Молекулярные механизмы морфогенеза - Банников Г.А.
Скачать (прямая ссылка):
11
тольмости, несколько элементов, каждый из которых регулирует транскрипцию этого гена только в определенной зоне эмбриона. Предполагается, что эти элементы отвечают на различные комбинации концентраций продуктов «ар-генов
[2Р*51.
Сходная ситуация обнаружена при анализе регуляторной зоны еще одного гена, принадлежащего к классу "парной регуляции' гена even skipped (eve). Пространственная периодичность экспрессии этого гена также зависит от активности gap-генов. Было показано, что в составе 5-фланкирук>-шей регуляторной зоны этого гена длиной 8 п.н. содержатся элементы, контролирующие возникновение только строго определенных полос активности гена eve [232, 257]. Ьюлее того, показано, что в упомянутых контрольных элементах гена eve содержится различное число участков связывания белков hb и Кг. Так, элемент, предположительно контролирующий 3-ю полосу транскрипции eve, содержит 20 участков связывания hb и вовсе не содержит участков связывания Кг. В то же время элемент, контролирующий 2-ю полосу, содержит 3 сайта hb и 6 сайтов Кг [591], Доказано, что, по крайней мере, часть этих сайтов принимает участие в регуляции локальной экспресии гена eve: делеция 11 из
20 сайтов связывания белка hb в контрольном элементе 3-й полосы и делеция одного сайта hb и трех сайтов Кг в контролирующем элементе 2-й полосы приводят к подавлению экспрессии гена eve в соответствующих полосах [232]. На основании этих данных было высказано предположение, что один и тот же конечный результат - локальная активация (или подавление) экспрессии генов "парной регуляции*' -может быть опосредован несколькими различными комбинациями локальных концентраций регуляторных белков. При этом каждая из таких комбинаций 'использует" свой регуляторный элемент, содержащий соответствующий укникальный набор сайтов связывания факторов транскрипции (в первую очередь белков gap-генов) [84]. До сих пор остается неясным, образуется ли 'полосатый" рисунок в экспрессии генов h и Cve в результате активации этих генов в пределах полосы или в результате подавления экспрессии в промежутках между полосами [84]. Приведенные выше эксперименты, в которых делеции, захватывающие различные по протяженности регуляторные зоны генов h и eve, вызывают исчезновение определенных полос экспрессии ’ [232, 257, 285], на первый взгляд, говорят в пользу первого механизма -
активации. С другой стороны, было показано, что у тройных
мутантов с инактивацией генов hb.Kr.kni ген h остается активным, хотя его транскрипт распределен в виде диффузной зоны, захватывающей район, где в норме наблюдается 'полосатый*' рисунок 187]. Этот результат может быть интерпретирован только на основе второго мсханиэма-подавленик экспрессии в промежутках". Теоретически кажущееся противоречие между результатами [285] и [87] разрешимо. Например, как предполагает [84], gap—белки могут действовать
как репрессоры, и в этом случае утраченные в результате описанных делений регуляторные участки [285J требуются для преодоления репрессии. Насколько эта схема соответствует реальности, покажет будущее.
Пространственная регуляция двух других генов, принадлежащих к классу генов "парной регуляции' - генов fushi tara-zu (fez) и paired (prd ) в основном зависит от активности генов h и runt [84, 299] . Так, например, ген fez главным образом негативно регулируется геном h, в результате чего образуются промежутки между полосами транскриптов ftz. • На это указывает тот факт, что у мутантов, утративших функцию гена h, ген ftz экспрессируется без промежутков [86, 284], тогда как эктопическая экспрессия гена h подавляет активность гена ftz [305] . Ген eve, помимо регуляции gap-белками (о чем было сказано выше), так же как и ген ftz, регулируется первичным гоном парной регуляции. Регулятором этого гена выступает, однако, не ген h (регулирующий ген ftz ), а другой первичный ген парной регуляции - runt [299] . В результате транскрипты генов ftz и eve образуют семь взаимоисключающих полос шириной по 4 клеточных ядра каждая. Образование четких, резко обрывающихся границ экспрессии генов eve и ftz, зависит от положительной ауторегуляции этих генов [199, 271] . В гене ftz обнаружен удаленный от структурной части гена
энхаиоерный элемент, содержащий несколько участков связывания продукта этого гена [ 271] . Другой регуляторный элемент гена ftz длиной 600 п.н., непосредственно примыкающий к 5—концевой части гена, содержит в себе множественные активационные и репрессорные элементы, являющиеся мишенями регуляторных белков, далеко не все из которых идентифицированы в настоящее время [136]. Одним из таких регуляторов является продукт гомео бокс-соде ржа ще го (см. ниже) гека caudal (cad). Белок cad усиливает транскрипцию гена ftz в задней половине тела эмбриона, связываясь с
,МИ сайтами TTTATG, локализованными в его 37) D т0 же самое время, когда возникает и
спрессируется » виде 7 широких полос шириной приблизительно в 6 ядер каждая. Затем рисунок трансформируется в 14-по л осы Л: образуются промежутки в середине каждой из
