울트라비토락스
Ultrabithorax
| 울트라비토락스 | |||||||
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 이중 좌초된 DNA로 복합된 울트라비토랙스의 결정구조.[1] | |||||||
| 식별자 | |||||||
| 유기체 | |||||||
| 기호 | 우벡스 | ||||||
| 엔트레스 | 42034 | ||||||
| 호몰로제네 | 131181 | ||||||
| PDB | 4UUT | ||||||
| RefSeq(mRNA) | NM_206497.3 | ||||||
| RefSeq(프로토콜) | NP_996219.1 | ||||||
| 유니프로트 | P83949 | ||||||
| 기타자료 | |||||||
| 염색체 | 3R: 16.64 - 16.75Mb | ||||||
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울트라비토락스(Ubx)는 곤충에서 발견되는 호모박스 유전자로, 형태생성에서의 패터닝 규제에 사용된다.이 유전자는 전사인자로 기능하는 많은 가능한 생산물이 있다.Ubx는 연속적인 동질 구조의 사양에 사용되며, 여러 단계의 발달 계층 구조에서 사용된다.드로필라 멜라노가스터에서는 제3흉부(T3)와 제1복부(A1) 세그먼트로 표현되며 날개 형성을 억제한다.Ubx 유전자는 어른 파리들이 가질 날개와 다리의 수에 관한 결정을 조절한다.ubx유전자의 발달 역할은 유전자의 번역 후에 일어나는 그 제품의 스플라이싱에 의해 결정된다.특정 셀의 특정 이음계수는 서로 다른 이음변형의 전사적 인자를 만들어 해당 셀의 발달 운명에 대한 특정한 규율을 허용한다.D. 멜라노가스터에는 Ubx의 최소 6개의 다른 이소 형태가 존재한다.[2]
Ubx유전자의 돌연변이는 할테레와 세 번째 다리가 포함된 제3흉부(T3)의 등뼈와 복측부속(T3)을 제2흉부(T2)의 등뼈와 복측부속(B2)으로 변형시킨다.T3에 ubx가 있으면 T2 세그먼트의 원래 운명을 막을 수 있다.그러한 돌연변이는 빗토락스 표현형에서 관찰된 두 번째 날개 세트를 생성할 수 있다.
구조
Ubx 유전자는 5' exon, 2개의 마이크로 exon, 옵션 B 요소, 그리고 C 단자 exon을 포함한다.Ubx 게놈 DNA 길이는 76kb, cDNA 클론 길이는 3.2~4.6kb이다.5' exon에는 5'가 들어 있다.964개의 베이스를 가진 UTR.C 단자 엑손에는 3'가 들어 있다.1580~2212개의 베이스를 가진 UTR.
표적유전자
ubx는 전사인자, 신호전달 성분, 말단 분화 유전자와 같은 규제 유전자를 포함한 형태생성 단계별로 수백 개의 다른 유전자를 대상으로 한다.[3]ubx는 장거리 신호 분자뿐만 아니라 그들의 표적 유전자와 후속 유전자에 더 하류로 작용하는 것으로 밝혀졌다.여러 단계의 규제 계층에서 작용하는 것으로 나타났는데, 이는 Ubx가 동일한 규제 계층에서 두 번 이상 신호로 사용될 수 있다는 것을 의미한다.[4]
ubx는 전축과 후축에서 선택된 Dpp(Decapentaplegic-activated) 표적 유전자를 억제한다.[5]확인된 여러 Dpp 표적 유전자는 스팔트 관련 유전자, 잔존유전자, 혈청반응인자, 아차테트 유전자다.[4]ubx는 또한 도르소벤트 축의 뒤쪽 구획에 윙리스(Wingless)를 억제한다.이러한 유전자의 산물은 날개와 할테레 사이의 형태학적 특징의 조절에 사용된다.
ubx는 또한 근위축에 있는 잔존유전자 1개를 선택적으로 억제한다.
이 유전자는 레피도프테라의 후견 발달과 유충의 다리 발달에 중요하다.[6]
규정
Ubx는 훈제백(hb) 단백질이 일정 정도 부족할 때 활성화된다.훈시백의 상당한 농도는 배아의 앞쪽과 뒤쪽에만 존재하므로 Ubx는 중간 부분에만 표현된다.따라서 hb 유전자는 Ubx 표현의 경계 지정에 중요한 역할을 할 수 있다.[7]
Ubx의 활성화는 mRNA cap-site의 업스트림과 다운스트림에서 발견되는 복수의 cis 작동 규제 시퀀스를 포함한다.이러한 엔핸서 영역은 인자의 적절한 조합이 존재하는 경우 Ubx의 전사를 활성화할 수 있다.예를 들어 D. 멜라노가스터의 세 번째 대퇴골에 있는 Ubx 표현은 abx와 pbx에 의존하는 것으로 나타났다.[8]ubx의 촉진자 부지에 결합하는 전사 인자가 정제되어 시험관내 유전자의 발현이 활성화되는 것으로 나타났다.[9]
Ubx의 표현은 긴 비코딩 RNA Bithoraxoid(Bxd)에 의해 억제되며, 표현에 전사의 간섭을 사용한다.[10][11]
Ubx 바이오 소재
Ubx는 잘 알려진 전사 인자일 뿐 아니라 체외 생체 물질을 형성하는 데 사용되어 왔다.로프, 필름, 시트 등의 형태의 매크로스케일 재료는 다른 바이오소재 단백질보다 부드러운 조건에서 자가조립이 가능한 재조합 Ubx단백질에서 생성될 수 있다.[12]매크로 스케일의 재료는 여기에 자체 부착되어 있어 보다 복잡한 구조를 가정할 수 있다.ubx는 다른 단백질보다 덜 가혹한 조건을 필요로 하는 것 외에도 훨씬 더 빠르고 낮은 농도로 조립하는 것으로 나타났다.[12]
ubx 소재는 기계적으로 견고하다.섬유 직경을 변경함으로써 파괴 강도, 파괴 변형률, 영의 계수를 크기 순서에 걸친 값에 맞춰 조정할 수 있으며, 궁극적으로 연장 메커니즘을 바꿀 수 있다.[13]
참조
- ^ PDB: 4UUS:Foos N, Maurel-Zaffran C, Maté MJ, Vincentelli R, Hainaut M, Berenger H, et al. (February 2015). "A flexible extension of the Drosophila ultrabithorax homeodomain defines a novel Hox/PBC interaction mode". Structure. 23 (2): 270–279. doi:10.1016/j.str.2014.12.011. PMID 25651060.
- ^ "FlyBase Gene Report: Dmel\Ubx". FlyBase. March 20, 2009. Retrieved 2009-04-23.
- ^ Pavlopoulos A, Akam M (February 2011). "Hox gene Ultrabithorax regulates distinct sets of target genes at successive stages of Drosophila haltere morphogenesis". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (7): 2855–2860. Bibcode:2011PNAS..108.2855P. doi:10.1073/pnas.1015077108. PMC 3041078. PMID 21282633.
- ^ a b Weatherbee SD, Halder G, Kim J, Hudson A, Carroll S (May 1998). "Ultrabithorax regulates genes at several levels of the wing-patterning hierarchy to shape the development of the Drosophila haltere". Genes & Development. 12 (10): 1474–1482. doi:10.1101/gad.12.10.1474. PMC 316835. PMID 9585507.
- ^ Capovilla M, Brandt M, Botas J (February 1994). "Direct regulation of decapentaplegic by Ultrabithorax and its role in Drosophila midgut morphogenesis". Cell. 76 (3): 461–475. doi:10.1016/0092-8674(94)90111-2. PMID 7906203. S2CID 2281193.
- ^ Tendolkar A, Pomerantz AF, Heryanto C, Shirk PD, Patel NH, Martin A (March 2021). "Ultrabithorax Is a Micromanager of Hindwing Identity in Butterflies and Moths". Frontiers in Ecology and Evolution. 9. doi:10.3389/fevo.2021.643661/full. ISSN 2296-701X.
- ^ White RA, Lehmann R (October 1986). "A gap gene, hunchback, regulates the spatial expression of Ultrabithorax". Cell. 47 (2): 311–321. doi:10.1016/0092-8674(86)90453-8. PMID 2876779. S2CID 21253378.
- ^ Davis GK, Srinivasan DG, Wittkopp PJ, Stern DL (August 2007). "The function and regulation of Ultrabithorax in the legs of Drosophila melanogaster". Developmental Biology. 308 (2): 621–631. doi:10.1016/j.ydbio.2007.06.002. PMC 2040266. PMID 17640629.
- ^ Biggin MD, Tjian R (June 1988). "Transcription factors that activate the Ultrabithorax promoter in developmentally staged extracts". Cell. 53 (5): 699–711. doi:10.1016/0092-8674(88)90088-8. PMID 2897243. S2CID 12199042.
- ^ Petruk S, Sedkov Y, Riley KM, Hodgson J, Schweisguth F, Hirose S, et al. (December 2006). "Transcription of bxd noncoding RNAs promoted by trithorax represses Ubx in cis by transcriptional interference". Cell. 127 (6): 1209–1221. doi:10.1016/j.cell.2006.10.039. PMC 1866366. PMID 17174895.
- ^ Petruk S, Sedkov Y, Brock HW, Mazo A (2007). "A model for initiation of mosaic HOX gene expression patterns by non-coding RNAs in early embryos". RNA Biology. 4 (1): 1–6. doi:10.4161/rna.4.1.4300. PMID 17568198.
- ^ a b Greer AM, Huang Z, Oriakhi A, Lu Y, Lou J, Matthews KS, Bondos SE (April 2009). "The Drosophila transcription factor ultrabithorax self-assembles into protein-based biomaterials with multiple morphologies". Biomacromolecules. 10 (4): 829–837. doi:10.1021/bm801315v. PMID 19296655.
- ^ Huang Z, Lu Y, Majithia R, Shah J, Meissner K, Matthews KS, et al. (December 2010). "Size dictates mechanical properties for protein fibers self-assembled by the Drosophila hox transcription factor ultrabithorax". Biomacromolecules. 11 (12): 3644–3651. doi:10.1021/bm1010992. PMID 21047055.
