Ортодентичный гомеобокс 2 - Orthodenticle homeobox 2

OTX2
Доступные конструкции PDB Поиск ортолога: PDBe RCSB Список идентификационных кодов PDB 2DMS
Идентификаторы
Псевдонимы	OTX2, CPHD6, MCOPS5, Ортодентичный гомеобокс 2
Внешние идентификаторы	OMIM: 600037 MGI: 97451 ГомолоГен: 11026 Генные карты: OTX2
Расположение гена (человек) Chr. Хромосома 14 (человек)[1] Группа 14q22.3 Начните 56,799,905 бп[1] Конец 56,816,693 бп[1]
Расположение гена (Мышь) Chr. Хромосома 14 (мышь)[2] Группа 14 C1 | 14 25,36 см Начните 48,657,677 бп[2] Конец 48,673,819 бп[2]
Экспрессия РНК шаблон Дополнительные данные эталонного выражения
Генная онтология Молекулярная функция • Связывание ДНК • последовательное связывание ДНК • GO: 0001131, GO: 0001151, GO: 0001130, GO: 0001204 Активность ДНК-связывающего фактора транскрипции • GO: 0001077, GO: 0001212, GO: 0001213, GO: 0001211, GO: 0001205 Активность ДНК-связывающего активатора транскрипции, специфично для РНК-полимеразы II • GO: 0000980 Связывание ДНК, специфичное для последовательности цис-регуляторной области РНК-полимеразы II • GO: 0001948 связывание с белками • связывание эукариотического фактора инициации 4E • GO: 0001200, GO: 0001133, GO: 0001201 Активность ДНК-связывающего фактора транскрипции, специфично для РНК-полимеразы II Сотовый компонент • конус роста • ядро клетки • макромолекулярный комплекс Биологический процесс • дифференцировка дофаминергических нейронов • регуляция транскрипции, ДНК-шаблон • положительная регуляция гаструляции • регуляция сигнального пути рецептора фактора роста фибробластов • управление аксоном • позитивная регуляция транскрипции, ДНК-шаблон • развитие многоклеточного организма • регуляция сглаженного сигнального пути • развитие переднего мозга • положительная регуляция эмбрионального развития • образование примитивных полос • развитие среднего мозга • положительная регуляция транскрипции с промотора РНК-полимеразы II • транскрипция с промотора РНК-полимеразы II • сборка макромолекулярного комплекса Источники:Amigo / QuickGO
Ортологи
Виды	Человек	Мышь
Entrez	5015	18424
Ансамбль	ENSG00000165588	ENSMUSG00000021848
UniProt	P32243	P80206
RefSeq (мРНК)	NM_001270523 NM_001270524 NM_001270525 NM_021728 NM_172337	NM_001286481 NM_001286482 NM_001286483 NM_144841 NM_001360225 NM_001360226
RefSeq (белок)	NP_001257452 NP_001257453 NP_001257454 NP_068374 NP_758840	н / д
Расположение (UCSC)	Chr 14: 56,8 - 56,82 Мб	Chr 14: 48.66 - 48.67 Мб
PubMed поиск	[3]	[4]
Викиданные
Просмотр / редактирование человека Просмотр / редактирование мыши

Гомеобокс протеин OTX2 это белок что у людей кодируется OTX2 ген.^[5][6]

Функция

Этот ген кодирует член бикоид подсемейство гомеодомен -содержащий факторы транскрипции. Кодируемый белок действует как фактор транскрипции и играет роль в развитии мозга и органов чувств. Подобный белок требуется мышам для правильного развития переднего мозга. Для этого гена были идентифицированы два варианта транскрипта, кодирующие разные изоформы. Могут существовать другие альтернативные варианты сплайсинга, но их полноразмерные последовательности не определены.^[6]

Otx2 - это группа генов гомеобокса, которые обычно описываются как организатор головы на стадии примитивной полоски эмбрионального развития. Otx2, который представляет собой кодируемый белок, который играет роль фактора транскрипции, также, как было показано, участвует в региональном узор из средний мозг и передний мозг. Эта группа генов демонстрирует в дальнейшем в прогрессии влияние на формирование органов чувств, гипофиз, шишковидная железа, внутреннее ухо, глаз и оптический нерв. Otx2 не только играет важную роль в развитии этой области, но и помогает в обеспечении того, чтобы сетчатка и мозг останется нетронутым. Эта группа генов играет огромную роль в развитии, и если она выражена неправильно, она может оказать пагубное влияние на плод. Мутации Otx2 также были связаны с судорогами, задержкой развития, низким ростом, структурными аномалиями гипофиза и ранним началом дегенерации сетчатки. А “выбить Была проведена модель группы генов Otx2, чтобы увидеть, какие эффекты она окажет на сетчатку взрослого человека. Было обнаружено, что без экспрессии гена Otx2 происходила медленная дегенерация фоторецепторных клеток в этой области. Таким образом, доказывается, что гены гомеобокса Otx2 важны для формирования жизнеспособного эмбриона.

Клиническое значение

Otx2 экспрессируется в головном мозге, ухе, носу и глазу, а также в случае мутаций; это может привести к значительным аномалиям развития и расстройствам. Мутации в OTX2 могут вызывать заболевания глаз, в том числе: анофтальмия и микрофтальм.^[7] Помимо анофтальмии и микрофтальмии, наблюдались также другие аномалии, такие как аплазия зрительного нерва, гипоплазия зрительного перекреста и диспластические оптические глобусы. Другие дефекты, возникающие из-за мутации гена Otx2, включают аномалии гипофиза и умственную отсталость. Нарушение структуры и / или функции гипофиза, по-видимому, является наиболее частым признаком, связанным с мутациями Otx2.^[8]

Otx2 также регулирует два др. Гена, Lhx1 и Dkk1, которые также играют роль в морфогенезе головы.^[9] Otx2 необходим на раннем этапе формирования эмбриона, чтобы инициировать движение клеток к передней области и установить переднюю висцеральную энтодерма. В отсутствие Otx2 это движение может быть затруднено, что может быть преодолено экспрессией Dkk1, но это не предотвращает развитие у эмбрионов дефектов укорочения головы. Отсутствие Otx2 и повышенная экспрессия Lhx1 также могут приводить к серьезному усечению головы.

Было показано, что чрезмерная экспрессия Otx2 может привести к злокачественным опухолям головного мозга у детей, называемым медуллобластомы.

Дублирование OTX2 участвует в патогенез из Гемифациальная микросомия.^[10]

У мышей недостаток Otx2 тормозит развитие головы. Эти «нокаутные» мыши, которые не могут сформировать голову, имеют дефекты гаструляции и умирают в середине беременности с серьезными аномалиями мозга.

Роль Otx2 в визуальной пластичности

Недавние исследования определили гомеопротеин Otx2 как возможный молекулярный «посланник», необходимый для визуального восприятия, основанного на опыте. пластичность в течение критический период.^[11] Первоначально участвуя в формировании головы эмбриона, Otx2 повторно экспрессируется во время критический период крыс (> P23) и регулирует созревание парвальбумин -выражающий ГАМКергический интернейроны (PV-клетки), которые контролируют начало критический период пластичность.^[12] Темное воспитание от рождения и бинокль энуклеация крыс привело к снижению экспрессии PV-клеток и Otx2, что предполагает, что эти белки управляются визуально.^[12] Эксперименты с потерей функции Otx2 задерживают пластичность окулярного доминирования за счет нарушения развития PV-клеток.^[12] Исследование Otx2 и визуального пластичность в течение критический период представляет особый интерес для изучения аномалий развития, таких как амблиопия. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить, можно ли использовать Otx2 для терапевтического восстановления зрения. пластичность чтобы помочь некоторым амблиопия пациенты.

Роль в биологии эмбриональных стволовых клеток

Otx2 является ключевым регулятором самых ранних стадий дифференцировки ES клеток.^[13][14][15] Эктопическая экспрессия Otx2 приводит к дифференцировке ES-клеток даже в присутствии цитокина LIF. На молекулярном уровне индукция Otx2 частично компенсирует изменения экспрессии генов, вызванные сверхэкспрессией Nanog в отсутствие LIF.^[16]

использованная литература

1. ГРЧ38: Ансамбль выпуск 89: ENSG00000165588 - Ансамбль, Май 2017
2. GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000021848 - 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. Кастури К., Драк Т., Хюбнер К., Барлетта С., Акампора Д., Симеоне А., Файелла А., Бончинелли Е. (июль 1994 г.). «Расположение хромосом человеческих генов EMX и OTX». Геномика. 22 (1): 41–5. Дои:10.1006 / geno.1994.1343. PMID  7959790.
6. "Entrez Gene: ортодентичный гомеобокс 2 OTX2".
7. Верма А.С., Фитцпатрик Д.Р. (ноябрь 2007 г.). «Анофтальм и микрофтальм». Журнал редких заболеваний Orphanet. 2: 47. Дои:10.1186/1750-1172-2-47. ЧВК  2246098. PMID  18039390.
8. Schilter KF, Schneider A, Bardakjian T., Soucy JF, Tyler RC, Reis LM, Semina EV (февраль 2011 г.). «Синдром микрофтальмии OTX2: четыре новых мутации и определение фенотипа». Клиническая генетика. 79 (2): 158–68. Дои:10.1111 / j.1399-0004.2010.01450.x. ЧВК  3017659. PMID  20486942.
9. ИП СК, Фоссат Н., Джонс В., Ламонери Т., Там П. П. (октябрь 2014 г.). «Формирование головы: OTX2 регулирует активность Dkk1 и Lhx1 в передней мезендодерме». Развитие. 141 (20): 3859–67. Дои:10.1242 / dev.114900. PMID  25231759.
10. Зелински Д., Маркус Б., Шейх М., Гимрек М., Чу С., Зак М., Сринивасан Б., Хоффман Д. Д., Айзенбуд Д., Эрлих Ю. (2014). «Дупликация OTX2 связана с гемифациальной микросомией». PLOS ONE. 9 (5): e96788. Bibcode:2014PLoSO ... 996788Z. Дои:10.1371 / journal.pone.0096788. ЧВК  4016008. PMID  24816892.
11. Sugiyama S, Prochiantz A, Hensch TK (апрель 2009 г.). «От формирования мозга к пластичности: взгляд на гомеопротеин Otx2». Развитие, рост и дифференциация. 51 (3): 369–77. Дои:10.1111 / j.1440-169X.2009.01093.x. PMID  19298552.
12. Сугияма С., Ди Нардо А.А., Айзава С., Мацуо И., Волович М., Прочианц А., Хенш Т.К. (август 2008 г.). «Зависящий от опыта перенос гомеопротеина Otx2 в зрительную кору головного мозга активирует постнатальную пластичность». Ячейка. 134 (3): 508–20. Дои:10.1016 / j.cell.2008.05.054. PMID  18692473. S2CID  3110858.
13. Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. Молекулярная логика индуцированного Nanog самообновления в эмбриональных стволовых клетках мыши. Нац Коммуна 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
14. Otx2 является внутренним детерминантом состояния эмбриональных стволовых клеток и необходим для перехода к стабильному состоянию стволовых клеток эпибласта, Дарио Акампора, Лука Дж. Ди Джованнантонио, Антонио Симеоне, Development 2013 140: 43-55; DOI: 10.1242 / dev.085290
15. Бюкер, Криста; Шринивасан, Раджини; У, Чжисян; Кало, Элиэзер; Акампора, Дарио; Файал, Тьяго; Симеоне, Антонио; Тан, Миньцзя; Свигут, Томаш; Высоцка, Джоанна (2014). «Реорганизация паттернов энхансеров при переходе от наивной плюрипотентности к примитивной». Стволовая клетка. 14 (6): 838–853. Дои:10.1016 / j.stem.2014.04.003. ЧВК  4491504. PMID  24905168.
16. Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. Молекулярная логика индуцированного Nanog самообновления в эмбриональных стволовых клетках мыши. Нац Коммуна 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z

дальнейшее чтение

• Просо С., Блох-Гальего Э., Симеоне А., Альварадо-Малларт Р.М. (декабрь 1996 г.). «Каудальный предел экспрессии гена Otx2 как маркер границы среднего / заднего мозга: исследование с использованием гибридизации in situ и гомотопных трансплантатов цыпленок / перепел». Развитие. 122 (12): 3785–97. PMID  9012500.
• Ларсен КБ, Луттеродт М.С., Мёлльгард К., Мёллер М. (июль 2010 г.). «Экспрессия генов гомеобокса OTX2 и OTX1 в раннем развивающемся мозге человека». Журнал гистохимии и цитохимии. 58 (7): 669–78. Дои:10.1369 / jhc.2010.955757. ЧВК  2889402. PMID  20354145.
• Кимура С., Такеда Н., Судзуки М., Осимура М., Айзава С., Мацуо И. (октябрь 1997 г.). «Цис-действующие элементы, консервативные между генами Otx2 мыши и иглобрюха, регулируют экспрессию в клетках мезэнцефального нервного гребня». Развитие. 124 (20): 3929–41. PMID  9374391.
• Гат-Яблонский Г. (сентябрь 2011 г.). «Развитие мозга - это многоуровневый регулируемый процесс - случай гена OTX2». Обзоры детской эндокринологии. 9 (1): 422–30. PMID  22783640.
• Беби Ф, Хуссе М, Фоссат Н, Ле Гренер С, Фламант Ф, Годеман П, Ламонери Т (2010). «Делеция гена Otx2 в сетчатке взрослой мыши вызывает быструю дистрофию RPE и медленную дегенерацию фоторецепторов». PLOS ONE. 5 (7): e11673. Bibcode:2010PLoSO ... 511673B. Дои:10.1371 / journal.pone.0011673. ЧВК  2908139. PMID  20657788.
• Хевер А.М., Уильямсон К.А., ван Хейнинген V (июнь 2006 г.). «Пороки развития глаза: роль PAX6, SOX2 и OTX2». Клиническая генетика. 69 (6): 459–70. Дои:10.1111 / j.1399-0004.2006.00619.x. PMID  16712695. S2CID  5676139.
• Симеоне А., Акампора Д., Малламачи А., Сторнаиуоло А., Д'Апис М. Р., Нигро В., Бончинелли Е. (июль 1993 г.). «Ген позвоночных, относящийся к ортодентикулу, содержит гомеодомен класса бикоидов и разграничивает переднюю нейроэктодерму в гаструлирующем эмбрионе мыши». Журнал EMBO. 12 (7): 2735–47. Дои:10.1002 / j.1460-2075.1993.tb05935.x. ЧВК  413524. PMID  8101484.
• Нагао Т., Лойзингер С., Акампора Д., Симеоне А., Финкельштейн Р., Райхерт Х., Фурукубо-Токунага К. (март 1998 г.). «Спасение развития дефектов головного мозга у дрозофил с помощью генов Otx человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 95 (7): 3737–42. Bibcode:1998PNAS ... 95.3737N. Дои:10.1073 / pnas.95.7.3737. ЧВК  19906. PMID  9520436.
• Bobola N, Briata P, Ilengo C, Rosatto N, Craft C, Corte G, Ravazzolo R (апрель 1999 г.). «Белок гомеодомена OTX2 связывает элемент ДНК, необходимый для экспрессии гена интерфоторецепторного ретиноид-связывающего белка». Механизмы развития. 82 (1–2): 165–9. Дои:10.1016 / S0925-4773 (98) 00162-2. PMID  10354480. S2CID  8567802.
• Фонг С.Л., Фонг ВБ (апрель 1999 г.). «Элементы, регулирующие транскрипцию гена интерстициального ретиноид-связывающего белка человека (IRBP) в культивируемых клетках ретинобластомы». Текущие исследования глаз. 18 (4): 283–91. Дои:10.1076 / ceyr.18.4.283.5360. PMID  10372988.
• Накано Т., Мурата Т., Мацуо И., Айзава С. (январь 2000 г.). «OTX2 напрямую взаимодействует с LIM1 и HNF-3beta». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 267 (1): 64–70. Дои:10.1006 / bbrc.1999.1872. PMID  10623575.
• Такеда К., Ёкояма С., Ясумото Ки, Сайто Х., Удоно Т., Такахаши К., Шибахара С. (январь 2003 г.). «OTX2 регулирует экспрессию ДОФАхром таутомеразы в пигментном эпителии сетчатки человека». Сообщения о биохимических и биофизических исследованиях. 300 (4): 908–14. Дои:10.1016 / S0006-291X (02) 02934-0. PMID  12559959.
• Мартинес-Моралес-младший, Долез В., Родриго И., Заккарини Р., Леконт Л., Боволента П., Сауле С. (июнь 2003 г.). «OTX2 активирует молекулярную сеть, лежащую в основе дифференцировки пигментного эпителия сетчатки». Журнал биологической химии. 278 (24): 21721–31. Дои:10.1074 / jbc.M301708200. PMID  12663655.
• Пуэллес Э., Аннино А., Туорто Ф., Усиелло А., Акампора Д., Черни Т., Бродски С., Анг С. Л., Вурст В., Симеоне А. (май 2004 г.). «Otx2 регулирует степень, идентичность и судьбу нейрональных предшественников доменов в вентральной части среднего мозга». Развитие. 131 (9): 2037–48. Дои:10.1242 / dev.01107. PMID  15105370.
• Бун К., Эберхарт К.Г., Риггинс Г.Дж. (февраль 2005 г.). «Геномная амплификация гомолога ортодентика 2 в медуллобластомах». Исследования рака. 65 (3): 703–7. PMID  15705863.
• Ди К., Ляо С., Адамсон округ Колумбия, Паррет Т. Дж., Бродерик Д. К., Ши К., Ленгауэр К., Камминз Дж. М., Велкулеску В. Е., Фултс Д. В., МакЛендон Р. Э., Бигнер Д. Д., Ян Х. (февраль 2005 г.). «Идентификация OTX2 как онкогена медуллобластомы, продукт которого может быть нацелен полностью транс-ретиноевой кислотой». Исследования рака. 65 (3): 919–24. PMID  15705891.
• Ragge NK, Brown AG, Poloschek CM, Lorenz B, Henderson RA, Clarke MP, Russell-Eggitt I, Fielder A, Gerrelli D, Martinez-Barbera JP, Ruddle P, Hurst J, Collin JR, Salt A, Cooper ST, Thompson PJ, Sisodiya SM, Williamson KA, Fitzpatrick DR, van Heyningen V, Hanson IM (июнь 2005 г.). «Гетерозиготные мутации OTX2 вызывают серьезные глазные пороки». Американский журнал генетики человека. 76 (6): 1008–22. Дои:10.1086/430721. ЧВК  1196439. PMID  15846561.
• Брюне I, Вейнл С., Пайпер М., Трембло А., Волович М., Харрис В., Прочианц А., Холт С. (ноябрь 2005 г.). «Фактор транскрипции Engrailed-2 направляет аксоны сетчатки». Природа. 438 (7064): 94–8. Bibcode:2005Натура 438 ... 94Б. Дои:10.1038 / природа04110. ЧВК  3785142. PMID  16267555.
• Chatelain G, Fossat N, Brun G, Lamonerie T (июль 2006 г.). «Молекулярное рассечение показывает снижение активности, а не доминирующий отрицательный эффект у человеческих мутантов OTX2». Журнал молекулярной медицины. 84 (7): 604–15. Дои:10.1007 / s00109-006-0048-2. PMID  16607563. S2CID  36896471.
• Лим Дж., Хао Т., Шоу С., Патель А.Дж., Сабо Дж., Руал Дж. Ф., Фиск С.Дж., Ли Н., Смоляр А., Хилл Д.Е., Барабаши А.Л., Видал М., Зогби Х.Ю. «Сеть белок-белкового взаимодействия для унаследованных атаксий человека и нарушений дегенерации клеток Пуркинье». Ячейка. 125 (4): 801–14. Дои:10.1016 / j.cell.2006.03.032. PMID  16713569. S2CID  13709685.
• Heimbucher T, Murko C, Bajoghli B., Aghaallaei N, Huber A, Stebegg R, Eberhard D, Fink M, Simeone A, Czerny T. (январь 2007 г.). «Gbx2 и Otx2 взаимодействуют с доменом WD40 корепрессоров Groucho / Tle». Молекулярная и клеточная биология. 27 (1): 340–51. Дои:10.1128 / MCB.00811-06. ЧВК  1800652. PMID  17060451.

внешние ссылки

• OTX2 + белок, + человек в Национальной медицинской библиотеке США Рубрики медицинской тематики (MeSH)
• Обзор всей структурной информации, доступной в PDB для UniProt: P80206 (Мышиный белок Homeobox OTX2) на PDBe-KB.

Эта статья включает текст из Национальная медицинская библиотека США, который находится в всеобщее достояние.