MYF5 - MYF5

MYF5
Идентификаторы
ПсевдонимыMYF5, bHLHc2, миогенный фактор 5, EORVA
Внешние идентификаторыOMIM: 159990 MGI: 97252 ГомолоГен: 4085 Генные карты: MYF5
Расположение гена (человек)
Хромосома 12 (человек)
Chr.Хромосома 12 (человек)[1]
Хромосома 12 (человек)
Геномное расположение MYF5
Геномное расположение MYF5
Группа12q21.31Начинать80,716,912 бп[1]
Конец80,719,671 бп[1]
Ортологи
РазновидностьЧеловекМышь
Entrez

4617

17877

Ансамбль

ENSG00000111049

ENSMUSG00000000435

UniProt

P13349

P24699

RefSeq (мРНК)

NM_005593

NM_008656

RefSeq (белок)

NP_005584

NP_032682

Расположение (UCSC)Chr 12: 80,72 - 80,72 МбChr 10: 107.48 - 107.49 Мб
PubMed поиск[3][4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человекаПросмотр / редактирование мыши

Миогенный фактор 5 это белок что у людей кодируется MYF5 ген.[5]Это белок с ключевой ролью в регулировании дифференциация мышц или же миогенез, в частности, развитие скелетных мышц. Myf5 принадлежит к семейству белков, известных как миогенные регуляторные факторы (MRF). Эти основная спираль петля спираль факторы транскрипции действуют последовательно в миогенной дифференцировке. Члены семейства MRF включают Myf5, MyoD (Myf3), миогенин, и MRF4 (Myf6).[6] Этот фактор транскрипции является самым ранним из всех MRF, которые экспрессируются в эмбрионе, где он заметно экспрессируется только в течение нескольких дней (в частности, примерно через 8 дней после образования сомита и продолжается до 14 дня после сомита у мышей).[7] Он функционирует в течение этого времени, заставляя миогенные клетки-предшественники стать скелетными мышцами. Фактически, его экспрессия в пролиферирующих миобластах привела к его классификации как определяющий фактор. Кроме того, Myf5 является главным регулятором мышечного развития, обладающим способностью индуцировать мышечный фенотип после его принудительной экспрессии в фибробластных клетках.[8]

Выражение

Myf5 экспрессируется в дермомиотоме ранних сомитов, заставляя миогенные предшественники подвергаться определению и дифференцироваться в миобласты.[7] В частности, это сначала наблюдается в дорсомедиальной части дермомиотома, которая развивается в эпаксиальный миотом.[7] Хотя он экспрессируется как в эпаксиальной (чтобы стать мышцами спины), так и в гипаксиальной (стенка тела и мышцы конечностей) частях миотома, он по-разному регулируется в этих тканевых линиях, обеспечивая часть их альтернативной дифференцировки. В частности, в то время как Myf5 активируется Sonic hedgehog в эпаксиальной линии,[9] вместо этого он непосредственно активируется фактором транскрипции Pax3 в гипаксиальных клетках.[10] Миогенные предшественники конечностей (происходящие из гипаксиального миотома) не начинают экспрессировать Myf5 или какие-либо MRFs, фактически, до тех пор, пока не пройдут миграцию в зачатки конечностей.[11] Myf5 также экспрессируется в несомитной параксиальной мезодерме, которая формирует мышцы головы, по крайней мере, у рыбок данио.[12]

Хотя продукт этого гена способен направлять клетки к линии скелетных мышц, он не является абсолютно необходимым для этого процесса. Многочисленные исследования показали дублирование с двумя другими MRF, MyoD и MRF4. Отсутствие всех трех из этих факторов приводит к фенотипу без скелетных мышц.[13] Эти исследования были проведены после того, как было показано, что нокауты Myf5 не имели явных аномалий в их скелетных мышцах.[14] Высокая избыточность этой системы показывает, насколько важно развитие скелетных мышц для жизнеспособности плода. Некоторые данные показывают, что Myf5 и MyoD ответственны за развитие отдельных мышечных клонов и не экспрессируются одновременно в одной и той же клетке.[15] В частности, в то время как Myf5 играет большую роль в инициации эпаксиального развития, MyoD направляет инициацию гипаксиального развития, и эти отдельные клоны могут компенсировать отсутствие одного или другого. Это привело к тому, что некоторые утверждали, что они действительно не являются избыточными, хотя это зависит от определения слова. Тем не менее, существование этих отдельных «MyoD-зависимых» и «Myf5-зависимых» субпопуляций оспаривается, причем некоторые утверждают, что эти MRF действительно коэкспрессируются в мышечных клетках-предшественниках.[10] Эта дискуссия продолжается.

Хотя Myf5 в основном связан с миогенезом, он также экспрессируется в других тканях. Во-первых, это выражено в коричневых предшественниках жировой ткани. Однако его экспрессия ограничена коричневыми, а не белыми предшественниками жировой ткани, обеспечивая часть разделения в развитии между этими двумя линиями.[16] Кроме того, Myf5 экспрессируется в частях нервной трубки (которые продолжают формировать нейроны) через несколько дней после того, как он обнаруживается в сомитах. Это выражение в конечном итоге подавляется, чтобы предотвратить образование посторонних мышц.[17] Хотя специфические роли и зависимость Myf5 в адипогенезе и нейрогенезе еще предстоит изучить, эти находки показывают, что Myf5 может играть роли вне миогенеза. Myf5 также играет косвенную роль в контроле развития проксимальных ребер. Хотя нокауты Myf5 имеют нормальные скелетные мышцы, они умирают из-за аномалий в проксимальных отделах ребер, из-за которых становится трудно дышать.[15]

Несмотря на то, что Myf5 присутствует только в течение нескольких дней во время эмбрионального развития, он все еще экспрессируется в некоторых взрослых клетках. Как один из ключевых клеточных маркеров сателлитных клеток (пул стволовых клеток для скелетных мышц), он играет важную роль в регенерации взрослых мышц.[18] В частности, он позволяет сделать короткий импульс пролиферации этих сателлитных клеток в ответ на повреждение. Дифференциация начинается (регулируется другими генами) после этой начальной пролиферации. Фактически, если Myf5 не подавляется, дифференцировка не происходит.[19]

У рыбок данио Myf5 является первым MRF, экспрессируемым в эмбриональном миогенезе, и он необходим для жизнеспособности взрослых особей, даже если личиночные мышцы формируются нормально. Поскольку у Myf5; двойных мутантов рыбок данио Myod мышца не образуется, Myf5 взаимодействует с Myod, чтобы способствовать миогенезу.[20]

Регулирование

Регулирование Myf5 продиктовано большим количеством энхансерных элементов, которые обеспечивают сложную систему регуляции. Хотя большинство событий миогенеза, в которых участвует Myf5, контролируются посредством взаимодействия множественных энхансеров, существует один важный ранний энхансер, который инициирует экспрессию. Его активация, названная ранним эпаксиальным энхансером, обеспечивает «пусковой» сигнал для экспрессии Myf5 в эпаксиальном дермомиотоме, где он впервые появляется.[21] Звуковой еж из нервной трубки воздействует на этот усилитель, чтобы активировать его.[9] После этого хромосома содержит различные энхансеры для регуляции экспрессии Myf5 в гипаксиальной области, краниальной области, конечностях и т. Д.[21] Эта ранняя экспрессия Myf5 в эпаксиальном дермамиотоме участвует в самом формировании миотома, но не более того. После начальной экспрессии другие энхансерные элементы определяют, где и как долго он экспрессируется. Остается ясно, что каждая популяция миогенных клеток-предшественников (для разных мест в эмбрионе) регулируется разными наборами энхансеров.[22]

Клиническое значение

Что касается клинического значения, аберрация этого фактора транскрипции является частью механизма того, как гипоксия (недостаток кислорода) может влиять на развитие мышц. Гипоксия обладает способностью препятствовать дифференцировке мышц отчасти за счет ингибирования экспрессии Myf5 (а также других MRF). Это предотвращает превращение мышечных предшественников в постмитотические мышечные волокна. Хотя гипоксия является тератогеном, это ингибирование экспрессии обратимо, поэтому остается неясным, существует ли связь между гипоксией и врожденными дефектами у плода.[23]

Рекомендации

  1. ^ а б c ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000111049 - Ансамбль, Май 2017
  2. ^ а б c GRCm38: выпуск ансамбля 89: ENSMUSG00000000435 - Ансамбль, Май 2017
  3. ^ "Справочник человека по PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  4. ^ "Ссылка на Mouse PubMed:". Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США.
  5. ^ «Энтрез Ген: миогенный фактор 5». Получено 2013-08-19.
  6. ^ Сабурин Л.А., Рудницкий М.А. (январь 2000 г.). «Молекулярная регуляция миогенеза». Клиническая генетика. 57 (1): 16–25. Дои:10.1034 / j.1399-0004.2000.570103.x. PMID  10733231. S2CID  22496065.
  7. ^ а б c Отт МО, Бобер Э, Лайонс Дж, Арнольд Х, Бэкингем М. (апрель 1991 г.). «Ранняя экспрессия миогенного регуляторного гена myf-5 в клетках-предшественниках скелетных мышц эмбриона мыши». Разработка. 111 (4): 1097–107. PMID  1652425.
  8. ^ Браун Т., Бушхаузен-Денкер Г., Бобер Э., Танних Э., Арнольд Х. Х. (март 1989 г.). «Новый мышечный фактор человека, связанный с MyoD1, но отличный от него, вызывает миогенную конверсию в фибробластах 10T1 / 2». Журнал EMBO. 8 (3): 701–9. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1989.tb03429.x. ЧВК  400865. PMID  2721498.
  9. ^ а б Густафссон М.К., Пан Х., Пинни Д.Ф., Лю Й., Левандовски А., Эпштейн Д.И., Эмерсон С.П. (январь 2002 г.). «Myf5 является прямой мишенью для передачи сигналов Shh на большие расстояния и регуляции Gli для спецификации мышц». Гены и развитие. 16 (1): 114–26. Дои:10.1101 / gad.940702. ЧВК  155306. PMID  11782449.
  10. ^ а б Таджбахш С., Роканкур Д., Коссу Г., Бэкингем М. (апрель 1997 г.). «Новое определение генетических иерархий, контролирующих миогенез скелета: Pax-3 и Myf-5 действуют выше MyoD». Клетка. 89 (1): 127–38. Дои:10.1016 / s0092-8674 (00) 80189-0. PMID  9094721. S2CID  18747744.
  11. ^ Tajbakhsh S, Buckingham ME (январь 1994). «Мышца конечности мыши определяется в отсутствие самого раннего миогенного фактора myf-5». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 91 (2): 747–51. Bibcode:1994ПНАС ... 91..747Т. Дои:10.1073 / пнас.91.2.747. ЧВК  43026. PMID  8290594.
  12. ^ Лин CY, Yung RF, Lee HC, Chen W.T., Chen YH, Tsai HJ (ноябрь 2006 г.). «Миогенные регуляторные факторы Myf5 и Myod отчетливо функционируют во время краниофациального миогенеза рыбок данио». Биология развития. 299 (2): 594–608. Дои: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 (сентябрь 2004 г.). «Mrf4 определяет идентичность скелетных мышц у мышей с двойным мутантом Myf5: Myod». Природа. 431 (7007): 466–71. Bibcode:2004Натура 431..466К. Дои:10.1038 / природа02876. PMID  15386014. S2CID  4413512.
  14. ^ Рудницки М.А., Шнегельсберг П.Н., Стед Р.Х., Браун Т., Арнольд Г.Х., Яениш Р. (декабрь 1993 г.). «MyoD или Myf-5 необходимы для формирования скелетных мышц». Клетка. 75 (7): 1351–9. Дои:10.1016 / 0092-8674 (93) 90621-в. PMID  8269513. S2CID  27322641.
  15. ^ а б Халдар М., Каран Г., Тврдик П., Капеччи М.Р. (март 2008 г.). «Две клеточные линии, независимые от myf5 и myf5, участвуют в миогенезе скелета мышей». Клетка развития. 14 (3): 437–45. Дои:10.1016 / j.devcel.2008.01.002. ЧВК  2917991. PMID  18331721.
  16. ^ Тиммонс Дж. А., Веннмальм К., Ларссон О., Уолден Т. Б., Лассманн Т., Петрович Н., Гамильтон Д. Л., Гимено Р. Э., Валестедт С., Баар К., Недергаард Дж., Кэннон Б. (март 2007 г.). «Сигнатура экспрессии миогенного гена свидетельствует о том, что коричневые и белые адипоциты происходят из разных клеточных линий». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 104 (11): 4401–6. Bibcode:2007ПНАС..104.4401Т. Дои:10.1073 / pnas.0610615104. ЧВК  1810328. PMID  17360536.
  17. ^ Tajbakhsh S, Buckingham ME (декабрь 1995 г.). «Ограничение происхождения миогенного фактора конверсии myf-5 в головном мозге». Разработка. 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 (декабрь 2000 г.). «Экспрессия CD34 и Myf5 определяет большинство покоящихся сателлитных клеток скелетных мышц взрослых». Журнал клеточной биологии. 151 (6): 1221–34. Дои:10.1083 / jcb.151.6.1221. ЧВК  2190588. PMID  11121437.
  19. ^ Устанина С., Карвахал Дж, Ригби П., Браун Т. (август 2007 г.). «Миогенный фактор Myf5 поддерживает эффективную регенерацию скелетных мышц, обеспечивая временную амплификацию миобластов». Стволовые клетки. 25 (8): 2006–16. Дои:10.1634 / стволовые клетки.2006-0736. PMID  17495111. S2CID  28853682.
  20. ^ Хинитс Y, Уильямс В.К., Свитман Д., Донн TM, Ма Т.П., Моенс CB, Хьюз С.М. (2011). «Нарушение развития черепного скелета, летальность личинок и гаплонедостаточность у мутантных рыбок данио Myod». Биология развития. 358 (1): 102–12. Дои:10.1016 / j.ydbio.2011.07.015. ЧВК  3360969. PMID  21798255.
  21. ^ а б Саммербелл Д., Эшби ПР, Кутель О., Кокс Д., Йи С., Ригби П. У. (сентябрь 2000 г.). «Экспрессия Myf5 в развивающемся эмбрионе мыши контролируется отдельными и диспергированными энхансерами, специфичными для определенных популяций предшественников скелетных мышц». Разработка. 127 (17): 3745–57. PMID  10934019.
  22. ^ Тебул Л., Хадчоул Дж., Даубас П., Саммербелл Д., Бэкингем М., Ригби П. У. (октябрь 2002 г.). «Ранний эпаксиальный энхансер необходим для начальной экспрессии гена детерминации скелетных мышц Myf5, но не для последующих, множественных фаз сомитного миогенеза». Разработка. 129 (19): 4571–80. PMID  12223413.
  23. ^ Ди Карло А., Де Мори Р., Мартелли Ф., Помпилио Дж., Капогросси М.С., Джермани А. (апрель 2004 г.). «Гипоксия подавляет миогенную дифференцировку за счет ускоренной деградации MyoD». Журнал биологической химии. 279 (16): 16332–8. Дои:10.1074 / jbc.M313931200. PMID  14754880.

дальнейшее чтение