– kehitystä, erilaistumista ja solujen kasvua ja kudosten vaativat tarkasti säänneltyä malleja geenien ilmentyminen. Parantajina toimivat kuin cis-sääntelyyn elementtejä välittäjänä sekä alueellinen ja ajallinen ohjaus kehitystä käynnistämällä transkriptio erityisiä soluja ja/tai tukahduttaa sen muihin soluihin. Siten erityisesti transkriptiotekijöiden ja muiden DNA: ta sitovien proteiinien yhdistelmä kehittyvässä kudoskontrollissa, mitkä geenit ilmaistaan kyseisessä kudoksessa. Tehostajat mahdollistavat saman geenin käytön erilaisissa prosesseissa avaruudessa ja ajassa.,
Tunnistaminen ja characterizationEdit
Perinteisesti parantajia tunnistettiin tehostajana ansa tekniikoita käyttäen reportteri geeni tai vertaileva sekvenssin analyysi ja laskennallinen genomiikka. Geneettisesti mukautuva malleja, kuten banaanikärpäsen Drosophila melanogaster, esimerkiksi toimittaja rakentaa, kuten bensley geeni voi olla satunnaisesti integroitu genomin käyttäen P-elementti transposon. Jos toimittaja geeni integroituu lähellä tehostajana, sen ilme heijastaa ilmaus malli ohjaa, että tehostajana., Näin, värjäys lentää Bensley ilmaisun tai toiminnan ja kloonaus järjestyksessä ympäröivän integrointi sivuston avulla tunnistaminen tehostajana järjestyksessä.
kehittäminen genomista ja epigenomic tekniikoita, kuitenkin, on dramaattisesti muuttanut näkymät cis-sääntelyyn moduulit (CRM) löytö., Seuraavan sukupolven sekvensointi (NGS-menetelmiä) nyt mahdollistaa suurikapasiteettisten toiminnallinen CRM löytö määritykset, ja huomattavasti yhä enemmän käytettävissä olevia tietoja, mukaan lukien suuria kirjastoja transkriptio tekijä-sitoutumiskohta (TFBS) kuviot, kokoelmat selityksin, validoitu käteisen kierrätysautomaatit, ja laaja epigeneettiset dataa monia solutyyppejä, tekevät tarkkoja laskennallisia CRM löytö saavutettavissa tavoite. Esimerkki NGS-pohjainen lähestymistapa nimeltään DNase-seuraavat kohdat on otettu käyttöön tunnistaminen nucleosome-tyhjentynyt, tai avata chromatin alueet, jotka voivat sisältää CRM., Viime aikoina on kehitetty Atac-seq: n kaltaisia tekniikoita, jotka vaativat vähemmän aloitusmateriaalia. Nucelosome köyhdytettyä alueilla voi olla tunnistettu in vivo läpi ilmaus Pato methylase, jolloin enemmän valvontaa solu-tyyppi erityisiä tehostajana tunnistaminen.Laskennallisia menetelmiä ovat vertaileva genomiikka, ryhmittelyä, tunnettu tai ennustettu TF-sitova sivustoja ja ohjattu kone-oppimisen lähestymistapoja koulutettu tiedossa käteisen kierrätysautomaatit., Kaikki nämä menetelmät ovat osoittautuneet tehokkaiksi CRM löytö, mutta jokaisella on oma huomioita ja rajoituksia, ja joka edellyttää enemmän tai pienempi määrä vääriä positiivisia tunnistamista.Vertaileva genomiikka lähestymistapa, sekvenssin säilyttäminen ei-koodaavat alueet voivat olla osoitus parantajia. Useiden lajien sekvenssit ovat linjassa, ja säilyneet alueet tunnistetaan laskennallisesti., Tunnistaa sekvenssit voidaan sitten kiinnittää reportteri geeni, kuten vihreä fluoresoiva proteiini tai bensley määrittää in vivo-malli geenin tuottama tehostajana kun ruiskutetaan alkio. mRNA ilmaisun toimittaja voidaan visualisoida in situ hybridisaatio, joka tarjoaa enemmän suora mitta tehostajana toimintaa, koska se ei kohdistu monimutkaisia käännös ja proteiinin taitto., Vaikka paljon todisteita on korostanut sekvenssikonservoinnista kriittinen kehityshäiriöitä parantajia, muu työ on osoittanut, että toiminta parantajia voi säästää vähän tai ei ensisijainen sekvenssin säilyttäminen. Esimerkiksi RET parantajia ihmisillä on hyvin vähän sekvenssikonservoinnista niille seeprakala, mutta molempien lajien sekvenssit tuottaa lähes identtisiä malleja reportteri-geenin ilmentymistä seeprakala., Vastaavasti erittäin poikkesivat hyönteisiä (erotettu noin 350 miljoonaa vuotta), samanlaisia geenien ilmentyminen malleja useita keskeisiä geenejä havaittiin säänneltävä samoin muodostivat Yhteisvalvontajärjestöjen vaikka nämä Yhteisvalvontajärjestöt eivät näytä mitään merkittävää sekvenssikonservoinnista havaittavissa standardi sequence alignment-menetelmiä, kuten BLAST.
Vuonna segmentointi insectsEdit
parantajia määritetään alussa segmentointi banaanikärpänen alkiot ovat joukossa paras tunnettu kehityshäiriöitä parantajia., Alussa lentää alkio, gap-geenin transkriptio tekijät ovat vastuussa aktivointi ja tukahduttaa useita segmentointi geenejä, kuten pair rule-geenit. Gap-geenit on ilmaistu korttelin pitkin anterior-posterior akselin lentää yhdessä muiden äitien vaikutus transkriptio tekijät, luoden sisäisiä vyöhykkeitä, joilla eri yhdistelmiä transkriptio tekijät ovat ilmaisseet. Parisääntögeenit erotetaan toisistaan ei-ilmentävillä soluilla. Lisäksi eri parisääntögeenien ilmaisun raidat kompensoituvat muutamalla soluhalkaisijalla toisistaan., Näin ollen ainutlaatuisia yhdistelmiä pari-sääntö geenien ilmentyminen luoda paikkatietojen verkkotunnuksia sekä anterior-posterior-akseli perustaa kunkin 14 yksittäisten segmenttien. 480 bp tehostajana vastuussa ajo jyrkkä raita kaksi pari-sääntö geeni jopa ohitetaan (eve) on ollut hyvin ominaista. Tehostin sisältää 12 eri sitoutumiskohtaa äidin ja geenin transkriptiotekijöille. Aktivointi ja tukahduttaminen sivustot limittyvät järjestyksessä., Eve on vain ilmaistu kapea raita soluja, jotka sisältävät korkeita pitoisuuksia aktivaattoreita ja alhainen pitoisuus repressors tämän tehostajana järjestyksessä. Muut tehostealueet ajavat Eevan ilmentymistä 6 muussa alkiossa olevassa raidassa.
selkärankaisilla patterningEdit
kehon akselien määrittäminen on kriittinen askel eläinten kehityksessä. Aikana hiiren alkion kehityksen, Solmukohtien, a transforming growth factor-beta-superperheen ligandin, on avain geenin mukana kuviointi sekä anterior-posterior-akseli ja vasen-oikea-akselilla aikaisin alkio., Nodaaligeeni sisältää kaksi tehostajaa: proksimaalisen Epiblastin tehostajan (PEE) ja epäsymmetrisen tehostajan (ASE). PEE on ylävirtaan Solmukohtien geeni-ja Solmukohtien asemat ilmaisun osa primitiivinen putki, joka erottaa osaksi solmu (kutsutaan myös primitiivinen solmu). PEE syttyy Solmukohtien ilmaisun vastauksena yhdistelmä Wnt-signalointi plus toinen, tuntematon signaali; näin ollen, jäsen LEF/TCF-transkriptio tekijä perheen todennäköisesti sitoutuu TCF-sitoutumiskohdan soluissa solmussa., Diffuusio Solmukohtien päässä solmu muotoja, kaltevuus, joka sitten kuvioita ulottuu anterior-posterior-akselin alkion. ASE on introninen tehostaja, jota sitoo haarukan pään verkkotunnuksen transkriptiokerroin Fox1. Kehityksen alkuvaiheessa Fox1-vetoinen Solmunilmaisu muodostaa viskeraalisen endodermin. Myöhemmin kehitys, Fox1 sitova ASE ajaa Solmukohtien ilme vasemmalla puolella sivusuunnassa levy mesodermi, siten luoda vasen-oikea epäsymmetria tarpeen epäsymmetrinen urut kehitystä mesodermi.,
kolmen itukerroksen määrittäminen gastrulaation aikana on toinen kriittinen askel eläinten kehityksessä. Jokaisella kolmesta sukukerroksesta on ainutlaatuiset geeniekspression muodot, jotka edistävät niiden erilaistumista ja kehittymistä. Endodermi on määritetty alussa kehitystä Gata4 ilme, ja Gata4 menee suoraan vatsaan morfogeneesin parissa myöhemmin. Gata4 ilme on hallittu alussa alkio, jonka intronic tehostajana, joka sitoo toisen forkhead domain transkriptio tekijä, FoxA2., Aluksi tehostajana asemat laaja geenien ilmentyminen koko alkio, mutta ilme muuttuu nopeasti rajoitu endodermi, mikä viittaa siihen, että muut repressors voi olla mukana sen rajoitus. Kehityksen loppupuolella sama tehostaja rajoittaa ilmentymistä kudoksiin, joista tulee vatsa ja haima. Ylimääräinen tehostajana on vastuussa siitä, Gata4 ilmaisun endodermi aikana välivaiheita suolen kehitystä.,
Useita parantajia edistää kehityshäiriöitä robustnessEdit
Jotkut geenit osallistuvat kriittinen kehitykselliset prosessit sisältävät useita parantajia päällekkäisten toiminto. Toissijainen parantajia, tai ”varjo parantajia”, voi löytyä monta kilobases pois ensisijainen enhancer (”ensisijainen” viittaa yleensä ensimmäinen tehostajana löydetty, joka on usein lähempänä geeni säätelee). Itse kukin tehostaja ajaa lähes identtisiä geenien ilmentymäkuvioita. Ovatko nämä kaksi tehostajaa todella tarpeettomia?, Viimeaikaiset työt ovat osoittaneet, että useat tehostimet mahdollistavat hedelmäkärpästen selviytymisen ympäristön häiriöistä, kuten lämpötilan noususta. Kun nosti korotetussa lämpötilassa, yhden tehostajana joskus epäonnistuu ajaa koko kuvio ilmaisun, kun taas läsnäolo sekä parantajia sallii normaalin geenin ilmentyminen.