melanogaster pro výzkumné účely.

Jak se to používá

Přestože mimoděložní projev může být způsoben přirozeným stavem,[1] v přírodě je neobvykle vidět, protože je výsledkem defektů v genové regulaci. Ve skutečnosti se ektopická exprese běžněji používá pro výzkumné účely. Uměle indukovaná genová exprese pomáhá určit funkci požadovaného genu. Běžné techniky, jako je nadměrná exprese nebo misexprese genů pomocí UAS-Gal4 systém v D. melanogaster Jsou používány.[2] U modelových organismů se takové techniky používají k provádění genetických screeningů k identifikaci funkce genu zapojeného do specifických buněčných nebo vývojových procesů.[3]

Ektopická exprese pomocí těchto technik je užitečným nástrojem, protože fenotypy indukované v tkáňovém nebo buněčném typu, kde nejsou normálně exprimovány, lze snadno odlišit od tkáňového nebo buněčného typu, kde je gen normálně exprimován. Porovnáním s jeho bazální expresí lze identifikovat funkci požadovaného genu.[3]

Přestože se porozumění ektopickým výrazům zabývá endogenními geny v organismu, lze jej použít k podobnému konceptu, jako je transgeneze, který exogenní gen je zaveden do typu buňky nebo tkáně, ve kterém gen není obvykle exprimován.[4] Praktiky ektopické exprese v biologické vědě se nejen omezují na identifikaci funkce genu ve známém typu buňky nebo tkáně, ale také se provádějí k objevování neznámých nebo dalších funkcí genu ektopickou expresí.

Příklady výzkumu

Spárovaný boxový protein

Spárovaný boxový protein Pax-6 u lidí je transkripční faktor, který je hlavním regulačním genem pro vývoj očí a mozku.[5] Ektopické vyjádření Drosophila homolog nevidomý (ey) byl použit k identifikaci rolí Pax-6 u lidí. Pomocí tkáně specifické UAS-Gal4 Systém, ey mohou být indukovány na nohou, křídlech, ohlávkách a anténách transgenních much, aby prokázaly, že funkce ey.[6]

Geny čichového receptoru

Gen čichového receptoru (NEBO ) je obvykle exprimován v lidské a myší čichové tkáni s hlavní funkcí jako odorantový receptor pro detekci odoranty.[7] Jedinci s poruchou tohoto genu mají poruchy chuti a čichu. Bylo hlášeno, že OR jsou také exprimovány na spermiích a varlatech se zvláštním důrazem na způsob ektopické exprese. Ve studii vědci identifikovali ektopickou expresi genů OR v nečichových tkáních na myším modelu měřením úrovní transkriptu.[8] Zde našli relativně nízkou expresi genu OR ve srovnání s čichovou tkání, což naznačuje, že gen OR v jiné tkáni nemá žádnou další funkci, ale naznačují, že existuje možnost, že malé podskupiny OR mohou mít funkční role v různých tkáních.[8]

Hraniční bod 2 chromozomu Synovial Sarcoma

Je známo, že proteiny Synovial Sarcoma X chromozomu breakpoint-2 (SSX2) se lokalizují v jádru a fungují jako transkripční represor. Exprese SSX2 je navíc často pozorována u melanomu,[9] ale role genu nebyla hodnocena. Vědci tedy použili princip ektopické exprese k expresi SSX2 do různých buněčných linií včetně modelových buněk rakoviny. Zjistili důležité fenotypy ektopické exprese SSX2, které se účastní tumorigeneze: 1) okamžitá indukce genomové nestability, 2) dlouhodobá podpora růstu nádorových buněk.[10]

Reference

  1. ^ A b Cox, Timothy C .; Camci, Esra D .; Vora, Siddharth; Luquetti, Daniela V .; Turner, Eric E. (2014). „Genetika vývoje a malformací ušních boltců: Nové poznatky v modelových systémech, které určují budoucí směry pro výzkum mikrotie“. European Journal of Medical Genetics. 57 (8): 394–401. doi:10.1016 / j.ejmg.2014.05.003. PMC  4143470. PMID  24880027.
  2. ^ A b Merriam, John R. (2001). „Geny s ektopickými expresními fenotypy jsou běžné, ne vzácné“ (PDF). Molekulární buňky a vývojová biologie. 84: 130–132.
  3. ^ A b Rodríguez-Trelles, Francisco; Tarrío, Rosa; Ayala, Francisco J. (06.06.2005). „Je ektopická exprese způsobena deregulačními mutacemi nebo úniky genové regulace s evolučním potenciálem?“. BioEssays. 27 (6): 592–601. doi:10.1002 / bies.20241. ISSN  1521-1878. PMID  15892118.
  4. ^ Klebig, M.L .; Wilkinson, J. E.; Geisler, J. G .; Woychik, R. P. (1995-05-23). „Ektopická exprese genu aguti u transgenních myší způsobuje obezitu, rysy cukrovky typu II a žlutou srst“. Sborník Národní akademie věd. 92 (11): 4728–4732. doi:10.1073 / pnas.92.11.4728. ISSN  0027-8424. PMC  41780. PMID  7761391.
  5. ^ Hanson, Isabel M. (01.12.2003). „PAX6 a vrozené vady očí“. Pediatrický výzkum. 54 (6): 791–796. doi:10.1203 / 01.PDR.0000096455.00657,98. ISSN  0031-3998. PMID  14561779.
  6. ^ Kozmik, Zbynek; Daube, Michael; Frei, Erich; Norman, Barbara; Kos, Lidia; Dishaw, Larry J .; Noll, Markus; Piatigorsky, Joram (listopad 2003). "Role genů Pax v evoluci očí". Vývojová buňka. 5 (5): 773–785. doi:10.1016 / s1534-5807 (03) 00325-3. PMID  14602077.
  7. ^ Malnic, Bettina; Godfrey, Paul A .; Buck, Linda B. (2004-02-24). „Rodina genů lidských čichových receptorů“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 101 (8): 2584–2589. doi:10.1073 / pnas.0307882100. ISSN  0027-8424. PMC  356993. PMID  14983052.
  8. ^ A b Feldmesser, Ester; Olender, Tsviya; Khen, Miriam; Yanai, Itai; Ophir, Ron; Lancet, Doron (01.01.2006). „Rozšířená ektopická exprese genů čichových receptorů“. BMC Genomics. 7: 121. doi:10.1186/1471-2164-7-121. ISSN  1471-2164. PMC  1508154. PMID  16716209.
  9. ^ Smith, Heath A .; McNeel, Douglas G. (01.01.2010). „Rodina SSX antigenů rakoviny varlat jako cílových proteinů pro terapii nádorů“. Klinická a vývojová imunologie. 2010: 150591. doi:10.1155/2010/150591. ISSN  1740-2530. PMC  2963798. PMID  20981248.
  10. ^ Greve, Katrine B.V .; Lindgreen, Jonas N .; Terp, Mikkel G .; Pedersen, Christina B .; Schmidt, Steffen; Mollenhauer, Jan; Kristensen, Stine B .; Andersen, Rikke S .; Relster, Mette M. (2015-02-01). „Ektopická exprese antigenu rakoviny / varlat SSX2 indukuje poškození DNA a podporuje genomovou nestabilitu“. Molekulární onkologie. 9 (2): 437–449. doi:10.1016 / j.molonc.2014.09.001. ISSN  1878-0261. PMC  5528659. PMID  25363656.