Chordin

Chordin (от греч. Χορδή, нить, кетгут) или CHRD - это белок, играющий важную роль в формировании дорсально-вентрального паттерна во время раннего эмбрионального развития позвоночных. Хордин кодируется геном chrd .

• 1 История
• 2 Структура белка
• 3 Структура гена
• 4 Функция
• 5 Ссылки

Хордин был первоначально идентифицирован у африканской когтистой лягушки (Xenopus laevis) в лаборатории Эдварда М. Де Робертиса как ключевой онтогенетический белок, который рано откладывается в дорсализацию эмбриональные ткани позвоночных. Впервые была выдвинута гипотеза, что хордин играет роль в дорсальных генах гомеобокса в организаторе Спеманна. Ген хордин был обнаружен в результате его активации после использования gsc (гусекоид ) и Xnot мРНК инъекции. Первооткрыватели хордины пришли к выводу, что она экспрессируется в областях эмбриона, где также экспрессируются gsc и Xnot, включая прехордальную пластинку, хорду и. Экспрессия гена в этих регионах привела к названию хордин. Считалось, что начальные функции хордины включают привлечение соседних клеток для помощи в формировании оси наряду с опосредованием клеточных взаимодействий для организации областей хвоста, головы и тела.

Хордин представляет собой белок длиной 941 аминокислоту, трехмерная просвечивающая электронная микроскопия структура которого напоминает подкову. Характерной структурной особенностью хордина является присутствие четырех богатых цистеином повторов длиной 58–75 остатков, каждый из которых содержит 10 цистеинов с характерными промежутками. Эти повторы гомологичны доменам ряда белков внеклеточного матрикса, включая фактор фон Виллебранда. Существует пять названных изоформ этого белка, которые продуцируются альтернативным сплайсингом.

Ген CHRD имеет длину 23 экзона и длину 11,5 т.п.н. локализуется на 3q27. Ген THPO (тромбопоэтин ) расположен в одном и том же космидном клоне вместе с геном эукариотического фактора инициации трансляции-4-гамма (EIF4G1).

Chordin обеспечивает дорсализацию развивающегося эмбриона путем связывания вентрализованных белков TGFβ, таких как морфогенетические белки кости (BMP), через его четыре богатые цитозином области. Хордин блокирует передачу сигналов BMP, предотвращая взаимодействие BMP с рецепторами клеточной поверхности, что ингибирует образование эпидермиса и способствует формированию нервной ткани. Хордин специфически ингибирует BMP-2, -4, -7. Функция хордина улучшается несколькими кофакторами, которые включают ген Twisted Gastrulation (Tsg) и металлопротеиназу цинка. ЦГ улучшает способность Хордина становиться антагонистом BMP. Металлопротеиназа цинка отщепляет хордин, что позволяет улучшить передачу сигналов с BMP в комплексах, которые были неактивными. Это происходит за счет улучшения субстратной способности хордина в реакциях расщепления и за счет высвобождения BMP из продуктов хордина.

Эксперименты с рыбками данио показали, что мутация гена хордина может привести к уменьшению количества нервной и дорсальной ткани. Было показано, что делеции гена-мишени хордина, фоллистатина и ноггина у мышей также оказывают влияние на нервную индукцию, в то время как делеция как хордина, так и ноггина показала более серьезные эффекты на нервное развитие. Фенотип для этого типа делеции показал почти полное отсутствие головы. Это важно, потому что при недостатке только мозоли появляются легкие дефекты, но головка все равно формируется. Было показано, что ноггин перекрывается в средней части желудка по своей экспрессии с хординой. Дальнейшие эксперименты, проверяющие роль ноггина и хордина, показали, что эти два белка важны для развития мезодермы и выработки переднего паттерна. Однако было показано, что ноггин и хордин не играют значительной роли в развитии передней висцеральной энтодермы.

мРНК хордина у мышей экспрессируются на ранней стадии во время передней примитивной полоски. Он экспрессируется в передних клетках серпа Коллера, которые образуют передние клетки примитивной полоски, ключевой структуры, через которую происходит гаструляция. По мере того как полоска развивается в узел и осевую мезодерму, хординовая мРНК все еще экспрессируется. Эти данные подтверждают роль хордин в формировании паттерна на ранних стадиях эмбриона. Когда хордин был инактивирован, у животных сначала может показаться нормальное развитие, но позже проблемы проявляются во внутреннем и внешнем ухе, наряду с глоточными и сердечно-сосудистыми нарушениями. Эксперименты с эмбрионами Xenopus показали, что избыточная экспрессия BMP1 и TLL1 может использоваться для противодействия функциям дорсализации хордина. Это открытие предполагает, что основным антагонистом хордина является BMP1.

У мышей хордин экспрессируется в узле, но не в передней висцеральной энтодерме. Было обнаружено, что он необходим для развития переднего мозга. У развивающихся мышей, у которых отсутствует как хордина, так и ноггин, голова почти отсутствует. Хордин также участвует в гаструляции птиц и может также играть роль в органогенезе.