노달 호몰로그

Nodal homolog
노드
사용 가능한 구조
PDBOrtholog 검색: PDBe RCSB
식별자
에일리어스NODAL, HTX5, 노드성장분화인자
외부 IDOMIM : 601265 MGI : 97359 HomoloGene : 8417 GenCard : NODAL
맞춤법
종.인간마우스
엔트레즈

4838

18119

앙상블

ENSG00000156574

ENSMUSG000037171

유니프로트

Q96S42

P43021

RefSeq(mRNA)

NM_018055
NM_001329906

NM_013611

RefSeq(단백질)

NP_001316835
NP_060525

NP_038639

장소(UCSC)Chr 10: 70.43 ~70.45 MbChr 10: 61.25 ~61.26 Mb
PubMed 검색[3][4]
위키데이터
인간 보기/편집마우스 표시/편집

Nodal homolog는 인간에서 [7]10q22.1 염색체에 위치한 NODAL[5][6] 유전자에 의해 암호화되는 분비 단백질이다.TGF-β 슈퍼패밀리(TGF-β 슈퍼패밀리)에 속한다.이 슈퍼패밀리의 다른 많은 구성원과 마찬가지로, 그것은 초기 배아 발생에서 세포 분화에 관여하며, 원시 노드, 전방 원시 스트릭에서 가로판 중배엽(LPM)[8][9]으로의 신호 전달에 중요한 역할을 합니다.

노드 시그널링은 중배엽과 내배엽 형성 및 좌우 축방향 [10][11][12]구조의 후속 구성에 매우 초기에 중요합니다.또한, 노달은 신경 패턴 형성, 줄기세포 유지[7][12] 및 왼손/[11][13]오른손잡이를 포함한 많은 다른 발달 과정에서 중요한 기능을 가지고 있는 것으로 보인다.

시그널링

주요 기사:노달 시그널링

노달은 Cripto-1이 공수용체로 [14]작용하면서 I형 및 II형 세린/트레오닌 키나제 수용체와 결합할 수 있다.SMAD 2/3 및 SMAD 4의 핵으로의 후속 전위를 통한 시그널링은 증식과 [7]분화에 관여하는 유전자의 발현을 촉진한다.노달은 또한 긍정적인 피드백 [12][14]루프를 통해 자신의 표현을 더욱 활성화한다.Lefty A, Lefty B, Cerberus 및 Tomoregulin-1 억제제에 의해 엄격하게 조절되어 Nodal 수용체 [9][12]결합을 방해할 수 있습니다.

종특이노달배위자

노달은 널리 분포하는 사이토카인이다.[15]노달의 존재는 척추동물에 국한되지 않고, 다른 중수체(세팔로코데이트, 튜네이트, 극피동물)와 달팽이와 같은 원생체에도 보존되는 것으로 알려져 있지만, 선충 C. 엘레건스(다른 원생체)와 초파리 드로소필라(절지동물)는 [16][17]노달의 복사본을 가지고 있지 않다.비록 쥐와 인간이 하나의 결절 유전자를 가지고 있지만, 제브라피쉬는 세 개의 결절 평행동물: 사시, 사이클롭스 그리고 사우스파우, 그리고 개구리 파이브 (xnr1, 2, 3, 5, 그리고 6)를 가지고 있다.제브라피쉬 노달 호몰로그는 매우 유사하지만, 그들은 다른 역할을 하도록 특화되어 있습니다. 예를 들어, 사시나무와 키클롭스는 중배엽 형성에 중요한 반면 사우스포우는 비대칭 심장 형태 형성 및 내장 좌우 비대칭에 [18]주요한 역할을 합니다.단백질 분화의 또 다른 예는 Xnr1과 Xnr2가 중배엽 [19]유도에 관여하는 Xnr5와 Xnr6과 대조적으로 위배에서의 움직임을 조절하는 개구리의 경우이다.생쥐에서 노달은 좌우 비대칭, 신경 패터링 및 중배엽 유도(nodal signaling 참조)에 관여했다.

기능들

결절 시그널링은 종 고유의 방법으로 중배엽 형성을 조절한다.따라서 Xenopus에서 Xnr은 주변 영역을 따라 dorso-ventral 중배엽 형성을 제어합니다.제브라피쉬에서, 사시나무와 키클롭스는 동물-식물 중배엽 형성을 담당한다.닭과 쥐에서 Vg1과 노달은 각각 에피블라스트의 [12]원시적 줄무늬 형성을 촉진한다.병아리 발육에서 노달은 콜러의 [20]낫으로 표현된다.연구에 따르면 쥐의 결절 녹아웃은 원시적인 줄무늬의 부재를 야기하고 중배엽 형성에 실패하여 위경화 [21][22][23]직후 발달 정지를 초래한다.

중배엽 사양과 비교하여 내배엽 사양은 더 높은 Nodal 표현이 필요합니다.여기서 노달은 SMAD와 상호작용하여 내배엽 특이 유전자를 상향 조절하고 중배엽 특이 [12]유전자를 억제할 수 있는 혼합기 호모단백질을 자극합니다.

척추동물의 내장기관의 좌우 비대칭(LR 비대칭)도 결절신호를 통해 확립된다.노달은 처음에 배아에서 대칭적으로 발현되는 반면, 위배 후, 노달은 비대칭적으로 [7][12]유기체의 왼쪽으로 제한된다.그것은 중수체들 [24][25]사이에서 매우 보존되어 있다.달팽이에서 노달의 직교체가 발견되었고 [25]2008년에는 좌우 비대칭에도 관여하는 것으로 나타났다.

전신경조직의 발달을 가능하게 하기 위해서는 중배엽과 LR [12][14]비대칭성을 유도한 후 Nodal 시그널링을 억제할 필요가 있다.

생쥐와 인간 배아줄기세포(hESC)에 대한 최근 연구는 노달이 줄기세포의 자가 재생과 [7][12][26][27]만능 가능성을 유지하는 데 관여하는 것으로 보인다고 밝혔다.따라서 hESC에서 노달의 과잉발현은 세포 [12]분화의 억제로 이어진다.반대로 노달과 액티빈 시그널링의 억제는 hESC의 [7]분화를 가능하게 했다.

레퍼런스

  1. ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG00000156574 - 앙상블, 2017년 5월
  2. ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000037171 - 앙상블, 2017년 5월
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Gebbia M, Ferrero GB, Pilia G, Bassi MT, Aylsworth A, Penman-Splitt M, Bird LM, Bamforth JS, Burn J, Schlessinger D, Nelson DL, Casey B (Dec 1997). "X-linked situs abnormalities result from mutations in ZIC3". Nat Genet. 17 (3): 305–8. doi:10.1038/ng1197-305. PMID 9354794. S2CID 22916101.
  6. ^ "NODAL - Nodal homolog precursor - Homo sapiens (Human) - NODAL gene & protein". www.uniprot.org. Retrieved 30 March 2022.
  7. ^ a b c d e f Strizzi L, Postovit LM, Margaryan NV, Seftor EA, Abbott DE, Seftor RE, Salomon DS, Hendrix MJ (2008). "Emerging roles of nodal and Cripto-1: from embryogenesis to breast cancer progression". Breast Disease. 29: 91–103. doi:10.3233/bd-2008-29110. PMC 3175751. PMID 19029628.
  8. ^ Kawasumi A, Nakamura T, Iwai N, Yashiro K, Saijoh Y, Belo JA, Shiratori H, Hamada H (May 2011). "Left-right asymmetry in the level of active Nodal protein produced in the node is translated into left-right asymmetry in the lateral plate of mouse embryos". Dev. Biol. 353 (2): 321–30. doi:10.1016/j.ydbio.2011.03.009. PMC 4134472. PMID 21419113.
  9. ^ a b Branford WW, Yost HJ (May 2004). "Nodal signaling: CrypticLefty mechanism of antagonism decoded". Current Biology. 14 (9): R341-3. doi:10.1016/j.cub.2004.04.020. PMID 15120085.
  10. ^ "Entrez Gene: NODAL nodal homolog (mouse)".
  11. ^ a b Dougan ST, Warga RM, Kane DA, Schier AF, Talbot WS (May 2003). "The role of the zebrafish nodal-related genes squint and cyclops in patterning of mesendoderm". Development. 130 (9): 1837–51. doi:10.1242/dev.00400. PMID 12642489.
  12. ^ a b c d e f g h i j Shen MM (March 2007). "Nodal Signaling: development and regulation". Development. 134 (6): 1023–34. doi:10.1242/dev.000166. PMID 17287255.
  13. ^ Brandler WM, Morris AP, Evans DM, Scerri TS, Kemp JP, Timpson NJ, St Pourcain B, Smith GD, Ring SM, Stein J, Monaco AP, Talcott JB, Fisher SE, Webber C, Paracchini S (September 2013). "Common variants in left/right asymmetry genes and pathways are associated with relative hand skill". PLOS Genet. 9 (9): e1003751. doi:10.1371/journal.pgen.1003751. PMC 3772043. PMID 24068947.
  14. ^ a b c Schier AF (Aug 2003). "Nodal Signaling in vertebrate development". Annual Review of Cell and Developmental Biology. 19: 589–621. doi:10.1146/annurev.cellbio.19.041603.094522. PMID 14570583.
  15. ^ Chen, Hsu-Hsin & Geijsen, Neils (2006). "Signaling germline commitment". In Simón, Carlos; Pellicer, Antonio (eds.). Stem cells in human reproduction: basic science and therapeutic potential. CRC Press. p. 74. ISBN 978-0-415-39777-3.{{cite book}}: CS1 maint: 작성자 파라미터 사용(링크)
  16. ^ Chea HK, Wright CV, Swalla BJ (October 2005). "Nodal signaling and the evolution of deuterostome gastrulation". Dev. Dyn. 234 (2): 269–78. doi:10.1002/dvdy.20549. PMID 16127715. S2CID 24982316.
  17. ^ Schier AF (November 2009). "Nodal morphogens". Cold Spring Harb Perspect Biol. 1 (5): a003459. doi:10.1101/cshperspect.a003459. PMC 2773646. PMID 20066122.
  18. ^ Baker K, Holtzman NG, Burdine RD (September 2008). "Direct and indirect roles for Nodal signaling in two axis conversions during asymmetric morphogenesis of the zebrafish heart". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105 (37): 13924–9. Bibcode:2008PNAS..10513924B. doi:10.1073/pnas.0802159105. PMC 2544555. PMID 18784369.
  19. ^ Luxardi G, Marchal L, Thomé V, Kodjabachian L (February 2010). "Distinct Xenopus Nodal ligands sequentially induce mesendoderm and control gastrulation movements in parallel to the Wnt/PCP pathway". Development. 137 (3): 417–26. doi:10.1242/dev.039735. PMID 20056679.
  20. ^ Schnell, Santiago (18 December 2007). Multiscale Modeling of Developmental Systems. ISBN 9780080556536. Retrieved 7 December 2013.
  21. ^ Conlon FL, Lyons KM, Takaesu N, Barth KS, Kispert A, Herrmann B, Robertson EJ (July 1994). "A primary requirement for nodal in the formation and maintenance of the primitive streak in the mouse". Development. 120 (7): 1919–28. doi:10.1242/dev.120.7.1919. PMID 7924997.
  22. ^ Zhou X, Sasaki H, Lowe L, Hogan BL, Kuehn MR (February 1993). "Nodal is a novel TGF-beta-like gene expressed in the mouse node during gastrulation". Nature. 361 (6412): 543–7. Bibcode:1993Natur.361..543Z. doi:10.1038/361543a0. PMID 8429908. S2CID 4318909.
  23. ^ Reissmann E, Jörnvall H, Blokzijl A, et al. (August 2001). "The orphan receptor ALK7 and the Activin receptor ALK4 mediate signaling by Nodal proteins during vertebrate development". Genes Dev. 15 (15): 2010–22. doi:10.1101/gad.201801. PMC 312747. PMID 11485994.
  24. ^ Hamada H, Meno C, Watanabe D, Saijoh Y (February 2002). "Establishment of vertebrate left-right asymmetry". Nat. Rev. Genet. 3 (2): 103–13. doi:10.1038/nrg732. PMID 11836504. S2CID 20557143.
  25. ^ a b Grande C, Patel NH (February 2009). "Nodal signalling is involved in left-right asymmetry in snails". Nature. 457 (7232): 1007–11. Bibcode:2009Natur.457.1007G. doi:10.1038/nature07603. PMC 2661027. PMID 19098895.
  26. ^ Chng Z, Vallier L, Pedersen R (2011). "Activin/ nodal signaling and pluripotency". Vitamins and Hormones. 85: 38–58. doi:10.1016/B978-0-12-385961-7.00003-2. ISBN 9780123859617. PMID 21353875.
  27. ^ Fei T, Chen YG (Apr 2010). "Regulation of embryonic stem cell self-renewal and differentiation by TGF-beta family signaling". Science China Life Sciences. 53 (4): 497–503. doi:10.1007/s11427-010-0096-2. PMID 20596917. S2CID 9074927.

추가 정보

외부 링크