Enhancer

Enhancer ( anglicky  enhancer  - zesilovač, zvětšovač) je malý kousek DNA , který po navázání transkripčních faktorů na něj stimuluje transkripci z hlavních promotorů genu nebo skupiny genů. Enhancery se nemusí nutně nacházet v těsné blízkosti genů, jejichž aktivitu regulují, a dokonce nemusí být nutně umístěny na stejném chromozomu s nimi. Enhancery mohou být umístěny jak v 5'-, tak 3'-poloze vzhledem k templátovému řetězci regulovaného genu a v jakékoli orientaci k němu. Enhancery lze také nalézt v rámci intronů . Nicméně, aby enhancer fungoval, potřebuje fyzický kontakt s promotorem, který se provádí díky smyčce DNA mezi enhancerem a promotorem [1] . Molekulární mechanismus účinku zesilovače spočívá v tom, že díky proteinovému komplexu na něm sestavenému přitahuje RNA polymerázu II a transkripční kofaktory do oblasti promotoru.

Enhancery byly poprvé objeveny v eukaryotických systémech [2] [3] , ale následně byly podobné příklady regulace transkripce objeveny u prokaryot [4] .

Vlastnosti Enhancer

Enhancer oblasti chromatinu mají následující vlastnosti [5] :

• schopný stimulovat transkripci cílových genů;
• jejich aktivita nezávisí na vzdálenosti v genomu od regulovaného genu;
• obsahují speciální nukleotidové sekvence , které zajišťují vazbu transkripčních faktorů;
• jsou vazebná místa pro velký počet transkripčních koaktivátorů a histonacetyltransferáz ;
• vysoce citlivé na působení deoxyribonukleázy I , protože obsahují dekompaktovaný chromatin;
• obsahují acetylované histony .

Na základě těchto vlastností bylo pomocí vysoce výkonných metod nalezeno v lidském genomu asi jeden milion potenciálních enhancerů [6] [7] .

Teorie

V současné době existují dvě teorie vysvětlující mechanismus čtení informací z enhanceru:

• Enhanceosomy jsou založeny na vysoce koordinovaném působení a mohou být deaktivovány jedinou bodovou mutací , která odstraní nebo přemístí vazebná místa pro proteiny .
• Flexibilní systémy jsou méně integrační proteiny , které nezávisle regulují genovou expresi a pouze jejich celková aktivita ovlivňuje transkripci .

Poznámky

1. ↑ Lee T.I. , Young RA Transkripční regulace a její chybná regulace u onemocnění.  (anglicky)  // Cell. - 2013. - Sv. 152, č.p. 6 . - S. 1237-1251. - doi : 10.1016/j.cell.2013.02.014 . — PMID 23498934 .
2. ↑ Banerji J. , Rusconi S. , Schaffner W. Exprese genu beta-globinu je zesílena vzdálenými sekvencemi DNA SV40.  (anglicky)  // Cell. - 1981. - Sv. 27, č. 2 Pt 1 . - S. 299-308. — PMID 6277502 .
3. ↑ Moreau P. , Hen R. , Wasylyk B. , Everett R. , Gaub MP , Chambon P. Repetice opravy bází SV40 72 má výrazný účinek na genovou expresi jak v SV40, tak v jiných chimérických rekombinantech.  (anglicky)  // Výzkum nukleových kyselin. - 1981. - Sv. 9, č. 22 . - S. 6047-6068. — PMID 6273820 .
4. ↑ Xu H. , Hoover TR Transkripční regulace na dálku u bakterií.  (anglicky)  // Současný názor v mikrobiologii. - 2001. - Sv. 4, č. 2 . - S. 138-144. — PMID 11282468 .
5. ↑ Li W. , Notani D. , Rosenfeld MG Enhancers jako nekódující jednotky transkripce RNA: nedávné poznatky a budoucí perspektivy.  (anglicky)  // Recenze přírody. genetika. - 2016. - Sv. 17, č. 4 . - S. 207-223. - doi : 10.1038/nrg.2016.4 . — PMID 26948815 .
6. ↑ Integrovaná encyklopedie prvků DNA v lidském genomu.  (anglicky)  // Nature. - 2012. - Sv. 489, č.p. 7414 . - S. 57-74. - doi : 10.1038/příroda11247 . — PMID 22955616 .
7. ↑ Thurman RE , Rynes E. , Humbert R. , Vierstra J. , Maurano MT , Haugen E. , Sheffield NC , Stergachis AB , Wang H. , Vernot B. , Garg K. , John S. , Sandstrom R. , Bates D. , Boatman L. , Canfield TK , Diegel M. , Dunn D. , Ebersol AK , Frum T. , Giste E. , Johnson AK , Johnson EM , Kutyavin T. , Lajoie B. , Lee BK , Lee K. , London D. , Lotakis D. , Neph S. , Neri F. , Nguyen ED , Qu H. , Reynolds AP , Roach V. , Safi A. , Sanchez ME , Sanyal A. , Shafer A. , Simon JM , Song L . , Vong S. , Weaver M. , Yan Y. , Zhang Z. , Zhang Z. , Lenhard B. , Tewari M. , Dorschner MO , Hansen RS , Navas PA , Stamatoyannopoulos G. , Iyer VR , Lieb JD , Sunyaev SR , Akey JM , Sabo PJ , Kaul R. , Furey TS , Dekker J. , Crawford GE , Stamatoyannopoulos JA Přístupná chromatinová krajina lidského genomu.  (anglicky)  // Nature. - 2012. - Sv. 489, č.p. 7414 . - S. 75-82. - doi : 10.1038/příroda11232 . — PMID 22955617 .

Viz také

• STARR-seq je vysoce výkonná metoda pro identifikaci zesilovačů v genomech.

Literatura

• Wenbo Li, Dimple Notani & Michael G. Rosenfeld (2016). Enhancery jako nekódující jednotky transkripce RNA: nedávné poznatky a budoucí perspektivy . Nature Review Genetics doi : 10.1038/nrg.2016.4
• Andersson, R. a kol., (2014). Atlas aktivních zesilovačů napříč typy lidských buněk a tkání. Nature 507, 455–461 doi : 10.1038/nature12787 PMID 24670763
• Cheng, JH, Pan, DZ, Tsai, ZT & Tsai, HK (2015). Genomová analýza enhancerové RNA v genové regulaci ve 12 myších tkáních. sci. Rep. 5, 12648 doi : 10.1038/srep12648 PMC 4518263

Odkazy

• HACNS1: Gene enhancer v evoluci lidského protilehlého palce
• Spilianakis CG, Lalioti MD, Town T., Lee GR, Flavell RA Interchromozomální asociace mezi alternativně exprimovanými lokusy  (anglicky)  // Nature : journal. - 2005. - Sv. 435 , č.p. 7042 . - S. 637-645 . - doi : 10.1038/nature03574 .
• Arnosti DN, Kulkarni MM Zesilovače transkripce: Inteligentní enhanceosomy nebo flexibilní billboardy?  (anglicky)  // J. Cell. Biochem. : deník. - 2005. - Sv. 94 , č. 5 . - S. 890-898 . - doi : 10.1002/jcb.20352 . Archivováno z originálu 21. července 2006.
• Leighton Core, André Martins, Charles Danko, Colin Waters, Adam Siepel a John Lis. Analýza počátečních míst transkripce z nascentní RNA identifikuje jednotnou architekturu iniciačních oblastí u savčích promotorů a zesilovačů . Nature Genetics, listopad 2014 doi : 10.1038/ng.3142