gene expression control
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Východisko. Nové biočipové technologie umožňují současné sledování velkého počtu genů včetně semikvantita- tivního vyhodnocení jejich aktivity. V souvislosti s výzkumným zaměřením oddělění molekulární genetiky Ústavu hematologie jsme pomocí této nové techniky vyšetřili několik pacientů s diagnózou chronické myeloidní leukémie (CML), u které za jednu z hlavních patogenních změn je považován vznik fúzního bcr/abl genu, jehož produktem je protein s konstitutivní tyrozin kinázovou aktivitou, která se vymyká normální regulaci. Cílem studie bylo stanovení profilu genové exprese buněk periferní krve pacientů s chronickou myeloidní leukémií (s přestavbou bcr/abl) v době plně rozvinutého, ale ještě neléčeného onemocnění v porovnání s normálními buňkami zdravých osob. Metody a výsledky. Pro sledování genové exprese jsme využili Atlas Array technologii (firma CLONTECH), která zahrnuje izolaci RNA, přepis RNA na cDNA za současného radioaktivního značení 32 P. Radioaktivně značená cDNA byla hybridizována na Atlas Human Cancer cDNA Expression Array s 588 geny. Detekce signálů byla provedena autoradiograficky a pro vyhodnocení expresní aktivity byl použit software AtlasImage 1.5 (CLONTECH). Genová exprese byla studována u pěti pacientů s diagnózou CML a jedné kontrolní zdravé osoby. Z periferní krve byly izolovány leukocyty a u tří pacientů byly leukocyty separovány na granulocyty a mononukleární buňky. Genová exprese pacientů byla porovnána s genovou expresí kontrolní osoby. Expresní profily pacientů se dosti překrývaly a my jsme se zaměřili na největší rozdíly v expresi genů ve srovnání s kontrolou. Mezi geny, které u pacientů vykazovaly shodné změny v expresi, patří c-jun N-terminální kináza, MMP-8, MMP-9, integrin a E, integrin b, PDGF (zvýšená exprese) a ZAP-70, IRF1, MCL-1, STAT 5B, RARA, CDC25B, RPSA, TNFR (snížená exprese). Druhou skupinu tvoří geny, jejichž exprese se výrazně lišila od kontroly, ale u pacientů se vyskytují nepravidelně („jednotlivě”) - PCNA, MMP-17, CD59, rho G, CRAF1, PIG7 (zvýšená exprese) a notch, caspase 8, caspase 4, interleukin 6 receptor, rho B, TIMP1 (snížená exprese) atd. Závěry. Sledování expresních profilů u pacientů se stejnou diagnózou může přispět k odhalení genů, které participují na rozvoji daného onemocnění. Všeobecně se soudí, že ačkoliv je vznik bcr/abl fúzního genu hlavní příčinou, není jedinou determinantou určující rozvoj CML. Předkládaná studie vedla k odhalení změn genové exprese, které byly zřetelně vyjádřeny u všech pacientů a které lze proto považovat za typické, a ukázala změny vyjádřené jen v některých vzorcích. Ty ukazují na individuální variabilitu.
Background. The new technologies that have the DNA laboratory over recent years and the general progress in knowledge of the human genome, have allowed the simultaneous observation of the activity of a large number of genes. Chronic myeloid leukemia is characterized with abnormal tyrosine kinase activity of the fused bcr/abl gene, which is most often product of translocation between chromosomes 9 an 22. It is as yet unknown whether this is the only and sufficient cause of the disease, or whether other supporting and co-active abnormalities exist. It is also not yet clear whether an increase of proliferating activity or reduced programmed cell death plays the dominant role. The aim of this study was to make further steps in resolving the question as to which of these hypotheses fits better. Methods and Results. Membrane macroarrays (Clontech 7742-1: Human Cancer cDNA Expression Array with 588 gene probes) were used throughout the study, on which cDNA reverse-transcribed from total RNA in turn isolated from peripheral white blood cells and labelled with 32 P was hybridized. Cells obtained from 5 patients with confirmed diagnoses by cytogenetic and molecular (bcr/abl) analyses, but who had not yet been treated by chemotherapy, were the source of the material. In some cases mononuclears and granulocytes were also isolated by Ficoll-Paque centrifugation. Radioactivity was detected by autoradiography or by a Phosphorimager (Fujifilm FLA-2000). Comparison with normal gene expression (healthy donor) was made by subtraction using Clontech AtlaImage 1.5 software. Although changes of expression of identical genes were not observed in all of patients examined, the majority of them were concordant. Values at least double those of the controls applied to the activity of c-jun N-terminal kinase, MMP-8, MMP-9, integrin a E, integrin b and PDGF, whereas the expression of ZAP-70, IRF1, MCL-1, STAT 5B, RARA, CDC25B, RPSA, TNFR decreased. Increases of PCNA, MMP-17, CD59, rho G, CRAF1 and PIG7 or decreases of notch, caspase 8, caspase 4, interleukin 6 receptor, rho B and TIMP1 were observed only in some cell samples. Conclusions. It seems that some maturation processes and transmembrane signalling are blocked, as well as the effectors of apoptosis. On the other hand, the reduced activity of ZAP-70, IRF1 and MCL-1 also indicated that proliferation breaks were weakened. The involvement of both processes-released replication and ineffective apoptosis - was evident; the problem of bcr/abl gene fusion being the necessary first and sufficient step on the way towards developing chronic myeloid leukemia, however, remained unresolved.
BACKGROUND: Ribosomal RNA (rRNA) accounts for the majority of the RNA in eukaryotic cells, and is encoded by hundreds to thousands of nearly identical gene copies, only a subset of which are active at any given time. In Arabidopsis thaliana, 45S rRNA genes are found in two large ribosomal DNA (rDNA) clusters and little is known about the contribution of each to the overall transcription pattern in the species. RESULTS: By taking advantage of genome sequencing data from the 1001 Genomes Consortium, we characterize rRNA gene sequence variation within and among accessions. Notably, variation is not restricted to the pre-rRNA sequences removed during processing, but it is also present within the highly conserved ribosomal subunits. Through linkage mapping we assign these variants to a particular rDNA cluster unambiguously and use them as reporters of rDNA cluster-specific expression. We demonstrate that rDNA cluster-usage varies greatly among accessions and that rDNA cluster-specific expression and silencing is controlled via genetic interactions between entire rDNA cluster haplotypes (alleles). CONCLUSIONS: We show that rRNA gene cluster expression is controlled via complex epistatic and allelic interactions between rDNA haplotypes that apparently regulate the entire rRNA gene cluster. Furthermore, the sequence polymorphism we discovered implies that the pool of rRNA in a cell may be heterogeneous, which could have functional consequences.
Vlastnosti neuronálních okruhů závisejí na počtu funkčních elementů (neuronů), četnosti interneuronálních spojení a funkční charakteristice synapsí. Komplexita neuronálních okruhů podmiňuje kvalitativní rozdíly v integrační činnosti mozku (úroveň inteligence a kognitivních funkcí, kapacita paměti). Vývoj nervového systému je jen částečně determinován geneticky (nature), významněji je ovlivňován vlivy prostředí (nurture). I faktory prostředí mohou modulovat vývoj struktury a její funkci zásahem do transkripce genů. Takto je například řízena exprese specifických signálních látek buněčných povrchů, tzv. adhezivních molekul, které poskytují informace pro růstové vrcholy axonů a dendritů. Podobně je řízena exprese neurotrofních faktorů, které napomáhají udržovat vzájemné funkční vztahy, případně stimulovat jejich další diferenciaci. Kromě přítomnosti či nepřítomnosti určitých vloh (genů), potřebných pro optimalizaci struktury a funkce neuronálních okruhů, je nutné uvažovat i o faktorech, které umožní, aby se tyto vlohy uplatnily. Vedle biologických faktorů, jako je úroveň nutrice, zásobení kyslíkem, případně úrazy a onemocnění, je pro vyladění funkce neuronálních okruhů nutná i adekvátní stimulace a zpracovávání přijatých informací. Hlavní zdroj stimulačních signálů představuje pro člověka jazyk, sociální prostředí a kultura.
Features of neuronal circuits depend on the number of functional elements (neurons), density of interneuronal connections and functional characteristics of synapses. Complexity of neuronal circuits determines the qualitative differences in the integration activity of the brain (level of intelligence and cognitive functions, memory capacity). Nerve system development is only partially determined by genetic factors (nature); probably more significant is the effect of environment (nurture). Environmental factors can interfere with gene transcription and thus modulate the development of structure and function. It is the mechanism controlling the expression of specific signals at neuronal surfaces, which include adhesive molecules providing information for growing cones of axons and dendrites. The expression of neurotrophic factors which help to maintain mutual functional relations between neurons is controlled similarly. Beside the presence or absence of certain dispositions (genes), necessary for the optimal development of the structure and function of neuronal circuits, also the factors which carry out the inherited dispositions have to be considered. Beside the biological factors like nutrition, oxygen supply or injuries and diseases, the adequate stimulation and information processing are necessary for the functional tuning of neuronal circuits. The principal source of stimulatory signals for humans represents the language, social environment and culture.
Cíl práce: Zhodnotit přítomnost exprese genů PAX5 a Shb ve tkáni povrchových uroteliálních karcinomů močového měchýře, posoudit její korelaci s patologií genu p53 a uvážit prognostický význam jednotlivých faktorů. Pacienti a metodika: Do studie bylo zahrnuto 61 pacientů s histologicky prokázaným povrchovým uroteliálním karcinomem močového měchýře. Exprese mRNA genů PAX5 a Shb ve tkáni nádoru byla detekována pomocí reverzní polymerázové řetězové reakce (RT-PCR) a výsledek byl vyjádřen semikvantitativně. Přítomnost mutací p53 byla zachycena pomocí SSCP (single strand conformation polymorphism) a potvrzena sekvenováním. K imunohistochemickému vyšetření p53 byla použita protilátka DO1, k vyjádření výsledku bylo použito semikvantitativní hodnocení pomocí HSCORE (HS). Kontrolní skupinu pro posouzení PAX5 a Shb exprese tvořilo 8 mužů, u kterých byl vzorek urotelu odebrán během operace pro benigní hyperplazií prostaty. Výsledky: Přítomnost exprese PAX5 a Shb byla prokázána u 50, respektive 52 pacientů s uroteliálním nádorem, ale u žádného z kontrolní skupiny. Mutace p53 byla zachycena u jediného pacienta s tumorem pTaG2 a byla lokalizována v exonu 5 (delece prolinu 128). Jaderná imunoreaktivita p53 byla přítomna u většiny pacientů, při použití prahové hodnoty HS 200 mělo 56,9 % nemocných pozitivní nález. Kvantita imunohistochemické pozitivity p53 nekorelovala s kvantitou exprese PAX5. Při použití prahových hodnot HS 200 pro p53 a 0,2 pro PAX5 mělo z 8 progredujících pacientů 7 nadprahovou hodnotu HS a 4 nadprahovou hodnotu PAX5. Závěr: Exprese genu PAX5 je častým nálezem u povrchových uroteliálních karcinomů močového měchýře.
The objective of the work: To evaluate the presence of the PAX5 and Shb genes expression in the tissue of superficial urotelial urinary bladder cancers, to judge its correlation with the p53 gene pathology and to consider the prognostic value of individual factors. Patients and Method: 61 patients with histologically proven superficial urotelial bladder cancer were included into the study. The mRNA expression of PAX5 and Shb genes in the cancer tissue was detected by the reverse polymerase chain reaction (RT- PCR) and the result was expressed semiquantitatively. The presence of p53 mutations was recorded by SSCP (single strand conformation polymorphism) and confirmed by sequening. The immunohistological examination of p53 was made by using DO1 antibody and the result was expressed using semiquantitative evaluation by HSCORE (HS). 8 men created the control group for PAX5 and Shb expression evaluation. Their urotel sample was withdrawn during the operation of benign prostate hyperplasia. Results: The presence of PAX5 and Shb expression was proven in 50, let us say in 52 patients with urotelial cancer, but it was not proven in anybody of the control group. p53 mutation was recorded in one patient with pTaG2 tumour and it was localised in 5 exon (proline 128 deletion). Nuclear immunoreactivity of p53 was present in the majority of patients, 56,9% of patients had positive finding using the threshold value HS 200. The quantity of p53 immunohistochemical positivity did not correlate with the quantity of PAX5 expression. Using the threshold values of HS 200 for p53 and 0,2 for PAX5 the 7 of 8 progressing patients had supra-threshold HS value and 4 of them had supra-threshold PAX5 value. Conclusion: The PAX5 gene expression is an often finding in superficial urotelial urinary bladder cancers.
The product of the retinoblastoma susceptibility tumour suppressor gene, pRb, is a negative regulator of cell proliferation. In order to investigate the interaction between pRb and the cell cycle machinery in more detail, a functional Rb gene was reintroduced into the Rb-deficient human mammary carcinoma cell line Bt549. Since constitutive high level expression of Rb turned out to be difficult to maintain, the tetracycline-dependent gene expression system was used. A number of clones was generated which all showed low level expression in the noninduced state. Considerable induction rates were obtained. The low level of noninduced Rb expression was sufficient to induce the expression of cyclin D1 the level of which was not further increased by upregulation of Rb expression. Concomittantly, an increase in cell doubling time was observed due to retardation of the cell cycle in the G1-phase. The data suggest that limiting amounts of cyclin D1 determine, at least partly, the extent of growth-repressing properties of pRb. The inducible system allows for maintenance of Rb-reconstituted cells at a low level of expression and for their use in the investigation of downstream functions of pRb.
Ionotropní glutamátové receptory NMDA typu hrají podstatnou roli v procesu synaptické plasticity, která je základem učení a paměti. Změna spojení mezi neurony je důsledkem působení jednak lokálních faktorů v synapsi a jednak celkových faktorů, které zahrnují aktivaci proteinkináz a přenos signálu do buněčného jádra, kde proteinkinázy fosforylují konstitutivně exprimované transkripční faktory, které řídí expresi tzv. genů časné odpovědi, z nichž některé jsou samy transkripční faktory a kontrolují expresi dalších cílových genů. Článek prezentuje dosud známé poznatky o mechanizmu přenosu signálu od NMDA receptoru k indukci modelového genu časné odpovědi c-fos, jehož exprese je pod kontrolou několika konstitutivních faktorů, mezi jinými CREB (cAMP-response element binding protein), který musí být fosforylován na kritickém Ser133, aby aktivoval transkripci. Rychlým důsledkem aktivace NMDA receptoru je translokace komplexu Ca2+-kalmodulin do jádra a aktivace Ca2+/kalmodulin dependentní kinázy IV. S pomalejší kinetikou dochází k aktivaci Ras-MAPK (mitogen-activated protein kinase) kinázové kaskády, která je zřejmě v signalizaci do jádra neuronu nejdůležitější a přes jiné specifické signální molekuly integruje i signalizaci využívající Ca2+ nebo cyklický AMP jako druhého posla.
Ionotropic NMDA glutamate receptors play a central role in the process of synaptic plasticity underlying learning and memory. Alteration of neuronal connections results from local effects in the target synapse as well as from the whole-cell factors that encompass activation of protein kinases and signal transduction to the cell nucleus, where the kinases phosphorylate constitutively expressed transcription factors controlling expression of a set of immediate-early genes; some of them, in turn, are themselves transcription factors and regulate expression of further target genes. The article presents some of knowledge accumulated to date, on the mechanism of signal transduction from NMDA receptor to induction of the model immediate-early gene c-fos, whose expression is controlled by several constitutive factors, among them by the CREB (cAMP-response element binding protein), that must be phosphorylated at a critical Ser133, in order to activate transcription. One fast event in response to NMDA receptor activation is translocation of the Ca2+-calmodulin complex to the cell nucleus and activation of Ca2+/calmodulin-dependent protein kinase IV. With slower kinetics, the Ras-MAPK (mitogen-activated protein kinase) kinase cascade is activated, emerging in the signalling to the neuronal nucleus as the most significant pathway, through other specific signalling molecules integrating also signals originally using Ca2+ or cyclic AMP as the second messengers.
p53 is activated by different stress and damage pathways and regulates cell biological responses including cell cycle arrest, repair pathways, apoptosis and senescence. Following DNA damage, the levels of p53 increase and via binding to target gene promoters, p53 induces expression of multiple genes including p21(CDKN1A) and mdm2. The effects of p53 on gene expression during the DNA damage response are well mimicked by overexpressing p53 under normal conditions. However, stress to the Endoplasmic Reticulum (ER) and the consequent Unfolded Protein Response (UPR) leads to the induction of the p53/47 isoform that lacks the first 40 aa of p53 and to an active suppression of p21(CDKN1A) transcription and mRNA translation. We now show that during ER stress p53 also suppresses MDM2 protein levels via a similar mechanism. These observations not only raise questions about the physiological role of MDM2 during ER stress but it also reveals a new facet of p53 as a repressor toward 2 of its major target genes during the UPR. As suppression of p21(CDKN1A) and MDM2 protein synthesis is mediated via their coding sequences, it raises the possibility that p53 controls mRNA translation via a common mechanism that might play an important role in how p53 regulates gene expression during the UPR, as compared to the transcription-dependent gene regulation taking place during the DNA damage response.
- MeSH
- down regulace MeSH
- genový knockdown MeSH
- HCT116 buňky MeSH
- inhibitor p21 cyklin-dependentní kinasy biosyntéza genetika MeSH
- lidé MeSH
- messenger RNA genetika metabolismus MeSH
- nádorový supresorový protein p53 genetika metabolismus MeSH
- nádory genetika metabolismus patologie MeSH
- proteiny teplotního šoku metabolismus MeSH
- protoonkogenní proteiny c-mdm2 biosyntéza genetika MeSH
- regulace genové exprese u nádorů * MeSH
- signální dráha UPR MeSH
- signální transdukce MeSH
- stres endoplazmatického retikula * MeSH
- transfekce MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
1020 s.
