엑토픽 표현

Ectopic expression

엑토픽(Ectopic)은 접두어인 엑토(Ecto)와 함께 사용되는 말로, '제자리에 맞지 않는다'는 뜻이다. 엑토픽 발현이란 유전자가 보통 발현되지 않는 세포형, 조직형, 발달단계에서 나타나는 비정상적인 유전자 발현이다.[1][2] ectopic 표현이라는 용어는 주로 메타조안(metazoans)을 사용하는 연구에 사용되며, 특히 연구 목적으로 드로필라 멜라노가스터(drosophila melanogaster)에서 많이 사용된다.

어떻게 사용하는가

ectopic 표현은 자연적인 조건에 의해 일어날 수 있지만, 유전자 조절의 결함의 산물이기 때문에 자연에서 보기 드문 것이다.[1] 사실, ectopic 표현은 연구 목적으로 더 흔하게 사용된다. 인공적으로 유도된 유전자 발현이 관심 유전자의 기능을 결정하는 데 도움이 된다. D. 멜라노가스터의 UAS-Gal4 시스템에 의한 과도한 압착이나 미섹스 압착과 같은 일반적인 기법이 사용된다.[2] 모델 유기체에서는 그러한 기법이 특정 세포나 발달 과정에 관여하는 유전자의 기능을 식별하기 위해 유전자 화면을 수행하는데 사용된다.[3]

이러한 기법을 이용한 엑토픽 표현은 유전자가 정상적으로 표현되지 않는 조직이나 세포 타입에서 유도된 표현형은 유전자가 정상적으로 표현되는 조직이나 세포 타입에 비해 쉽게 구별할 수 있기 때문에 유용한 도구다. 기초표현과 비교함으로써 관심유전자 기능을 파악할 수 있다.[3]

ectopic 표현에 대한 이해는 유기체의 내생 유전자를 다루지만, 유전자가 보통 발현되지 않는 세포나 조직 유형에 외생 유전자가 유입되는 transgenesis와 유사한 개념으로 확대될 수 있다.[4] 생물학에서 ectopic 발현 관행은 알려진 세포나 조직 유형에서 유전자의 기능을 식별하는 것에 국한되지 않을 뿐만 아니라 ectopic 발현에 의해 유전자의 알려지지 않거나 추가적인 기능을 발견하기 위해 시행된다.

연구 사례

쌍체상자단백질

인간의 페어링 박스 단백질 팍스-6은 전사인자로 눈과 뇌 발달의 주요 조절 유전자다.[5] 드로필라 호몰로겐(eye)의 엑토픽 표현은 인간에서 팍스-6의 역할을 식별하는 데 사용되어 왔다. 조직별 UAS-Gal4 시스템을 사용하여, ey의 기능을 증명하기 위해 transgenic fly의 다리, 날개, 할터, 더듬이에 ey를 유도할 수 있다.[6]

후각수용체유전자

후각수용체유전자(OR)는 보통 냄새제 검출용 냄새수용체로서의 주요 기능을 가진 인간과 생쥐 후각조직에서 발현된다.[7] 이 유전자에 결함이 있는 사람들은 미각과 후각의 장애를 가지고 있다. 정자와 고환에도 OR을 외경적 표현 방식으로 특별히 강조하여 표현한 것으로 보고되었다. 한 연구에서 연구원들은 대본 수치를 측정하여 마우스 모델의 비후각 조직에서 OR 유전자의 외관상 발현을 확인했다.[8] 여기서 그들은 후각 조직에 비해 상대적으로 낮은 OR 유전자 발현을 발견했는데, 결과는 다른 조직의 OR 유전자가 추가적인 기능을 가지고 있지 않음을 나타내지만, 그들은 작은 OR 하위세트가 다른 조직에서 기능적 역할을 할 수 있다는 가능성을 시사한다.[8]

시노비탈 사코마 X 염색체 중단점-2

시노브사육종 X 염색체 중단점-2(SSX2) 단백질은 핵에서 국소화되어 전사적 억제제 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또 흑색종에서 SSX2의 발현이 자주 관찰되지만 유전자의 역할은 평가되지 않았다.[9] 따라서, 연구원들은 외관적 표현의 원리를 이용하여 암 모델 세포를 포함한 다른 세포 라인에 SSX2를 표현해 왔다. 그들은 종양에 관여하는 ectopic SSX2 표현의 중요한 표현형을 발견했다: 1) 유전학적 불안정을 즉각적으로 유도하고, 2) 종양 세포 성장을 장기간 지지한다.[10]

참조

  1. ^ a b Cox, Timothy C.; Camci, Esra D.; Vora, Siddharth; Luquetti, Daniela V.; Turner, Eric E. (2014). "The genetics of auricular development and malformation: New findings in model systems driving future directions for microtia research". European Journal of Medical Genetics. 57 (8): 394–401. doi:10.1016/j.ejmg.2014.05.003. PMC 4143470. PMID 24880027.
  2. ^ a b Merriam, John R. (2001). "Genes with ectopic expression phenotypes are common, not rare" (PDF). Molecular Cell and Developmental Biology. 84: 130–132.
  3. ^ a b Rodríguez-Trelles, Francisco; Tarrío, Rosa; Ayala, Francisco J. (2005-06-01). "Is ectopic expression caused by deregulatory mutations or due to gene-regulation leaks with evolutionary potential?". BioEssays. 27 (6): 592–601. doi:10.1002/bies.20241. ISSN 1521-1878. PMID 15892118. S2CID 35292809.
  4. ^ Klebig, M. L.; Wilkinson, J. E.; Geisler, J. G.; Woychik, R. P. (1995-05-23). "Ectopic expression of the agouti gene in transgenic mice causes obesity, features of type II diabetes, and yellow fur". Proceedings of the National Academy of Sciences. 92 (11): 4728–4732. Bibcode:1995PNAS...92.4728K. doi:10.1073/pnas.92.11.4728. ISSN 0027-8424. PMC 41780. PMID 7761391.
  5. ^ Hanson, Isabel M. (2003-12-01). "PAX6 and Congenital Eye Malformations". Pediatric Research. 54 (6): 791–796. doi:10.1203/01.PDR.0000096455.00657.98. ISSN 0031-3998. PMID 14561779.
  6. ^ Kozmik, Zbynek; Daube, Michael; Frei, Erich; Norman, Barbara; Kos, Lidia; Dishaw, Larry J.; Noll, Markus; Piatigorsky, Joram (November 2003). "Role of Pax Genes in Eye Evolution". Developmental Cell. 5 (5): 773–785. doi:10.1016/s1534-5807(03)00325-3. PMID 14602077.
  7. ^ Malnic, Bettina; Godfrey, Paul A.; Buck, Linda B. (2004-02-24). "The human olfactory receptor gene family". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 101 (8): 2584–2589. Bibcode:2004PNAS..101.2584M. doi:10.1073/pnas.0307882100. ISSN 0027-8424. PMC 356993. PMID 14983052.
  8. ^ a b Feldmesser, Ester; Olender, Tsviya; Khen, Miriam; Yanai, Itai; Ophir, Ron; Lancet, Doron (2006-01-01). "Widespread ectopic expression of olfactory receptor genes". BMC Genomics. 7: 121. doi:10.1186/1471-2164-7-121. ISSN 1471-2164. PMC 1508154. PMID 16716209.
  9. ^ Smith, Heath A.; McNeel, Douglas G. (2010-01-01). "The SSX family of cancer-testis antigens as target proteins for tumor therapy". Clinical & Developmental Immunology. 2010: 150591. doi:10.1155/2010/150591. ISSN 1740-2530. PMC 2963798. PMID 20981248.
  10. ^ Greve, Katrine B.V.; Lindgreen, Jonas N.; Terp, Mikkel G.; Pedersen, Christina B.; Schmidt, Steffen; Mollenhauer, Jan; Kristensen, Stine B.; Andersen, Rikke S.; Relster, Mette M. (2015-02-01). "Ectopic expression of cancer/testis antigen SSX2 induces DNA damage and promotes genomic instability". Molecular Oncology. 9 (2): 437–449. doi:10.1016/j.molonc.2014.09.001. ISSN 1878-0261. PMC 5528659. PMID 25363656.