Семейство белков DAZ - DAZ protein family

В DAZ (Удалено в Азооспермия ) белковая семья это группа из трех очень консервированный РНК-связывающие белки что важно в гаметогенез и мейоз. Следовательно, мутации в гены которые кодируют белки DAZ, могут иметь пагубные последствия для фертильности.[1]

Три члена семейства белков DAZ включают: БУЛЬ (БОЛЛ), DAZL (DAZLA) и DAZ (DAZ1, DAZ2, DAZ3 и DAZ4 ). DAZ1 расположен на Y-хромосоме у высших приматов и важен для сперматогенез. BOULE и DAZL важны как для оогенез и сперматогенез. BOULE и DAZL расположены на аутосомы в единичных экземплярах. Однако DAZ находится с несколькими копиями в Y-хромосома Только. BOULE присутствует от беспозвоночные, DAZL из позвоночные и DAZ присутствует от приматы.[2]

Открытие

Каждый член семейства белков DAZ был обнаружен индивидуально в течение определенного периода времени различными исследовательскими группами. БУЛЬ был впервые обнаружен в Дрозофила, с гомологи найдены в других организмах, от актинии к люди, DAZL считается, что он пришел из БУЛЯ дупликация гена событие и впервые было обнаружено у мышей, но присутствует во всех позвоночные, а Y-хромосомный Ген DAZ был впервые обнаружен у бесплодный самцов, но также присутствует в обезьяны и Обезьяны Старого Света.[2] DAZ возник во время эволюция приматов посредством (i) транспозиции (перемещения) аутосомного гена в Y-хромосому, (ii) удаления нежелательных частей Экзоны внутри транспонированного гена и (iii) амплификация (создание множества копий) модифицированного гена.[3]

Механизм действия

Семейство белков DAZ имеет несколько механизмов действия с различными регуляторными эффектами на трансляцию.[1] Белки оказывают свое действие на мРНК-мишени, связывая различные последовательности 3’-UTR через свой консервативный мотив узнавания РНК. DAZL, который связывает последовательность GUU мРНК-мишени, взаимодействует с поли (A) -связывающими белками (PABP), чтобы инициировать трансляцию. Следовательно, PABP связываются с поли (A) хвостами мРНК-мишени и заставляют 5 ’конец загибаться, приближая его к 3’ концу. Это помогает рекрутировать рибосомные единицы и, следовательно, инициировать трансляцию.[4] Это важная функция DAZL, поскольку многие мРНК в зародышевых клетках имеют короткие pol (A) -хвосты и поэтому не могут быть задействованы для трансляции без помощи DAZL.[1]

DAZ и DAZL также взаимодействуют с трансляционно репрессивным РНК-связывающим белком PUM2 из семейства Pumilio RBP.[5] PUM2 взаимодействует как с консервативными областями RRM, так и с DAZ, образуя комплекс, который может взаимодействовать с другими мРНК для регулирования их трансляции. Хотя механизм этого комплекса до конца не изучен, считается, что из-за ингибирующей роли независимого PUM2 комбинация DAZ / DAZL и PUM2 будет оказывать сходные репрессивные эффекты.[1]

Семейные характеристики

Семейство белков DAZ представляет собой регуляторы трансляции мРНК с характерным мотивом распознавания для связывания целевых мРНК и последовательностью из 24 аминокислот, характерной для этого семейства, называемой повторами DAZ.[2] Характерной структурой этого семейства белков является единственный RRM-подобный РНК-связывающий домен на N-конец (амино-конец) и аминокислотные повторы в C-конец (карбоксильный конец). Семейство белков DAZ - один из немногих примеров тканеспецифичного РНК-связывающий белок который действует как регулятор развития.[6] У мышей и людей белок DAZ неравномерно распределен в цитоплазма премейотических половых клеток за счет олигомеризация с собой. Однако в настоящее время нет актуальных данных по DAZL и BOULE. Ни один из членов семейства не обнаружен в растениях или грибах, что позволяет предположить, что семейство DAZ является специфическим для животных семейством генов репродукции.

Сохранение среди видов

Экспрессия белков DAZ варьируется от разновидность но в основном выражается в Первичные зародышевые клетки (PGC). Один гомолог DAZ выражается почти на каждой стадии сперматогенез, от PGCs до зрелых сперматозоидов.[5] Сохранение генов семейства DAZ среди различных видов, начиная от одноклеточные организмы людям указывает на их важную роль в плодородии.[5] Точнее, DAZ присутствует только у высших приматов, без каких-либо гомологов в одноклеточных организмах, тогда как BOULE встречается у видов, начиная от морские анемоны людям, а DAZL сохраняется среди позвоночные.[2] BOULE был первым геном происхождения, в то время как DAZ произошел от DAZL во время эволюции приматов, что привело к 90% сходству у людей.[2]

Клиническое значение

У человека 50% бесплодие проблемы вызваны мужчинами,[2] и из этого генетический удаления в Y-хромосоме составляют большую часть этого большинства, поскольку Y-хромосома есть только у мужчин. Ген DAZ присутствует на Y-хромосоме, и делеция этого гена была прямо показана как основная причина бесплодия. Это не вызывает сперматозоид содержится в сперме и называется Азооспермия. Один DAZ гомолог экспрессируется почти на каждой стадии сперматогенеза, от первичных зародышевых клеток (PGC) до зрелых сперматозоидов.[5]

DAZ не является абсолютно необходимым для сперматогенеза, поскольку некоторые мужчины с удаленным DAZ все еще могут иметь детей. DAZ проталкивает ESC в половые клетки с молекулярными особенностями, которые являются сперматидами.[5]

DAZL экспрессируется в организме человека от ранней миграции зародышевых клеток-предшественников, вплоть до сперматозоиды дифференциация. Поскольку DAZL находится на аутосоме, было показано, что он играет важную роль в развитии зародышевых клеток обоих ооцит и сперматоциты (в сперматогенез и оогенез ), хотя и с разными паттернами экспрессии для обоих.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Фу XF, Ченг С.Ф., Ван LQ, Инь С., Де Фелиси М., Шен В. (2015). «Белки семейства DAZ, ключевые игроки в развитии зародышевых клеток». Международный журнал биологических наук. 11 (10): 1226–35. Дои:10.7150 / ijbs.11536. ЧВК  4551758. PMID  26327816.
  2. ^ а б c d е ж Рейнольдс Н., Кук Х. Дж. (Январь 2005 г.). «Роль генов DAZ в мужской фертильности». Репродуктивная биомедицина онлайн. 10 (1): 72–80. Дои:10.1016 / с1472-6483 (10) 60806-1. PMID  15705297.
  3. ^ Дханоа Дж. К., Мукхопадхьяй К. С., Арора Дж. С. (июль 2016 г.). «Гены Y-хромосомы, влияющие на мужскую фертильность: обзор». Ветеринарный мир. 9 (7): 783–91. Дои:10.14202 / vetworld.2016.783-791. ЧВК  4983133. PMID  27536043.
  4. ^ Goss DJ, Kleiman FE (март 2013 г.). «Поли (А) связывающие белки: все ли они созданы равными?». Междисциплинарные обзоры Wiley: РНК. 4 (2): 167–79. Дои:10.1002 / wrna.1151. ЧВК  3580857. PMID  23424172.
  5. ^ а б c d е Вангомпел MJ, Сюй EY (январь 2011 г.). «Роль семейства DAZ в сперматогенезе: больше, чем просто перевод?». Сперматогенез. 1 (1): 36–46. Дои:10.4161 / spmg.1.1.14659. ЧВК  3329454. PMID  22523742.
  6. ^ Йен PH (июнь 2004 г.). «Предполагаемые биологические функции семейства DAZ». Международный журнал андрологии. 27 (3): 125–9. Дои:10.1111 / j.1365-2605.2004.00469.x. PMID  15139965.