PRDM9 - PRDM9

PRDM9
Dostupné struktury
PDBHledání ortologu: PDBe RCSB
Identifikátory
AliasyPRDM9, MEISETZ, MSBP3, PFM6, PRMD9, ZNF899, PR doména 9, PR / SET doména 9, KMT8B
Externí IDOMIM: 609760 MGI: 2384854 HomoloGene: 104139 Genové karty: PRDM9
Umístění genu (člověk)
Chromozom 5 (lidský)
Chr.Chromozom 5 (lidský)[1]
Chromozom 5 (lidský)
Genomic location for PRDM9
Genomic location for PRDM9
Kapela5p14.2Start23,443,586 bp[1]
Konec23,528,597 bp[1]
Ortology
DruhČlověkMyš
Entrez

56979

213389

Ensembl

ENSG00000164256

ENSMUSG00000051977

UniProt

Q9NQV7

Q96EQ9

RefSeq (mRNA)

NM_020227
NM_001310214
NM_001376900

NM_144809
NM_001361436

RefSeq (protein)

NP_001297143
NP_064612
NP_001363829

NP_659058
NP_001348365

Místo (UCSC)Chr 5: 23,44 - 23,53 MbChr 17: 15,54 - 15,56 Mb
PubMed Vyhledávání[3][4]
Wikidata
Zobrazit / upravit člověkaZobrazit / upravit myš

PR doména[poznámka 1] protein zinkového prstu 9 je protein že u lidí je kódován PRDM9 gen.[5] PRDM9 je zodpovědný za určování polohy rekombinační hotspoty v době redukční dělení buněk navázáním motivu sekvence DNA kódovaného v jeho doméně se zinkovým prstem.[6] PRDM9 je jediný speciační gen dosud nalezený u savců a je jedním z nejrychleji se rozvíjejících genů v genomu.[7][8]

Architektura domény

Schéma architektury domény PRDM9 u myší

PRDM9 má více domén včetně KRAB doména, SSXRD, PR / NAST doména (Trimethyltransferáza H3K4 a H3K36 ) a pole C2H2 Zinkový prst domény (vazba DNA).[9]

Dějiny

V roce 1974 identifikovali Jiří Forejt a P. Ivanyi lokus, který nazvali Hst1 a který řídil hybridní sterilitu.[10]

V roce 1982 byl identifikován haplotyp řídící rychlost rekombinace wm7,[11] který by později byl identifikován jako PRDM9.[12]

V roce 1991 byla detekována a částečně purifikována vazba proteinu na konsensuální sekvenci minisatelitu 5'-CCACCTGCCCACCTCT-3 '(s názvem Msbp3 - minisatelit vázající protein 3).[13] To by se později ukázalo být stejným proteinem PRDM9 nezávisle identifikovaným později.[14]

V roce 2005 byl identifikován gen (pojmenovaný Meisetz), který je nezbytný pro progresi meiotickou profázou a má aktivitu methyltransferázy H3K4.[15]

V roce 2009 Jiří Forejt a jeho kolegové identifikovali Hst1 jako Meisetz / PRDM9 - první a zatím jediný speciační gen u savců.[16]

Později v roce 2009 byl PRDM9 identifikován jako jeden z nejrychleji se rozvíjejících genů v genomu.[9][17]

V roce 2010 tři skupiny nezávisle identifikovaly PRDM9 jako kontrolu umístění rekombinačních hotspotů u lidí a myší.[6][18][19][20][21]

v roce 2012 se ukázalo, že téměř všechny hotspoty umisťuje PRDM9 a že se v jeho nepřítomnosti hotspoty tvoří poblíž promotérů.[22]

V roce 2014 bylo oznámeno, že doména PRDM9 SET může také trimethylovat H3K36 in vitro,[23] což bylo potvrzeno in vivo v roce 2016.[24]

V roce 2016 se ukázalo, že hybridní sterilitu způsobenou PRDM9 lze zvrátit a že sterilita je způsobena asymetrickými dvouřetězcovými zlomy.[25][26]

Funkce v rekombinaci

PRDM9 zprostředkovává proces meiózy směrováním míst homologní rekombinace.[27] U lidí a myší nedochází k rekombinaci rovnoměrně v celém genomu, ale na konkrétních místech podél chromozomů nazývaných hotspoty rekombinace. Hotspoty jsou oblasti DNA kolem 1–2 kB v délce.[28] V člověku je přibližně 30 000 až 50 000 hotspotů genom což odpovídá průměrně jedné na každých 50–100 kB DNA.[28] U lidí je průměrný počet crossover rekombinačních událostí na hotspot jeden na 1300 meiosy a nejextrémnější hotspot má přechodovou frekvenci jedna na 110 meióz.[28] Tyto aktivní body jsou vazebná místa pro pole PRDM9 Zinc Finger.[29] Po navázání na DNA PRDM9 katalyzuje trimethylaci histonu 3 na lysinu 4 a lysinu 36.[30] Výsledkem je, že místní nukleosomy jsou reorganizovány a prostřednictvím neznámého mechanismu je rekombinační aparát získán za účelem vytvoření dvouřetězcových zlomů.

Poznámky

  1. ^ pozitivně regulační doména

Reference

  1. ^ A b C GRCh38: Vydání souboru 89: ENSG00000164256 - Ensembl, Květen 2017
  2. ^ A b C GRCm38: Vydání souboru 89: ENSMUSG00000051977 - 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: PR doména obsahující 9“.
  6. ^ A b Cheung VG, Sherman SL, Feingold E (únor 2010). "Genetika. Genetická kontrola hotspotů". Věda. 327 (5967): 791–2. doi:10.1126 / science.1187155. PMID  20150474. S2CID  206525444.
  7. ^ „Na celém světě existují miliony různých druhů. Jak se ale nejprve objeví nové druhy a poté zůstanou oddělené?“. royalsociety.org-gb. Citováno 2017-12-10.
  8. ^ Ponting CP (květen 2011). „Jaké jsou genomické faktory rychlého vývoje PRDM9?“. Trendy v genetice. 27 (5): 165–71. doi:10.1016 / j.tig.2011.02.001. PMID  21388701.
  9. ^ A b Thomas JH, Emerson RO, Shendure J (prosinec 2009). „Mimořádná molekulární evoluce v genu plodnosti PRDM9“. PLOS ONE. 4 (12): e8505. Bibcode:2009PLoSO ... 4.8505T. doi:10,1371 / journal.pone.0008505. PMC  2794550. PMID  20041164. otevřený přístup
  10. ^ Forejt J, Iványi P (1974). „Genetické studie mužské sterility hybridů mezi laboratorními a divokými myší (Mus musculus L.)“. Genetický výzkum. 24 (2): 189–206. doi:10.1017 / S0016672300015214. PMID  4452481.
  11. ^ Shiroishi T, Sagai T, Moriwaki K (1982). "Nový divoký odvozený H-2 haplotyp zvyšující K-IA rekombinaci". Příroda. 300 (5890): 370–2. Bibcode:1982 Natur.300..370S. doi:10.1038 / 300370a0. PMID  6815537. S2CID  4370624.
  12. ^ Kono H, Tamura M, Osada N, Suzuki H, Abe K, Moriwaki K, Ohta K, Shiroishi T (červen 2014). „Polymorfismus Prdm9 odhaluje evoluční stopy myší“. Výzkum DNA. 21 (3): 315–26. doi:10.1093 / dnares / dst059. PMC  4060951. PMID  24449848.
  13. ^ Wahls WP, Swenson G, Moore PD (červen 1991). „Dva hypervariabilní minisatelitové proteiny vázající DNA“. Výzkum nukleových kyselin. 19 (12): 3269–74. doi:10.1093 / nar / 19.12.3269. PMC  328321. PMID  2062643.
  14. ^ Wahls WP, Davidson MK (listopad 2011). „Sekvencí DNA zprostředkovaná, evolučně rychlá redistribuce hotových míst meiotické rekombinace“. Genetika. 189 (3): 685–94. doi:10.1534 / genetika.111.134130. PMC  3213376. PMID  22084420.
  15. ^ Hayashi K, Yoshida K, Matsui Y (listopad 2005). "Histon H3 methyltransferáza řídí epigenetické jevy vyžadované pro meiotickou profázu". Příroda. 438 (7066): 374–8. Bibcode:2005 Natur.438..374H. doi:10.1038 / nature04112. PMID  16292313. S2CID  4412934.
  16. ^ Mihola O, Trachtulec Z, Vlček C, Schimenti JC, Forejt J (leden 2009). „Gen pro speciaci myší kóduje meiotickou histonovou H3 methyltransferázu“. Věda. 323 (5912): 373–5. Bibcode:2009Sci ... 323..373M. CiteSeerX  10.1.1.363.6020. doi:10.1126 / science.1163601. PMID  19074312. S2CID  1065925.
  17. ^ Oliver PL, Goodstadt L, Bayes JJ, Birtle Z, Roach KC, Phadnis N, Beatson SA, Lunter G, Malik HS, Ponting CP (prosinec 2009). „Zrychlený vývoj speciačního genu Prdm9 napříč různými taxony metazoanů“. Genetika PLOS. 5 (12): e1000753. doi:10.1371 / journal.pgen.1000753. PMC  2779102. PMID  19997497.
  18. ^ Neale MJ (2010-02-26). „PRDM9 ukazuje prst zinku na hotspoty meiotické rekombinace“. Genome Biology. 11 (2): 104. doi:10.1186 / gb-2010-11-2-104. PMC  2872867. PMID  20210982.
  19. ^ Myers S, Bowden R, Tumian A, Bontrop RE, Freeman C, MacFie TS, McVean G, Donnelly P (únor 2010). „Boj proti motivům hotspotů u primátů implikuje gen PRDM9 v meiotické rekombinaci“. Věda. 327 (5967): 876–9. Bibcode:2010Sci ... 327..876M. doi:10.1126 / science.1182363. PMC  3828505. PMID  20044541.
  20. ^ Baudat F, Buard J, Gray C, Fledel-Alon A, Ober C, Przeworski M, Coop G, de Massy B (únor 2010). „PRDM9 je hlavním determinantem hotspotů meiotické rekombinace u lidí a myší“. Věda. 327 (5967): 836–40. Bibcode:2010Sci ... 327..836B. doi:10.1126 / science.1183439. PMC  4295902. PMID  20044539.
  21. ^ Parvanov ED, Petkov PM, Paigen K (únor 2010). „Prdm9 řídí aktivaci hotspotů pro rekombinaci savců“. Věda. 327 (5967): 835. Bibcode:2010Sci ... 327..835P. doi:10.1126 / science.1181495. PMC  2821451. PMID  20044538.
  22. ^ Cihla K, Smagulova F, Khil P, Camerini-Otero RD, Petukhova GV (květen 2012). „Genetická rekombinace je směrována pryč od funkčních genomových prvků u myší“. Příroda. 485 (7400): 642–5. Bibcode:2012Natur.485..642B. doi:10.1038 / příroda11089. PMC  3367396. PMID  22660327.
  23. ^ Eram MS, Bustos SP, Lima-Fernandes E, Siarheyeva A, Senisterra G, Hajian T, Chau I, Duan S, Wu H, Dombrovski L, Schapira M, Arrowsmith CH, Vedadi M (duben 2014). „Trimethylace histonu H3 lysinu 36 proteinem lidské methyltransferázy PRDM9“. The Journal of Biological Chemistry. 289 (17): 12177–88. doi:10.1074 / jbc.M113.523183. PMC  4002121. PMID  24634223.
  24. ^ Powers NR, Parvanov ED, Baker CL, Walker M, Petkov PM, Paigen K (červen 2016). „Meiotický rekombinační aktivátor PRDM9 trimethyláty jak H3K36, tak H3K4 na hotspotech rekombinace in Vivo“. Genetika PLOS. 12 (6): e1006146. doi:10.1371 / journal.pgen.1006146. PMC  4928815. PMID  27362481.
  25. ^ Davies B, Hatton E, Altemose N, Hussin JG, Pratto F, Zhang G, Hinch AG, Moralli D, Biggs D, Diaz R, Preece C, Li R, Bitoun E, Brick K, Green CM, Camerini-Otero RD, Myers SR, Donnelly P (únor 2016). „Přepracování zinkových prstů PRDM9 zvrátí hybridní sterilitu u myší“. Příroda. 530 (7589): 171–176. Bibcode:2016Natur.530..171D. doi:10.1038 / příroda16931. PMC  4756437. PMID  26840484.
  26. ^ Forejt J (únor 2016). „Genetika: Asymetrické zlomy v DNA způsobují sterilitu“. Příroda. 530 (7589): 167–8. Bibcode:2016Natur.530..167F. doi:10.1038 / příroda16870. PMID  26840487.
  27. ^ Smagulova F, Gregoretti IV, Brick K, Khil P, Camerini-Otero RD, Petukhova GV (duben 2011). „Analýza na celém genomu odhaluje nové molekulární rysy hotspotů myší rekombinace“. Příroda. 472 (7343): 375–8. Bibcode:2011Natur.472..375S. doi:10.1038 / nature09869. PMC  3117304. PMID  21460839.
  28. ^ A b C Myers S, Spencer CC, Auton A, Bottolo L, Freeman C, Donnelly P, McVean G (srpen 2006). "Distribuce a příčiny meiotické rekombinace v lidském genomu". Transakce s biochemickou společností. 34 (Pt 4): 526–30. doi:10.1042 / BST0340526. PMID  16856851.
  29. ^ de Massy B (listopad 2014). „Lidská genetika. Skryté rysy lidských hotspotů“. Věda. 346 (6211): 808–9. doi:10.1126 / science.aaa0612. PMID  25395519. S2CID  195680901.
  30. ^ Powers, NR; Parvanov, ED; Baker, CL; Walker, M; Petkov, PM; Paigen, K (červen 2016). „Meiotický rekombinační aktivátor PRDM9 trimethyláty jak H3K36, tak H3K4 na hotspotech rekombinace in Vivo“. Genetika PLOS. 12 (6): e1006146. doi:10.1371 / journal.pgen.1006146. PMID  27362481.

Další čtení

externí odkazy

Tento článek včlení text z United States National Library of Medicine, který je v veřejná doména.