Войти
| Просмотр / редактирование человека | Просмотр / редактирование мыши |
Узловой - секреторный белок, который у людей кодируется NODAL ген, расположенный на хромосоме 10q 22.1. Он принадлежит к суперсемейству трансформирующего фактора роста бета (TGF-β). Как и многие другие представители этого суперсемейства, он участвует в дифференцировке клеток в раннем эмбриогенезе, играя ключевую роль в передаче сигнала от узла в передней примитивной полосе, к латеральной пластинке мезодермы (LPM).
Передача сигналов узлов важна на очень ранних этапах развития для мезодермы и энтодермы формирование и последующая организация лево-правых осевых структур. Кроме того, Nodal, по-видимому, выполняет важные функции в формировании нейронного паттерна, поддержании стволовых клеток и многих других процессах развития, включая левую / правую правоту.
Узловой узел может связывать рецепторы серин / треонинкиназы типа I и типа II, с Cripto-1 действует как его корецептор. Передача сигналов через SMAD 2/3 и последующая транслокация SMAD 4 в ядро способствует экспрессии генов, участвующих в пролиферации и дифференцировке. Nodal также активирует собственное выражение через петлю положительной обратной связи. Он жестко регулируется ингибиторами Lefty A, Lefty B, Cerberus и Tomoregulin-1, которые могут препятствовать связыванию узловых рецепторов.
Nodal - широко распространенный цитокин. Присутствие Nodal не ограничивается позвоночными, также известно, что он сохраняется в других дейтеростомах (цефалохордовых, оболочках и иглокожие ) и протостомы, такие как улитки, но ни нематода C. elegans (другая протосома), ни у плодовой мушки Drosophila (членистоногие) нет копии nodal. Хотя мышь и человек имеют только один узловой ген, у рыбок данио есть три узловых паралога: косоглазие, циклоп и левша, а у лягушки - пять (xnr1,2,3,5 и 6). Несмотря на то, что гомологи Nodal рыбок данио очень похожи, они специализируются на выполнении разных ролей; напр., Squint и Cyclops важны для формирования мезоэндодермы, тогда как Southpaw играет главную роль в асимметричном сердечном морфогенезе и висцеральной лево-правой асимметрии. Другой пример видообразования белков - это случай лягушки, где Xnr1 и Xnr2 регулируют движения при гаструляции в отличие от Xnr5 и Xnr6, которые участвуют в индукции мезодермы. У мышей Nodal вовлечен в лево-правую асимметрию, нервные импульсы и индукцию мезодермы (см. узловая передача сигналов ).
Узловая передача сигналов регулирует формирование мезодермы видоспецифическим образом. Таким образом, у Xenopus, Xnr контролирует формирование дорсо-вентральной мезодермы вдоль маргинальной зоны. У рыбок данио, косоглазие и циклопы ответственны за формирование животно-растительной мезодермы. У курицы и мыши, Vg1 и Nodal соответственно способствуют образованию примитивных полосок в эпибласте. В развитии цыплят Nodal выражается в серпе Коллера. Исследования показали, что нокаут узла у мыши вызывает отсутствие первичной полоски и отказ в формировании мезодермы, что приводит к остановке развития сразу после гаструляции.
по сравнению Согласно спецификации мезодермы, спецификация энтодермы требует более высокой экспрессии Nodal. Здесь Nodal стимулирует смесители гомеопротеинов, которые могут взаимодействовать с SMAD, чтобы активировать энтодерму специфические гены и репрессировать мезодермальные гены.
Лево-правая (LR) асимметрия внутренних органов у позвоночных также устанавливается посредством узловой передачи сигналов. В то время как Nodal первоначально симметрично экспрессируется в эмбрионе, после гаструляции, Nodal становится асимметрично ограниченным в левой части организма. Он очень консервативен среди дейтеростомов. ортолог Nodal был обнаружен в улитках, и в 2008 году было показано, что он участвует в лево-правой асимметрии.
По порядку. для обеспечения развития передней нервной ткани передача сигналов Nodal должна подавляться после индукции мезэндодермы и симметрии LR.
Недавние исследования эмбриональных стволовых клеток (hESC) мышей и человека показывают, что Nodal, по-видимому, участвует в поддержании стволовых клеток самообновления и плюрипотентных потенциалов. Таким образом, избыточная экспрессия Nodal в hESCs ведет к подавлению дифференцировки клеток. Напротив, ингибирование передачи сигналов Nodal и Activin позволило дифференцировать hESC.
