Супермен (ген) - Superman (gene)

Супермен это растительный ген в Arabidopsis thaliana, который играет роль в контроле границы между тычинка и карпель развитие в цветке.[1] Он назван в честь персонажа комиксов. Супермен, и родственные гены криптонит (ген) и Кларк Кент были названы соответственно (хотя последнее оказывается просто еще одной формой супермен).[2] Он кодирует фактор транскрипции (в частности, тип C2H2 белок цинковых пальцев ).[3] Гомологичный гены известны в петуния[4] и львиный зев,[5] которые также участвуют в развитии цветков, хотя в обоих случаях есть важные отличия от функционирования в Арабидопсис. Супермен проявляется на ранней стадии развития цветка в тычинке, прилегающей к обороту плодолистика.[4] Он взаимодействует с другими генами ABC-модель развития цветов разными способами.[4]

Функция гена

Супермен кодирует фактор транскрипции.[3] Этот белок связывается с ДНК через мотив цинкового пальца[3] действует как регулятор цветочного гомеотические гены, контролируя развитие цветков Arabidopsis thaliana растения. Arabidopsis thaliana цветки развиваются в четырех мутовках, которые представляют собой концентрические группы клеток, ответвляющихся от растущих меристема.[6] Супермен было обнаружено, что они действуют в четвертом обороте цветков, которые обычно развиваются в Carpels. Супермен обычно ограничивает действие другого гена, называемого (APETALA3) в четвертом завихрение, в результате чего экспрессия APETALA3 присутствует только во втором и третьем оборотах.[6] APETALA3 - это ген, обычно связанный с развитием тычинок в третьем обороте,[7] таким образом, ограничиваясь, мы допускаем развитие других органов в четвертом обороте (например, Пестик ).

Мутация, которая полностью устраняет функцию гена сверхчеловека, приведет к появлению цветов, несущих дополнительные тычинки, заменив пестики которые обычно развиваются на четвертом обороте. Эта мутация получила название sup-1 мутация. Для мутации sup-1 более экстремальное развитие тычинок наблюдается у гомозиготный мутация, чем гетерозиготная мутация.[8]

Взаимодействие с ABC-моделью развития цветка

Ген, с которым взаимодействует Супермен (APETALA3), является членом группы B-функций ABC модель развития цветка,[7] который обычно отвечает за разработку Тычинка и Лепестки. Другие важные члены модели развития цветков ABC включают APETALA1, APETALA2, AGAMOUS и PISTILATA.[9] Не было обнаружено, что Супермен взаимодействует ни с одним из этих генов. SUPERMAN (SUP) и SUPERMAN-подобные гены, такие как APETALA2, работают как регуляторы белкового комплекса с другими корепрессорами, известными как TOPLESS (TPL) и гистон-деацетилаза 19 (HD19), чтобы подавлять транскрипционные функции в растениях. [10]

Эпигенетические изменения Супермена

Супермен было обнаружено, что он подвергается эпигенетический модификации. Конкретно, метилирование цитозина (присоединение метильных радикалов к основаниям цитозина), что подавляет его транскрипционная активность. Это метилирование вызывает Clark Kent (clk) эпиаллели, которые представляют собой набор измененных версий гена Супермена, лишенного функции.[11] В то время как большинство случаев метилирования цитозина у растений, как правило, происходит в Промоутер транскрипции, метилирование цитозина Супермена происходит внутри гена сразу после промотора.[6] Точное место метилирования варьируется, но определяет, какой clk epiallele мы определяем как имеющее растение; К настоящему времени идентифицировано 7 эпиаллелей clk (пронумерованных clk1-clk7).[11]

Эти аллели Кларка Кента могут передаваться по наследству, но часто в результате мутации они возвращаются к естественному гену со скоростью около 3% на поколение.[12]

Рекомендации

  1. ^ "Модель гена: SUP". Информационный ресурс по арабидопсису (ТАИР). 2006-02-01. Получено 2007-01-23.
  2. ^ "Умные названия генов арабидопсиса". Умные названия генов. Микаэль Нику и Микко Тайпале. 2005-12-03. Архивировано из оригинал 31 декабря 2006 г.. Получено 2007-01-23.
  3. ^ а б c Джэ-Ён Юн, Детлеф Вайгель и Илья Ли (2002). «Эктопическая экспрессия SUPERMAN подавляет развитие лепестков и тычинок». Физиология растений и клеток. 43 (1): 52–57. Дои:10.1093 / pcp / pcf018. PMID  11828022.
  4. ^ а б c Хитоши Накагава; Сильвия Феррарио; Герко К. Ангенент; Акира Кобаяши и Хироши Такацудзи (апрель 2004 г.). "Ортолог петунии Arabidopsis SUPERMAN играет особую роль в морфогенезе цветочного органа". Растительная клетка. 16 (4): 920–932. Дои:10.1105 / tpc.018838. ЧВК  412866. PMID  15020746.
  5. ^ Вставка 3: Контроль над детерминантностью цветков Antirrhinum и Arabidopsis из Жужанна Шварц-Зоммер, Брендан Дэвис и Эндрю Хадсон (август 2003 г.). «Бессмертный пионер: история исследования Antirrhinum». Природа Обзоры Генетика. 4 (8): 655–664. Дои:10.1038 / nrg1127. HDL:1842/704. PMID  12897777.
  6. ^ а б c Chan, Simon W.-L .; Хендерсон, Ян Р .; Якобсен, Стивен Э. (2005-05-01). «Садоводство генома: метилирование ДНК в Arabidopsis thaliana». Природа Обзоры Генетика. 6 (5): 351–360. Дои:10.1038 / nrg1601. ISSN  1471-0056. PMID  15861207.
  7. ^ а б Krizek, B.A .; Мейеровиц, Э. М. (1996-01-01). «Гомеотических генов Arabidopsis APETALA3 и PISTILLATA достаточно для обеспечения функции идентичности органа класса B». Разработка. 122 (1): 11–22. ISSN  0950-1991. PMID  8565821.
  8. ^ Боумен, Джон (1992). «СУПЕРМАН, регулятор цветочных гомеотических генов у арабадопсиса» (PDF). Разработка.
  9. ^ Bowman, John L .; Смит, Дэвид Р .; Мейеровиц, Эллиот М. (2012-11-15). «Азбука развития цветов: тогда и сейчас». Разработка. 139 (22): 4095–4098. Дои:10.1242 / dev.083972. ISSN  0950-1991. PMID  23093420.
  10. ^ Кроган, Н. Т., Хоган, К., и Лонг, Дж. А. (2012). APETALA2 отрицательно регулирует множественные гены идентичности органов цветка у Arabidopsis, задействуя корепрессор TOPLESS и гистондеацетилазу HDA19. Разработка, dev-085407 ..
  11. ^ а б Jacobsen, Steven E .; Мейеровиц, Эллиот М. (1997-08-22). "Гиперметилированные эпигенетические аллели SUPERMAN у Arabidopsis". Наука. 277 (5329): 1100–1103. Дои:10.1126 / science.277.5329.1100. ISSN  0036-8075. PMID  9262479.
  12. ^ Какутани, Тетсудзи (2002-10-15). «Эпи-аллели в растениях: наследование эпигенетической информации из поколения в поколение». Физиология растений и клеток. 43 (10): 1106–1111. Дои:10.1093 / pcp / pcf131. ISSN  0032-0781. PMID  12407189.