تنظیم شروع بیان ۵xbT در اندام حرکتی جلویی با ژن های xoH
خلاصه
Tbx4 و5 xbTدو ژن مرتبط با هم از ژن های جعبه Tهستند که به ترتیب عوامل رونویسی بیان شده در محدوده اندام حرکتی عقبی و اندام حرکتی جلویی در مهره داران آرواره دار را کد می‌کنند. علی رغم الگوی بیان منحصر به فرد آنها در اندام، ما نشان داده‌ایم که این ژن‌ها در کسب موروفولوژی اندامی خاص شرکت ندارند. در عوض، 4 xbTو 5xbT نقش‌های مشابهی را در شروع شکل‌گیری اندام حرکتی جلویی و عقبی به ترتیب ایفا می‌کنند. ما فرض کردیم که ترکیب‌های مختلفی از پروتئین‌های xoh در نواحی منقاری و وابسته به دم از مزودم صفحه جانبی که در آن القا اندام رخ می‌دهد، بیان می‌شوند و ممکن است در تنظیم بیان منحصر به نوع اندام ژن‌های Tbx4 و Tbx5 و در تعیین مورفولوژی ویژه اندام دخیل باشد. در اینجا، ما حداقل عنصر تنظیمی که برای بیان منحصر به اولین اندام حرکتی جلویی موش ژن Tbx5 کافی است، تشخیص دادیم و نشان دادیم که این توالی xoh پاسخگو است. نتایج ما از یک مکانیسمی که در آن ژن‌های xoh در پایین‌دست5 xbT برای کنترل موقعیت محوری تشکیل عضو جلویی فعالیت می‌کنند، حمایت می‌کند.
مقدمه
ژن‌های جعبه T خانواده‌ای از فاکتورهای رونویسی را کد می‌کنند که در تمامی متازوئن ها شناسایی شده‌اند و نقش‌های مختلفی را در طول تکامل جنینی ایفا می‌کنند ( Naiche et al., 2005; Papaioannou, 2001 Minguillon and Logan, 2003;). از این خانواده ژنی گسترده، Tbx4 وTbx5 به دلیل برجسته بودن و نواحی بیان منحصر به فرد متقابل که در نواحی مختلفی نظیر قلب و اندام‌ها از جنین در حال تکامل نشان می‌دهند، توجه خاصی را دریافت کرده‌اند (al., 1996; Gibson-Brown et al., 1996; Krause et al., 2004 Chapman et). Tbx5 در ناحیه اندام حرکتی جلویی و جوانه اندام حرکتی جلویی بیان شده است، در حالی که Tbx4 در اندام حرکتی عقبی و جوانه اندام حرکتی بیان شده است (توسط Logan 2003 مرور شده است). آزمایشات اولیه بیان اشتباه در جوجه نشان می‌دهند که این ژن‌ها نقشی را در تعیین مورفولوژی ویژه اندام ایفا می‌کنند (Rodriguez-Esteban et al., 1999; Takeuchi et al. 1999,). با این حال، آزمایشات بعدی حذف ژن در موش تایید کرد که Tbx5 و Tbx4 نقش‌های مهمی را در آغاز رشد اندام ایفا می‌کنند (Papaioannou, 2003; Rallis et al., 2003 Agarwal et al., 2003; Naiche and). علاوه بر این، ما نشان دادیم که هیچ یک از Tbx5 و Tbx4 برای کسب مورفولوژی خاص اندام مورد نیاز نیستند، اما آنها نقش‌های مشابهی را به ترتیب در آغاز رشد اندام حرکتی جلویی و اندام حرکتی عقبی ایفا می‌کنند (Minguillon et al., 2005). ما ترکیبی از روش‌های تراریخت و حذف ژن را در موش‌ها بکار بردیم تا نشان دهیم که رشد اندام حرکتی جلویی می‌تواند توسط Tbx4 در غیاب ژن Tbx5 القا شود. ما نتیجه گرفتیم که اگرچه Tbx5 و Tbx4 به طور نرمال القا می‌شوند و به ترتیب مارکرهایی از رشد اندام حرکتی جلویی و اندام حرکتی عقبی هستند، آنها نقشی را در تعیین مورفولوژی خاص اندام ایفا نمی‌کنند. ما فرض کردیم که مورفولوژی‌های خاص اندام که در نهایت توسعه یافته‌اند به جای دیکته توسط هویت محوری مزودرم صفحه جانبی (LPM) که در آن القا اندام به وسیله Tbx رخ می‌دهد، ایجاد می‌شوند. این با آزمایشات جنین شناسی کلاسیک در جوجه هماهنگ است که تعیین نوع اندام در مراحل بسیار اولیه تکامل اندام، قبل از رشد آشکار اندام و بیان Tbx4 و Tbx5 مشخص می‌شود (2002; Stephens et al., 1989 Saito et al.,).
SUMMARY
Tbx4 and Tbx5 are two closely related T-box genes that encode transcription factors expressed in the prospective hindlimb and forelimb territories, respectively, of all jawed vertebrates. Despite their striking limb type-restricted expression pattern, we have shown that these genes do not participate in the acquisition of limb type-specific morphologies. Instead, Tbx4 and Tbx5 play similar roles in the initiation of hindlimb and forelimb outgrowth, respectively. We hypothesized that different combinations of Hox proteins expressed in different rostral and caudal domains of the lateral plate mesoderm, where limb induction occurs, might be involved in regulating the limb type-restricted expression of Tbx4 and Tbx5 and in the later determination of limb type-specific morphologies. Here, we identify the minimal regulatory element sufficient for the earliest forelimb-restricted expression of the mouse Tbx5 gene and show that this sequence is Hox responsive. Our results support a mechanism in which Hox genes act upstream of Tbx5 to control the axial position of forelimb formation.
INTRODUCTION
T-box genes encode a family of transcription factors that have been identified in all metazoans and which play diverse roles during embryonic development (Minguillon and Logan, 2003; Naiche et al., 2005; Papaioannou, 2001). From this extensive gene family, the paralogues Tbx4 and Tbx5 have received particular attention due to the striking, mutually exclusive expression domains that they exhibit in various territories of the developing embryo, such as the heart and the limbs (Chapman et al., 1996; Gibson-Brown et al., 1996; Krause et al., 2004). Tbx5 is expressed in the prospective forelimb territory and subsequent forelimb bud, whereas Tbx4 is expressed in the prospective hindlimb territory and hindlimb bud (reviewed by Logan, 2003). Initial misexpression experiments in the chick suggested that these genes play a role in the specification of limb type-specific morphologies (Rodriguez-Esteban et al., 1999; Takeuchi et al., 1999). However, subsequent gene deletion experiments in the mouse confirmed that Tbx5 and Tbx4 play essential roles in the initiation of limb outgrowth (Agarwal et al., 2003; Naiche and Papaioannou, 2003; Rallis et al., 2003). Furthermore, we have shown that neither Tbx5 nor Tbx4 is required for the acquisition of limb type-specific morphologies, but that they play equivalent roles in the initiation of forelimb and hindlimb outgrowth, respectively (Minguillon et al., 2005). We used a combination of transgenic and gene deletion approaches in mice to show that forelimb outgrowth can be induced by Tbx4 in the absence of Tbx5. We concluded that although Tbx5 and Tbx4 normally induce, and are markers of, forelimb and hindlimb outgrowth, respectively, they do not play a role in the specification of limb type-specific morphologies. We hypothesized that the limb typespecific morphologies that ultimately develop are instead dictated by the axial identity of the pre-patterned lateral plate mesoderm (LPM) in which Tbx-mediated limb induction occurs. This is concordant with classical embryological experiments in the chick that show that limb type specification is determined at very early stages of limb development, prior to overt limb outgrowth and the expression of Tbx4 and Tbx5 (Saito et al., 2002; Stephens et al., 1989).
خلاصه
مقدمه
مواد و روش ها
سازه های DNA و تجزیه و تحلیل بخش های تنظیمی
تولید رده های تراریخت
جنین ها
جنین های موش با توجه به روش کافمن تولید شدند (Kaufman, 2001)
الکتروپوریشن جوجه
هیبریداسیون کامل درجا (In situ) و هیستوشیمی
روش تغییر حرکت Electrophoretic
نتایج
آنالیز ناحیه تنظیمی ژن Tbx5 موش
ترکیبی از ژن‌های Hox4 و Hox5 در LPM منقاری از جنین‌های اولیه موش بیان شده‌است
ژن‌های PG4 و PG5 Hox می‌توانند بیان lacZ را در روش کو- الکتروپوریشن جوجه فعال کنند
جایگاه های اتصال Hox برای بیان TbX5 محدود به اندام حرکتی جلویی در in vivo
پروتئین های Hox می توانند به طور مستقیم به این جایگاه های کاندید متصل شونده به Hox در in vitro متصل شوند
بحث
ژن های Hox بیان اندام حرکتی جلویی ژن Tbx5 موش را تنظیم می کند
حفظ عنصر تنظیمی Tbx5 اندام حرکتی جلویی
نقش جدید ژن های Hox در تکوین اندام
SUMMARY
INTRODUCTION
MATERIALS AND METHODS
DNA constructs and analysis of regulatory regions
Generation of transgenic lines
Embryos
Chick electroporation
Whole-mount in situ hybridisation and histochemistry
Electrophoretic mobility shift assay
RESULTS
Analysis of the mouse Tbx5 regulatory region
A combination of Hox4 and Hox5 genes is expressed in the rostral LPM of early mouse embryos
PG4 and PG5 Hox genes can activate the expression of lacZ in a chick co-electroporation assay
Hox binding sites are required to direct forelimbrestricted expression of Tbx5 in vivo
Hox proteins can directly bind to these putative Hox binding sites in vitro
DISCUSSION
Hox genes regulate forelimb expression of the mouse Tbx5 gene
Conservation of the Tbx5 forelimb regulatory element
A novel role for Hox genes in limb development
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه