TBX5(제너)
TBX5 (gene)T박스전사인자 TBX5(T박스단백질5)는 TBX5유전자에 [5][6][7]의해 인체 내에서 부호화되는 단백질이다.
이 유전자는 공통의 DNA 결합 도메인인 티박스를 공유하는 계통학적으로 보존된 유전자군의 구성원이다.T박스 유전자는 발달 과정의 조절과 관련된 전사 인자를 암호화한다.이 유전자는 인간 염색체 12번과 관련된 가족 구성원인 T박스 3(흉골유방증후군)과 밀접하게[clarification needed] 연관되어 있다.
15.32K 섬유아세포증식인자, FGF10.[11]
기능.
TBX5는 [12]심장의 오른쪽과 왼쪽을 분리하는 4개의 심장실, 전기 전도 시스템 및 중격의 발달에 관여합니다.TBX5는 T-box5라고 불리는 단백질을 코드하는 전사 인자이다.심장, 중격, 그리고 심장의 전기 계통의 발달과 함께, 그것은 또한 상지, 팔, 손의 발달에 관여하는 유전자를 활성화시킨다.이 유전자는 심장의 주요 측면을 패턴화하는 데 관여하지만 근육과 힘줄 패턴화를 위한 근육 결합 조직에도 관여합니다.한 연구에 따르면 앞다리에서 TBX5가 삭제되면 골격 [13]발달에 영향을 주지 않고 근육과 힘줄 패턴의 교란이 일어난다.T박스 단백질 5 발현은 앞다리 싹과 사지 개시 캐스케이드를 형성하는 가로판 중배엽 세포에 있다.그것이 없으면 앞다리 싹이 생기지 않는다.이 유전자와 관련된 질병과 결손은 홀트-오람 증후군을 포함하며 사지 결손과 다른 여러 가지 이상과 관련이 있다.심장결함에는 심장의 좌우로 구분되는 중격의 결함, 전도계통 이상 등이 있습니다.Tbx5가 유전자 발현을 활성화시키는 정확한 메커니즘은 여전히 발견되고 있으며 활발하게 이해되고 있다.
임상적 의의
암호화된 단백질은 심장 발달과 사지 정체성의 특정에 역할을 할 수 있다.이 유전자의 돌연변이는 심장과 [10][14]상지에 영향을 미치는 발달 장애인 홀트 오람 증후군과 관련이 있다.뼈만 앙상하게 구부러진 손가락, 경사진 어깨, 포코멜리아 등이 있을 수 있습니다.심장결함에는 복부 및 심방중격과 전도계통의 [15]문제가 포함된다.이 [7]유전자에 대해 서로 다른 아이소폼을 코드하는 여러 전사 변이가 설명되었다.
TBX5 유전자가 없는 돌연변이 생쥐를 대상으로 한 연구에서 동종 접합 생쥐들은 심장이 과거 배아일 E9.5를 발달시키지 않아 임신에서 살아남지 못한 것으로 나타났다.또한 헤테로 접합 생쥐들은 확대된 심장, 심방 및 복측중격 결손, 홀트 오람 [16]증후군과 유사한 사지 기형과 같은 형태학적 문제를 가지고 태어났다.심장 발달에 있어 TBX5의 중요한 역할을 지원한다.
암호화된 단백질은 사지 발달, 특히 사지 싹이 시작되는 [17]동안 중요한 역할을 합니다.예를 들어 닭에서는 Tbx5가 앞다리 [18]상태를 지정합니다.Hox 유전자에 의한 Tbx5와 다른 T-box 단백질의 활성화는 사지 [17]봉오리의 Wnt 신호 경로와 FGF 신호를 포함하는 신호 캐스케이드를 활성화한다.최종적으로 Tbx5는 발육 중인 [17]사지의 배향 성장을 규정하는 발육 중인 사지의 꼭대기 외배엽 융기(AER)와 편광 활동 구역(ZPA) 시그널링 센터의 발달로 이어진다.Tbx4와 함께 Tbx5는 근골격계의 [19]연조직(근육 및 힘줄)을 패턴화하는 역할을 한다.
이 유전자의 돌연변이는 홀트오람 증후군이나 아멜리아 [10]증후군을 일으킬 수 있다.홀트-오람 증후군은 여러 가지 다른 결점을 일으킬 수 있습니다.홀트오람 증후군의 한 가지 효과는 [9]중격에 구멍이 뚫리는 것이다.이 증후군의 또 다른 증상은 손가락, 손목 또는 [20]팔의 뼈 이상이다.홀트오람 증후군이 일으킬 수 있는 추가적인 결함은 비정상적인 심박수와 부정맥을 [8]유발하는 전도 질환이다.아멜리아 증후군은 Tbx5 [21]돌연변이로 인해 FGF-10이 유발되지 않아 앞다리 기형이 발생하는 질환이다.이 상태로 인해 한쪽 또는 양쪽 앞다리가 없어질 수 있습니다.
상호 작용
TBX5(gene)는 다음과 상호작용하는 것으로 나타났습니다.
태아 발달에서의 역할
TBX5는 단백질 부호화 유전자로서 T박스 전사 인자의 일부인 단백질 T박스 전사 인자 5를 부호화한다.또한 GATA4 및 NKX2-5와 같은 다른 유전자 및 BAF 염색질-리모델링 복합체와 상호작용하여 개발 [24]중에 유전자 발현을 촉진하고 억제합니다.특히 상지의 패턴 형성과 심장의 [25]성장에 있어서, 그것이 암호화하는 전사 인자는 발달에 필요하다.이 유전자에 돌연변이가 있을 때마다 상지의 골격과 심장 질환이 특징인 홀트오람증후군을 일으킬 수 있다.이 질환과 관련된 가장 흔한 심장 문제는 [26]심장의 왼쪽과 오른쪽을 분리하는 중격의 기형이다.CRISPR/Cas9 게놈 편집에 의한 TBX5의 유전자 「녹아웃」모델이 [27]작성되었습니다.TBX5-KO라고 불리는 이 호모 접합성 TBX5 녹아웃 인간 배아줄기세포주는 줄기세포와 같은 형태, 다능성 마커, 정상핵형을 유지하며 생체 내 세 가지 배아층 모두로 분화할 수 있었다.이 세포주는 심장 [27]발달에서 TBX5의 병원성 메커니즘과 생물학적 기능을 연구하기 위한 시험관내 플랫폼을 제공할 수 있다.이 유전자가 없는 발달 과정에서 일어나는 일을 이해함으로써, 홀트 오람 증후군과 관련된 심각한 심장 결함을 예방하기 위해 TBX5 돌연변이를 가진 태아에 대한 추가 치료 옵션이 가능할 수 있다.
레퍼런스
- ^ a b c GRCh38: 앙상블 릴리즈 89: ENSG000089225 - 앙상블, 2017년 5월
- ^ a b c GRCm38: 앙상블 릴리즈 89: ENSMUSG000018263 - 앙상블, 2017년 5월
- ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
- ^ Basson CT, Bachinsky DR, Lin RC, Levi T, Elkins JA, Soults J, et al. (January 1997). "Mutations in human TBX5 [corrected] cause limb and cardiac malformation in Holt-Oram syndrome". Nature Genetics. 15 (1): 30–35. doi:10.1038/ng0197-30. PMID 8988165. S2CID 30763654.
- ^ Terrett JA, Newbury-Ecob R, Cross GS, Fenton I, Raeburn JA, Young ID, Brook JD (April 1994). "Holt-Oram syndrome is a genetically heterogeneous disease with one locus mapping to human chromosome 12q". Nature Genetics. 6 (4): 401–404. doi:10.1038/ng0494-401. PMID 8054982. S2CID 30213.
- ^ a b "Entrez Gene: TBX5 T-box 5".
- ^ a b Patel C, Silcock L, McMullan D, Brueton L, Cox H (August 2012). "TBX5 intragenic duplication: a family with an atypical Holt-Oram syndrome phenotype". European Journal of Human Genetics. 20 (8): 863–869. doi:10.1038/ejhg.2012.16. PMC 3400730. PMID 22333898.
- ^ a b Jhang WK, Lee BH, Kim GH, Lee JO, Yoo HW (August 2015). "Clinical and molecular characterisation of Holt-Oram syndrome focusing on cardiac manifestations". Cardiology in the Young. 25 (6): 1093–1098. doi:10.1017/s1047951114001656. PMID 25216260. S2CID 43846874.
- ^ a b c Steimle JD, Moskowitz IP (2017). "TBX5: A Key Regulator of Heart Development". Current Topics in Developmental Biology. 122: 195–221. doi:10.1016/bs.ctdb.2016.08.008. PMC 5371404. PMID 28057264.
- ^ Nishimoto S, Wilde SM, Wood S, Logan MP (August 2015). "RA Acts in a Coherent Feed-Forward Mechanism with Tbx5 to Control Limb Bud Induction and Initiation". Cell Reports. 12 (5): 879–891. doi:10.1016/j.celrep.2015.06.068. PMC 4553633. PMID 26212321.
- ^ Boogerd CJ, Evans SM (February 2016). "TBX5 and NuRD Divide the Heart". Developmental Cell. 36 (3): 242–244. doi:10.1016/j.devcel.2016.01.015. PMC 5542051. PMID 26859347.
- ^ Hasson P, DeLaurier A, Bennett M, Grigorieva E, Naiche LA, Papaioannou VE, et al. (January 2010). "Tbx4 and tbx5 acting in connective tissue are required for limb muscle and tendon patterning". Developmental Cell. 18 (1): 148–156. doi:10.1016/j.devcel.2009.11.013. PMC 3034643. PMID 20152185.
- ^ Virdis G, Dessole M, Dessole S, Ambrosini G, Cosmi E, Cherchil PL, Capobianco G (2016). "Holt Oram syndrome: a case report and review of the literature". Clinical and Experimental Obstetrics & Gynecology. 43 (1): 137–139. PMID 27048037.
- ^ Packham EA, Brook JD (April 2003). "T-box genes in human disorders". Human Molecular Genetics. 12 Spec No 1 (Spec No 1): R37–R44. doi:10.1093/hmg/ddg077. PMID 12668595.
- ^ Takeuchi JK, Ohgi M, Koshiba-Takeuchi K, Shiratori H, Sakaki I, Ogura K, et al. (December 2003). "Tbx5 specifies the left/right ventricles and ventricular septum position during cardiogenesis". Development. 130 (24): 5953–5964. doi:10.1242/dev.00797. PMID 14573514.
- ^ a b c Tickle C (October 2015). "How the embryo makes a limb: determination, polarity and identity". Journal of Anatomy. 227 (4): 418–430. doi:10.1111/joa.12361. PMC 4580101. PMID 26249743.
- ^ Rodriguez-Esteban C, Tsukui T, Yonei S, Magallon J, Tamura K, Izpisua Belmonte JC (April 1999). "The T-box genes Tbx4 and Tbx5 regulate limb outgrowth and identity". Nature. 398 (6730): 814–818. Bibcode:1999Natur.398..814R. doi:10.1038/19769. PMID 10235264. S2CID 4330287.
- ^ Hasson P, DeLaurier A, Bennett M, Grigorieva E, Naiche LA, Papaioannou VE, et al. (January 2010). "Tbx4 and tbx5 acting in connective tissue are required for limb muscle and tendon patterning". Developmental Cell. 18 (1): 148–156. doi:10.1016/j.devcel.2009.11.013. PMC 3034643. PMID 20152185.
- ^ Pizard A, Burgon PG, Paul DL, Bruneau BG, Seidman CE, Seidman JG (June 2005). "Connexin 40, a target of transcription factor Tbx5, patterns wrist, digits, and sternum". Molecular and Cellular Biology. 25 (12): 5073–5083. doi:10.1128/mcb.25.12.5073-5083.2005. PMC 1140596. PMID 15923624.
- ^ Niemann, Stephan (1993), "Tetra-Amelia Syndrome – RETIRED CHAPTER, FOR HISTORICAL REFERENCE ONLY", Tetra-Amelia Syndrome, GeneReviews, University of Washington, Seattle, PMID 20301453
- ^ a b Garg V, Kathiriya IS, Barnes R, Schluterman MK, King IN, Butler CA, et al. (July 2003). "GATA4 mutations cause human congenital heart defects and reveal an interaction with TBX5". Nature. 424 (6947): 443–447. Bibcode:2003Natur.424..443G. doi:10.1038/nature01827. PMID 12845333. S2CID 4304709.
- ^ Hiroi Y, Kudoh S, Monzen K, Ikeda Y, Yazaki Y, Nagai R, Komuro I (July 2001). "Tbx5 associates with Nkx2-5 and synergistically promotes cardiomyocyte differentiation". Nature Genetics. 28 (3): 276–280. doi:10.1038/90123. PMID 11431700. S2CID 13250085.
- ^ Steimle JD, Moskowitz IP (2017). "TBX5: A Key Regulator of Heart Development". Current Topics in Developmental Biology. 122: 195–221. doi:10.1016/bs.ctdb.2016.08.008. PMC 5371404. PMID 28057264.
- ^ "TBX5 t-Box Transcription Factor 5 [Homo Sapiens (Human)] - Gene - NCBI."". National Center for Biotechnology Information. U.S. National Library of Medicine.
- ^ "Holt-Oram Syndrome". Medlineplus Genetics. U.S. National Library of Medicine. 18 August 2020.
- ^ a b Zhao T, Bai R, Wu F, Lu WJ, Zhang J (March 2021). "Generation of a TBX5 homozygous knockout embryonic stem cell line (WAe009-A-45) by CRISPR/Cas9 genome editing". Stem Cell Research. 51: 102156. doi:10.1016/j.scr.2021.102156. PMID 33497883.
추가 정보
- Simon H (April 1999). "T-box genes and the formation of vertebrate forelimb- and hindlimb specific pattern". Cell and Tissue Research. 296 (1): 57–66. doi:10.1007/s004410051266. PMID 10199965. S2CID 44834807.
- Packham EA, Brook JD (April 2003). "T-box genes in human disorders". Human Molecular Genetics. 12 Spec No 1 (Spec No 1): R37–R44. doi:10.1093/hmg/ddg077. PMID 12668595.
- Li QY, Newbury-Ecob RA, Terrett JA, Wilson DI, Curtis AR, Yi CH, et al. (January 1997). "Holt-Oram syndrome is caused by mutations in TBX5, a member of the Brachyury (T) gene family". Nature Genetics. 15 (1): 21–29. doi:10.1038/ng0197-21. PMID 8988164. S2CID 22619598.
- Basson CT, Huang T, Lin RC, Bachinsky DR, Weremowicz S, Vaglio A, et al. (March 1999). "Different TBX5 interactions in heart and limb defined by Holt-Oram syndrome mutations". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 96 (6): 2919–2924. Bibcode:1999PNAS...96.2919B. doi:10.1073/pnas.96.6.2919. PMC 15870. PMID 10077612.
- Yang J, Hu D, Xia J, Yang Y, Ying B, Hu J, Zhou X (June 2000). "Three novel TBX5 mutations in Chinese patients with Holt-Oram syndrome". American Journal of Medical Genetics. 92 (4): 237–240. doi:10.1002/(SICI)1096-8628(20000605)92:4<237::AID-AJMG2>3.0.CO;2-G. PMID 10842287.
- Hatcher CJ, Goldstein MM, Mah CS, Delia CS, Basson CT (September 2000). "Identification and localization of TBX5 transcription factor during human cardiac morphogenesis". Developmental Dynamics. 219 (1): 90–95. doi:10.1002/1097-0177(200009)219:1<90::AID-DVDY1033>3.0.CO;2-L. PMID 10974675.
- Hatcher CJ, Kim MS, Mah CS, Goldstein MM, Wong B, Mikawa T, Basson CT (February 2001). "TBX5 transcription factor regulates cell proliferation during cardiogenesis". Developmental Biology. 230 (2): 177–188. doi:10.1006/dbio.2000.0134. PMID 11161571.
- Cross SJ, Ching YH, Li QY, Armstrong-Buisseret L, Spranger S, Lyonnet S, et al. (October 2000). "The mutation spectrum in Holt-Oram syndrome". Journal of Medical Genetics. 37 (10): 785–787. doi:10.1136/jmg.37.10.785. PMC 1757164. PMID 11183182.
- Hiroi Y, Kudoh S, Monzen K, Ikeda Y, Yazaki Y, Nagai R, Komuro I (July 2001). "Tbx5 associates with Nkx2-5 and synergistically promotes cardiomyocyte differentiation". Nature Genetics. 28 (3): 276–280. doi:10.1038/90123. PMID 11431700. S2CID 13250085.
- Akrami SM, Winter RM, Brook JD, Armour JA (December 2001). "Detection of a large TBX5 deletion in a family with Holt-Oram syndrome". Journal of Medical Genetics. 38 (12): E44. doi:10.1136/jmg.38.12.e44. PMC 1734777. PMID 11748310.
- He ML, Chen Y, Peng Y, Jin D, Du D, Wu J, et al. (September 2002). "Induction of apoptosis and inhibition of cell growth by developmental regulator hTBX5". Biochemical and Biophysical Research Communications. 297 (2): 185–192. doi:10.1016/S0006-291X(02)02142-3. PMID 12237100.
- Fan C, Liu M, Wang Q (March 2003). "Functional analysis of TBX5 missense mutations associated with Holt-Oram syndrome". The Journal of Biological Chemistry. 278 (10): 8780–8785. doi:10.1074/jbc.M208120200. PMC 1579789. PMID 12499378.
- Garg V, Kathiriya IS, Barnes R, Schluterman MK, King IN, Butler CA, et al. (July 2003). "GATA4 mutations cause human congenital heart defects and reveal an interaction with TBX5". Nature. 424 (6947): 443–447. Bibcode:2003Natur.424..443G. doi:10.1038/nature01827. PMID 12845333. S2CID 4304709.
- Huang T, Lock JE, Marshall AC, Basson C, Seidman JG, Seidman CE (2003). "Causes of clinical diversity in human TBX5 mutations". Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 67: 115–120. doi:10.1101/sqb.2002.67.115. PMID 12858531.
- Collavoli A, Hatcher CJ, He J, Okin D, Deo R, Basson CT (October 2003). "TBX5 nuclear localization is mediated by dual cooperative intramolecular signals". Journal of Molecular and Cellular Cardiology. 35 (10): 1191–1195. doi:10.1016/S0022-2828(03)00231-1. PMID 14519429.
- Steimle JD, Moskowitz IP (2017). "TBX5: A Key Regulator of Heart Development". Current Topics in Developmental Biology. 122: 195–221. doi:10.1016/bs.ctdb.2016.08.008. PMC 5371404. PMID 28057264.