Vrille (gen)

Identyfikatory
Vrille'a
Organizm	muszka owocowa
Symbol	wri
UniProt	O18660
Szukaj Struktury Model szwajcarski Domeny InterPro

Vrille (vri) to czynnik transkrypcyjny bZIP występujący na chromosomie 2 u Drosophila melanogaster . mRNA Vrille i produkt białkowy (VRI) oscylują w przewidywalny sposób w 24-godzinnej skali czasowej i wchodzą w interakcje z innymi zegara okołodobowego , aby regulować rytmy okołodobowe u Drosophila . Jest także regulatorem embriogenezy ; ulega ekspresji w wielu typach komórek podczas wielu etapów rozwoju, koordynując zarodkową polaryzację grzbietową / brzuszną, różnicowanie żył skrzydłowych i zapewniając integralność tchawicy. Jest również aktywny w jelicie embrionalnym, ale jego dokładna funkcja nie jest znana. Mutacje w vri zmieniają okres okołodobowy i powodują arytmię okołodobową oraz wady rozwojowe u Drosophila .

Odkrycie

Helene George i Regine Terracol odkryli pierwsze allele vrille ( vri ¹ i vri ² ) w 1997 roku za pomocą testu mutagenezy EMS i odkryli, że ich produkty są czynnikami transkrypcyjnymi zaangażowanymi w embriogenezę. Justin Blau wyjaśnił dodatkowe implikacje „vrille” w 1999 roku podczas badań przesiewowych genów kontrolowanych zegarem w Drosophila , które reagowały na heterodimery PER / TIM.

Funkcjonować

okołodobowy

Zablokowane pętle molekularnego sprzężenia zwrotnego u Drosophila melanogaster. Heterodimer CLOCK/CYCLE działa jako aktywator transkrypcji (element pozytywny) dla genów okresowych (per) i ponadczasowych (tim). Heterodimer PER/TIM jest fosforylowany w cytoplazmie w obecności specyficznych kinaz, a fosforylowany kompleks działa wtedy jako inhibitor własnej transkrypcji (element ujemny). Białka VRI i PDP1 regulują poziom kompleksu CLK/CYC, który z kolei jest regulowany przez CLK/CYC. Zatem heterodimer CLK/CYC wydaje się być ważnym składnikiem, który łączy dwie pętle i jest ważny dla podtrzymywania oscylacji molekularnych. Białko Cryptochrome (CRY) jest zaangażowane w szlaki porywania światła przez zegar molekularny Drosophila.

Obecny model oscylatora okołodobowego Drosophila składa się z dwóch blokujących się pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego transkrypcji / translacji . Jedna pętla składa się z per , tim , clk , cyc oraz ich mRNA i produktów białkowych. W tej pętli heterodimer PER/TIM jest represorem dla kompleksu CLK/CYC, podczas gdy kompleks CLK/CYC służy jako aktywator i czynnik transkrypcyjny dla per i tim . Vrille jest aktywowany przez kompleks CLK/CYC i koduje represor transkrypcji CLK. Druga pętla regulatorowa składa się z vri , pdp1 , clk oraz ich mRNA i produktów białkowych. Vrille jest aktywowany przez kompleks CLK/CYC i koduje represor transkrypcji CLK. Wysokie poziomy CLK/CYC aktywują transkrypcję Vrille w celu zwiększenia produkcji białka, co prowadzi do represji transkrypcji clk co ostatecznie zmniejsza stężenie kompleksów CLK/CYC. Wreszcie białko PDP1, czynnik transkrypcyjny bZIP, służy jako aktywator clk i osiąga szczyt 3–6 godzin po piku białka VRI i wraz z VRI reguluje dobowe rytmy białka CLK.

Nie dobowy

Vrille działa jako wzmacniacz genów dekapentaplegicznych (dpp) i easter, krytycznych dla rozwoju osi grzbietowo-brzusznej w procesie różnicowania regionalnego podczas embriogenezy Drosophila . Podobnie może działać jako wzmacniacz mutacji dpp . Easter bierze udział w inicjowaniu kaskady proteaz , która aktywuje gen grzbietowy , powodując represję dpp w brzusznej części zarodka podczas wczesnego rozwoju muszki. Mechanizm, za pomocą którego vrille wpływa na szlak dpp , jest nadal nieznany.

Analiza mRNA i analiza bioinformatyczna sugerują, że vrille bierze udział w sieciach regulacyjnych prowadzących do starzenia się serca . Ponadto nadekspresja vri doprowadziła do dysfunkcji serca, podczas gdy utrata funkcji znacznie zmniejsza dysfunkcję serca związaną z wiekiem w wyniku redukcji stresu oksydacyjnego

Indukcja vri w komórkach prekursorowych oka Drosophila , słabo rozwiniętych komórkach, które staną się komórkami oka, zmniejsza liczbę ommatidiów , jednocześnie zmieniając ich struktury wewnętrzne. Nadekspresja vri powoduje efekty antyproliferacyjne w procesach ważnych dla generacji kończyn, a także nieprawidłowe fenotypy w gruczołach ślinowych i narządach wewnętrznych. Wreszcie postulowano, że vri wpływa na te procesy poprzez interakcję z genami zaangażowanymi w produkcję cytoszkieletu chociaż dokładny proces jest nadal nieznany

homologi

Najbliższym ssaczym homologiem do vri jest regulator transkrypcji E4BP4 (NFIL3) . Chociaż konsensusowe miejsce wiązania dla vri nie zostało jeszcze określone, jego domena bZIP ma > 85% homologii z sekwencją białkową E4BP4 i rozpoznaje miejsce E4BP4. E4BP4 hamuje aktywność promotora w per1 , per2 i osteoblastach, co sugeruje jego rolę jako negatywnego zespołu regulatorowego zegarów okołodobowych ssaków. Transkrypcyjnie aktywuje interleukinę-3 i bierze udział w szlaki apoptotyczne . Nie odkryto żadnych innych homologów ssaków.

Skorupiak Daphnia magna kooptuje swojego ortologa vri do aktywacji genu determinującego płeć dwupłciową , zadanie wykonywane przez tra u much. Rozpoznaje sekwencję wzmacniacza dsx1 CGTTATA:ACATTGTTAT .