Alternative Promoters and Polyadenilation Regulate Tissue-Specific Expression of Hemogen Isoforms During Hematopoiesis and Spermatogenesis Dev.Dyn. V.228, No 4, P. 606-616, 2003 | |
|
HEMGN первоначально был охарактеризован как ген гематопоэза с экспрессией, ограниченной гематопоэтической системой. Во время эмбриогенеза паттерн экспрессии HEMGN соотв. онтогении гематопоэза. У ранних эмбрионов мРНК HEMGN впервые обнаруживается в кровяных островках желточного мешка, где инициируется гематопоэз. позднее экспрессия обнаруживается в активныъ местах гематопоэза, включая плодную печень и наконец HEMGN экспрессируется в костном мозге взрослых и селезенке.
Во время гематопоэтической дифференцировки HEMGN прежде всего экспрессируется в незрелых предшественниках, таких как популяция Linlockit+Sca-1+ стволовых клеток, Lineage- blast клетках и CD34+ клетках-предшественниках, и подавляется в зрелых кровяных клетках. Подавление экспрессии HEMGN во время созревания кровяных клеток происходит также во время эритроидной дифференцировки К562 клеток, индуцированной hemin и erythropoietin. В гематопоэтических клетках HEMGN прежде всего экспрессируется эритроидном и мегакариоцитическом ростке и отсутствуент в лимфоидном ростке и глранулоцитах. Помимо экспрессии в гематопэтических клетках HEMGN обнаруживается также в остеобластах и примитивной эктодерме и первичной полоске.
Хотя паттерн пространственной и временной экспрессии указывает на то, что HEMGN играет роль в гематопоэзе, его функция до конца не изучена. Анализ последовательностей выявил несколько мотивов, включая сигнал ядерной локализации и набор из 14-mer повторов с сайтами фазового фосфорилирования. Функционально Hemogen скорее всего является онкогеном, т.к. избыточная экспрессия людского HEMGN в клетках NIH 3T3 вызывает клеточную трансформацию и образование опухолей у мышей nude.
Здесь описывается новый аспект экспрессии и регуляции HEMGN. Показано существование изоформы мРНК HEMGN, которая отлична от той, что найдена в гематопоэтических клетках, она специфически экспрессируется в округлых спекрматидах тестисов. Экспрессия тестис-специфической изофромы мРНК HEMGN онтогенетически регулируется во время сперматогенеза. Эти изоформы транскрибируются с двух разных промоторов и используют разные сайты полиаденилирования. Наконец, описана геномная органзация HEMGN и его локализация у мыши и человека в области, известной как ассоциированной с точками разрывов, ведущих к лейкемии. Обе изоформы имеют общую ORF, но отличающиеся 5' и 3' UTRs. Экспрессия HEMGN-t изоформы с первой волной мейоза во время сперматогенеза. Её экспрессия отсутсвует в тестисах OSP/Claudin 11-нулевых мышей, у которых отсутствуют постмейотические зародышевые клетки.
Многие гены, включая регуляторы гематопоэза и онкогены, экспрессируют изоформы в сперматогенных клетках как правило с альтернативных промоторов, в результате альтернативного сплайснига и вышестоящих сайтов полиаденилировнаия (Kleene, 2001) .
В гаплоидных сперматидах обычно просходит храненение трансляционно неактивных транскриптов в виде free-messenger ribonucleoprotein particles (free-mRNPs) или в результате соединения трансляционного репрессора с поли-А хвостом. Этот трансляционный контроль играет важную роль в детерминации времени трансляции во время дифференцировки округлых сперматид в зрелые спермии. Несколько линий доказательств подтверждаеют вывод относительно частоты и и типа клеток, экспрессирующих каждую из изоформ. Анализ HEMGN промоторов выявил критическую роль двух GATA связывающих сайтов в контроле их транскрипционной активност и в кровяных клетках. Т.к. GATA-1 является ключевым регулятором эритроидной дифференцировкеи и контролирует транскрипцию с некоторых эритроидных генов, и скорее всего HEMGN является нижестоящей мишенью для GATA-1. Интересно, что GATA-1 также экспрессируется в разных изоформах мРНК в кровяных клетках и тестисах под контролем двух альтернативных промоторов. Т.к. экспрессиия GATA-1 в гематопоэтической ткани находится под контролем комбинации GATA-1 сайта и 3-х др. отдельных регуляторных элементов, то регуляторный механизм экспрессии GATA-1 в тестисах неизвестен. Возможно, что отдельные регуляторные сети регулируют экспрессию HEMGN в семенниках, на это указывает то, что 5' вышесточщие последовательности HEMGN-t экзона 1t содержат связывающие сайты для Sox-5? который экспрессируется на высоком уровне в сперматидах.
| |