MYF5 - MYF5

MYF5
Identifikátory
AliasyMYF5, bHLHc2, myogenní faktor 5, EORVA
Externí IDOMIM: 159990 MGI: 97252 HomoloGene: 4085 Genové karty: MYF5
Umístění genu (člověk)
Chromozom 12 (lidský)
Chr.Chromozom 12 (lidský)[1]
Chromozom 12 (lidský)
Genomické umístění pro MYF5
Genomické umístění pro MYF5
Kapela12q21.31Start80,716,912 bp[1]
Konec80,719,671 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

4617

17877

Ensembl

ENSG00000111049

ENSMUSG00000000435

UniProt

P13349

P24699

RefSeq (mRNA)

NM_005593

NM_008656

RefSeq (protein)

NP_005584

NP_032682

Místo (UCSC)Chr 12: 80,72 - 80,72 MbChr 10: 107,48 - 107,49 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

Myogenní faktor 5 je protein že u lidí je kódován MYF5 gen.[5]Je to protein s klíčovou rolí v regulaci svalová diferenciace nebo myogeneze, konkrétně vývoj kosterního svalstva. Myf5 patří do rodiny proteinů známých jako myogenní regulační faktory (MRF). Tyto základní šroubovice smyčka šroubovice transkripční faktory působí postupně v myogenní diferenciaci. Členové rodiny MRF zahrnují Myf5, MyoD (Myf3), myogenin, a MRF4 (Myf6).[6] Tento transkripční faktor je nejčasnější ze všech MRF, které mají být exprimovány v embryu, kde je exprimován pouze výrazně po dobu několika dní (konkrétně přibližně 8 dní po tvorbě somitů a u myší trvá až do dne 14 po somitu).[7] Během této doby funguje, aby se myogenní prekurzorové buňky staly kosterním svalem. Ve skutečnosti jeho exprese v proliferujících myoblastech vedla k jeho klasifikaci jako určujícího faktoru. Navíc je Myf5 hlavním regulátorem vývoje svalů, který má schopnost indukovat svalový fenotyp po jeho vynucené expresi ve fibroblastických buňkách.[8]

Výraz

Myf5 je exprimován v dermomyotomu časných somitů, což tlačí myogenní prekurzory, aby podstoupily stanovení a diferenciaci na myoblasty.[7] Konkrétně je nejprve viděn v dorsomediální části dermomyotomu, která se vyvine do epaxiálního myotomu.[7] Ačkoli je exprimován v epaxiálních částech (aby se staly svaly zad) a hypaxiálních částech (svaly tělesné stěny a končetin) myotomu, je v těchto tkáňových liniích regulován odlišně a poskytuje část jejich alternativní diferenciace. Nejpozoruhodnější je, že zatímco Myf5 je aktivován Sonic ježkem v epaxiální linii,[9] místo toho je přímo aktivován transkripčním faktorem Pax3 v hypaxiálních buňkách.[10] Myogenní prekurzory končetin (odvozené z hypaxiálního myotomu) nezačínají exprimovat Myf5 ani žádné MRF, ve skutečnosti až po migraci do pupenů končetin.[11] Myf5 je také exprimován v nesomitickém paraxiálním mezodermu, který formuje svaly hlavy, alespoň v zebrafish.[12]

Zatímco produkt tohoto genu je schopen nasměrovat buňky k linii kosterního svalstva, není pro tento proces nezbytně nutný. Četné studie prokázaly nadbytečnost u dvou dalších MRF, MyoD a MRF4. Absence všech tří těchto faktorů vede k fenotypu bez kosterního svalstva.[13] Tyto studie byly provedeny poté, co se ukázalo, že vyřazení Myf5 neměla v kosterním svalu žádnou zjevnou abnormalitu.[14] Vysoká redundance tohoto systému ukazuje, jak zásadní je vývoj kosterního svalstva pro životaschopnost plodu. Některé důkazy ukazují, že Myf5 a MyoD jsou odpovědné za vývoj samostatných svalových linií a nejsou exprimovány současně ve stejné buňce.[15] Konkrétně, zatímco Myf5 hraje velkou roli při zahájení epaxiálního vývoje, MyoD řídí zahájení hypaxiálního vývoje a tyto samostatné linie mohou kompenzovat absenci jedné nebo druhé. To vedlo některé k tvrzení, že nejsou skutečně nadbyteční, i když to závisí na definici slova. Existence těchto samostatných subpopulací „závislých na MyoD“ a „závislých na Myf5“ byla stále sporná, přičemž někteří tvrdí, že tyto MRF jsou skutečně koexprimovány ve svalových progenitorových buňkách.[10] Tato debata stále probíhá.

Ačkoli je Myf5 spojován hlavně s myogenezí, je exprimován také v jiných tkáních. Nejprve je vyjádřen v hnědých prekurzorech tuku. Jeho výraz je však omezen na hnědé a ne bílé prekurzory tukového tuku, které poskytují část vývojové separace mezi těmito dvěma liniemi.[16] Kromě toho je Myf5 exprimován v částech neurální trubice (které pokračují ve tvorbě neuronů) několik dní poté, co je vidět na somitech. Tento výraz je nakonec potlačen, aby se zabránilo tvorbě cizích svalů.[17] Přestože je třeba ještě prozkoumat specifické role a závislost Myf5 v adipogenezi a neurogenezi, tato zjištění ukazují, že Myf5 může hrát roli i mimo myogenezi. Myf5 má také nepřímou roli při řízení vývoje proximálního žebra. Ačkoli mají knoflíky Myf5 normální kosterní sval, umírají kvůli abnormalitám v jejich proximálních žebrech, které ztěžují dýchání.[15]

Přestože je Myf5 přítomen pouze několik dní během embryonálního vývoje, je stále exprimován v určitých dospělých buňkách. Jako jeden z klíčových buněčných markerů satelitních buněk (fond kmenových buněk pro kosterní svaly) hraje důležitou roli při regeneraci dospělých svalů.[18] Specificky umožňuje krátký pulz proliferace těchto satelitních buněk v reakci na zranění. Diferenciace začíná (regulovaná jinými geny) po této počáteční proliferaci. Ve skutečnosti, pokud Myf5 není downregulován, nedochází k diferenciaci.[19]

V zebrafish je Myf5 prvním MRF exprimovaným v embryonální myogenezi a je vyžadován pro životaschopnost dospělých, i když se larvální sval formuje normálně. Protože se v Myf5 netvoří žádný sval; Myod dvojitý mutant zebrafish, Myf5 spolupracuje s Myodem na podpoře myogeneze.[20]

Nařízení

Regulace Myf5 je diktována velkým počtem vylepšovacích prvků, které umožňují složitý systém regulace. Ačkoli většina událostí v průběhu myogeneze, které zahrnují Myf5, je řízena prostřednictvím interakce více zesilovačů, existuje jeden důležitý časný zesilovač, který iniciuje expresi. Pojmenovaný časný epaxiální enhancer, jeho aktivace poskytuje signál „go“ pro expresi Myf5 v epaxiálním dermomyotomu, kde je poprvé viděn.[21] Sonic ježek z neurální trubice působí na tento zesilovač, aby jej aktivoval.[9] Následně obsahuje chromozom různé zesilovače pro regulaci exprese Myf5 v hypaxiální oblasti, lebeční oblasti, končetinách atd.[21] Tato časná exprese Myf5 v epaxiálním dermamyotomu souvisí se samotnou tvorbou myotomu, ale nic kromě toho. Po počátečním vyjádření určují další prvky zesilovače, kde a jak dlouho je vyjádřen. Zůstává jasné, že každá populace myogenních progenitorových buněk (pro různá místa v embryu) je regulována jinou sadou enhancerů.[22]

Klinický význam

Pokud jde o jeho klinický význam, aberace tohoto transkripčního faktoru poskytuje část mechanismu, jak může hypoxie (nedostatek kyslíku) ovlivnit vývoj svalů. Hypoxie má schopnost částečně bránit diferenciaci svalů tím, že inhibuje expresi Myf5 (stejně jako jiných MRF). Tím se zabrání tomu, aby se svalové prekurzory staly postmitotickými svalovými vlákny. Přestože hypoxie je teratogen, tato inhibice exprese je reverzibilní, a proto zůstává nejasné, zda existuje souvislost mezi hypoxií a vrozenými vadami plodu.[23]

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000111049 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000000435 - Ensembl, Květen 2017
  3. ^ „Human PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  4. ^ „Myš PubMed Reference:“. Národní centrum pro biotechnologické informace, Americká národní lékařská knihovna.
  5. ^ „Entrez Gene: Myogenic factor 5“. Citováno 2013-08-19.
  6. ^ Sabourin LA, Rudnicki MA (leden 2000). "Molekulární regulace myogeneze". Klinická genetika. 57 (1): 16–25. doi:10.1034 / j.1399-0004.2000.570103.x. PMID  10733231. S2CID  22496065.
  7. ^ A b C Ott MO, Bober E, Lyons G, Arnold H, Buckingham M (duben 1991). "Včasná exprese myogenního regulačního genu, myf-5, v prekurzorových buňkách kosterního svalu v myším embryu". Rozvoj. 111 (4): 1097–107. PMID  1652425.
  8. ^ Braun T, Buschhausen-Denker G, Bober E, Tannich E, Arnold HH (březen 1989). „Nový lidský svalový faktor související s MyoD1, ale odlišný od něj, indukuje myogenní konverzi ve fibroblastech 10T1 / 2“. Časopis EMBO. 8 (3): 701–9. doi:10.1002 / j.1460-2075.1989.tb03429.x. PMC  400865. PMID  2721498.
  9. ^ A b Gustafsson MK, Pan H, Pinney DF, Liu Y, Lewandowski A, Epstein DJ, Emerson CP (leden 2002). „Myf5 je přímým cílem dálkové signalizace Shh a regulace Gli pro specifikaci svalů“. Geny a vývoj. 16 (1): 114–26. doi:10,1101 / gad. 940702. PMC  155306. PMID  11782449.
  10. ^ A b Tajbakhsh S, Rocancourt D, Cossu G, Buckingham M (duben 1997). „Předefinování genetických hierarchií řídících kosterní myogenezi: Pax-3 a Myf-5 působí před MyoD“. Buňka. 89 (1): 127–38. doi:10.1016 / s0092-8674 (00) 80189-0. PMID  9094721. S2CID  18747744.
  11. ^ Tajbakhsh S, Buckingham ME (leden 1994). „Myší končetinový sval je určen při absenci nejstaršího myogenního faktoru myf-5“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 91 (2): 747–51. Bibcode:1994PNAS ... 91..747T. doi:10.1073 / pnas.91.2.747. PMC  43026. PMID  8290594.
  12. ^ Lin CY, Yung RF, Lee HC, Chen WT, Chen YH, Tsai HJ (listopad 2006). „Myogenní regulační faktory Myf5 a Myod fungují zřetelně během kraniofaciální myogeneze zebrafish“. Vývojová biologie. 299 (2): 594–608. doi:10.1016 / j.ydbio.2006.08.042. PMID  17007832.
  13. ^ Kassar-Duchossoy L, Gayraud-Morel B, Gomès D, Rocancourt D, Buckingham M, Shinin V, Tajbakhsh S (září 2004). "Mrf4 určuje identitu kosterního svalu u Myf5: Myod dvojitě mutované myši". Příroda. 431 (7007): 466–71. Bibcode:2004 Natur.431..466K. doi:10.1038 / nature02876. PMID  15386014. S2CID  4413512.
  14. ^ Rudnicki MA, Schnegelsberg PN, Stead RH, Braun T, Arnold HH, Jaenisch R (prosinec 1993). "MyoD nebo Myf-5 je vyžadován pro tvorbu kosterního svalstva." Buňka. 75 (7): 1351–9. doi:10.1016 / 0092-8674 (93) 90621-v. PMID  8269513. S2CID  27322641.
  15. ^ A b Haldar M, Karan G, Tvrdík P, Capecchi MR (březen 2008). „Dvě buněčné linie, nezávislé na myf5 a myf5, se účastní myogeneze kosterní myši“. Vývojová buňka. 14 (3): 437–45. doi:10.1016 / j.devcel.2008.01.002. PMC  2917991. PMID  18331721.
  16. ^ Timmons JA, Wennmalm K, Larsson O, Walden TB, Lassmann T, Petrovic N, Hamilton DL, Gimeno RE, Wahlestedt C, Baar K, Nedergaard J, Cannon B (březen 2007). „Podpis exprese myogenního genu stanoví, že hnědé a bílé adipocyty pocházejí z odlišných buněčných linií“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 104 (11): 4401–6. Bibcode:2007PNAS..104,4401T. doi:10.1073 / pnas.0610615104. PMC  1810328. PMID  17360536.
  17. ^ Tajbakhsh S, Buckingham ME (prosinec 1995). "Omezení počtu řádků myogenního konverzního faktoru myf-5 v mozku". Rozvoj. 121 (12): 4077–83. PMID  8575308.
  18. ^ Beauchamp JR, ​​Heslop L, Yu DS, Tajbakhsh S, Kelly RG, Wernig A, Buckingham ME, Partridge TA, Zammit PS (prosinec 2000). "Exprese CD34 a Myf5 definuje většinu klidových dospělých satelitních buněk kosterního svalstva". The Journal of Cell Biology. 151 (6): 1221–34. doi:10.1083 / jcb.151.6.1221. PMC  2190588. PMID  11121437.
  19. ^ Ustanina S, Carvajal J, Rigby P, Braun T (srpen 2007). „Myogenní faktor Myf5 podporuje účinnou regeneraci kosterního svalstva umožněním přechodné amplifikace myoblastů“. Kmenové buňky. 25 (8): 2006–16. doi:10.1634 / kmenové články 2006-0736. PMID  17495111. S2CID  28853682.
  20. ^ Hinits Y, Williams VC, Sweetman D, Donn TM, Ma TP, Moens CB, Hughes SM (2011). „Vadný vývoj lebky a skeletu, letální smrt larev a haploinsufficiency u myodské mutantní zebrafish“. Vývojová biologie. 358 (1): 102–12. doi:10.1016 / j.ydbio.2011.07.015. PMC  3360969. PMID  21798255.
  21. ^ A b Summerbell D, Ashby PR, Coutelle O, Cox D, Yee S, Rigby PW (září 2000). „Exprese Myf5 ve vyvíjejícím se myším embryu je řízena diskrétními a dispergovanými zesilovači specifickými pro konkrétní populace prekurzorů kosterního svalstva“. Rozvoj. 127 (17): 3745–57. PMID  10934019.
  22. ^ Teboul L, Hadchouel J, Daubas P, Summerbell D, Buckingham M, Rigby PW (říjen 2002). „Časný epaxiální enhancer je nezbytný pro počáteční expresi genu pro stanovení kosterního svalstva Myf5, ale ne pro následné, více fází somitické myogeneze“. Rozvoj. 129 (19): 4571–80. PMID  12223413.
  23. ^ Di Carlo A, De Mori R, Martelli F, Pompilio G, Capogrossi MC, Germani A (duben 2004). „Hypoxie inhibuje myogenní diferenciaci prostřednictvím zrychlené degradace MyoD“. The Journal of Biological Chemistry. 279 (16): 16332–8. doi:10,1074 / jbc.M313931200. PMID  14754880.

Další čtení