scholarly journals Ο ρόλος του μονοπατιού Notch και των bHLH-Orange πρωτεϊνών στην αυτο-ανανέωση των νευροβλαστών στα μετεμβρυικά στάδια της D.melanogaster

2013 ◽  
Author(s):  
Ευανθία Ζαχαριουδάκη
Keyword(s):  
Tiling Arrays ◽  
Basic Helix Loop Helix ◽  
Helix Loop Helix

Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε εκτενώς ο ρόλος των πρωτεïνών bHLH-Orange (bHLH-O) και του μονοπατιού Notch στην αυτο-ανανέωση των μετεμβρυικών νευροβλαστών της D.melanogaster. Οι πρωτεΐνες bHLH-O είναι μια υποκατηγορία των μεταγραφικών παραγόντων basic-helix-loop-helix που χαρακτηρίζεται από το μοτίβο ‘Orange’ για αλληλεπιδράσεις μεταξύ πρωτεïνών. Οι πρωτεΐνες αυτές δρούν ως καταστολείς της μεταγραφής και χαρακτηριστικά μέλη της οικογένειας είναι οι πρωτεΐνες Hairy/E(spl), ή Hes. Συνήθως αποτελούν στόχους της σηματοδότησης Notch και είναι γνωστοί για την ικανότητά τους μεταξύ άλλων να καταστέλλουν τη νευρική διαφοροποίηση σε σπονδυλωτά και ασπόνδυλα. Η νευρογένεση της προνύμφης στη Δροσόφιλα είναι ένα πολύ καλό μοντέλο για τη μελέτη της ισορροπίας ανάμεσα στην αυτοανανέωση και τη διαφοροποίηση ενός σωματικού βλαστικού κυττάρου (νευροβλάστη). Οι μετεμβρυικοί νευροβλάστες (NBs) είναι νευρικά βλαστικά κύτταρα που παραμένουν σε φάση ηρεμίας μετά το πέρας της εμβρυογένεσης και έπειτα από τη λήψη κατάλληλων θρεπτικών σημάτων στα πρώτα στάδια της προνύμφης, αρχίζουν εκ νέου να πραγματοποιούν ασύμμετρες διαιρέσεις. Οι νευροβλάστες παράγουν διαφοροποιημένους νευρώνες και γλοιακά κύτταρα από ενδιάμεσα πρόδρομα κύτταρα που ονομάζονται GMCs ή INPs. Αρχικά δείξαμε ότι οι bHLH-O πρωτεΐνες E(spl)mγ, E(spl)mβ, E(spl)m8 και Deadpan (Dpn) εκφράζονται στους νευροβλάστες και όχι στα διαφοροποιημένα κύτταρα στο ΚΝΣ της προνύμφης. Μωσαïκές γενεαλογίες οι οποίες είναι διπλά μεταλλαγμένες για τον γενετικό τόπο των γονιδίων E(spl) και για το γονίδιο dpn παρουσιάζουν δραματική μείωση στην ικανότητα αυτοανανέωσης των νευροβλαστών τους με αποτέλεσμα την πρόωρη διαφοροποίηση αυτών των κυττάρων. Επιπλέον, η έκφραση των γονιδίων E(spl)mγ και m8, αλλά όχι του γονιδίου dpn, ρυθμίζεται από τη σηματοδότηση Notch που αποστέλλεται από το θυγατρικό κύτταρο GMC/INP προς τον θυγατρικό NB. Τέλος, είναι γνωστό ότι η υπερενεργοποίηση του μονοπατιού Notch στους νευροβλάστες οδηγεί στην δημιουργία υπερπλασιών. Βρήκαμε ότι αυτός ο φαινότυπος της υπερπλασίας οφείλεται στην εκτοπική επαγωγή των γονιδίων E(spl) και μάλιστα η υπερέκφραση των γονιδίων E(spl) μπορεί να μιμηθεί μερικώς αυτόν τον φαινότυπο της επαγόμενης από το Notch υπερπλασίας. Επομένως, από τα παραπάνω πειράματα βρέθηκε ότι οι πρωτεΐνες E(spl) και Dpn δρούν συνεργατικά για τη διατήρηση των νευροβλαστών στην κατάσταση της αυτοανανέωσης και σε αυτή τη διαδικασία συνδράμει το μονοπάτι Notch το οποίο επάγει την έκφραση μονάχα των γονιδίων E(spl).Εν συνεχεία καταφύγαμε σε μια γονιδιωματική ανάλυση για να αναγνωρίσουμε το σύνολο των στόχων του μονοπατιού Notch που επηρεάζουν την ικανότητα αυτοανανέωσης στους μετεμβρυικούς νευροβλάστες. Πραγματοποιήσαμε ανάλυση του συνολικού μεταγραφώματος (μικροσυστοιχίες Affymetrix) σε προνυμφικά ΚΝΣ όπου ο υποδοχέας Notch είναι υπερενεργός για 24 ώρες και προκαλεί υπερπλασία των νευροβλαστών. Από αυτές τις μικροσυστοιχίες 1289 ιχνηθέτες γονιδίων σημείωσαν αύξηση στα επίπεδα έκφρασής τους. Για την εύρεση των άμεσων στόχων της σηματοδότησης Notch, προχωρήσαμε σε ανοσοκατακρήμνιση χρωματίνης (Ch-IP) με σκοπό την αναγνώριση θέσεων που καταλαμβάνει το συμπλόκο Nicd/Su(H) στο γονιδίωμα στο ΚΝΣ προνυμφών με υπερενεργοποίηση του μονοπατιού Notch για 24 ώρες. Οι αλληλουχίες στις οποίες προσδέθηκε το σύμπλοκο αυτό υβριδοποιήθηκαν σε μικροσυστοιχίες που φέρουν ολιγονουκλεοτίδια που καλύπτουν το σύνολο του γονιδιώματος της Δροσόφιλας (tiling arrays). Προέκυψαν 169 γονίδια ως άμεσοι στόχοι του Notch. Μεταξύ αυτών υπήρχαν πολλοί μεταγραφικοί παράγοντες και παράγοντες που εμπλέκονται στο μηχανισμό της ασύμμετρης διαίρεσης. Επιλέξαμε 10 απο την πρώτη κατηγορία [τα γονίδια E(splmγ και dpn που μελετήθηκαν σε βάθος στο πρώτο μέρος της διατριβής και τα γονίδια, svp, cas, grh, wor, Antp, hth, lola, seq ] και 2 από τη δεύτερη (Mira και numb) για περαιτέρω μελέτη. Βρήκαμε ότι 5 από τα 12 γονίδια [E(spl)mγ, grh, wor, Mira, numb) αποκρίνονται σε απώλεια της λειτουργίας του Notch σε ποικίλο βαθμό ενώ 10 από τα 12 εμφανίζουν συσσώρευση μετά την υπερενεργοποίηση του Notch [E(spl)mγ, dpn, grh, wor, Mira, numb, svp, cas, hth και Antp]. Τέλος, πέρα από τα γονίδια E(spl), βρέθηκε ότι τα γονίδια lola και svp ήταν αναγκαία για την παθολογική Notch επαγόμενη υπερπλασία. Το γονίδιο svp που κωδικοποιεί έναν ορφανό πυρηνικό υποδοχέα στεροειδών (ομόλογο του COUP-TF στα θηλαστικά) ήταν ακόμα επαρκές για την επαγωγή υπερπλασιών στους νευροβλάστες. Τέσσερα ακόμα γονίδια (cas, dpn, grh και hth) βρέθηκαν να διαδραματίζουν ένα μικρότερο ρόλο σε αυτές τις υπερπλασίες.

Differential regulation of granulopoiesis by the basic helix-loop-helix transcriptional inhibitors Id1 and Id2

Blood ◽  
2005 ◽  
Vol 105 (11) ◽  
pp. 4272-4281 ◽  
Author(s):  
Miranda Buitenhuis ◽  
Hanneke W. M. van Deutekom ◽  
Liesbeth P. Verhagen ◽  
Anders Castor ◽  
Sten Eirik W. Jacobsen ◽  
...  
Keyword(s):  
Critical Role ◽  
Ectopic Expression ◽  
Constitutive Expression ◽  
Retroviral Transduction ◽  
Basic Helix Loop Helix ◽  
Helix Loop Helix ◽  
Cd34 Cells ◽  
Final Maturation ◽  
Inhibitor Of Dna Binding

Abstract Inhibitor of DNA binding (Id) proteins function as inhibitors of members of the basic helix-loop-helix family of transcription factors and have been demonstrated to play an important role in regulating lymphopoiesis. However, the role of these proteins in regulation of myelopoiesis is currently unclear. In this study, we have investigated the role of Id1 and Id2 in the regulation of granulopoiesis. Id1 expression was initially up-regulated during early granulopoiesis, which was then followed by a decrease in expression during final maturation. In contrast, Id2 expression was up-regulated in terminally differentiated granulocytes. In order to determine whether Id expression plays a critical role in regulating granulopoiesis, Id1 and Id2 were ectopically expressed in CD34+ cells by retroviral transduction. Our experiments demonstrate that constitutive expression of Id1 inhibits eosinophil development, whereas in contrast neutrophil differentiation was modestly enhanced. Constitutive Id2 expression accelerates final maturation of both eosinophils and neutrophils, whereas inhibition of Id2 expression blocks differentiation of both lineages. Transplantation of β2-microglobulin-/- nonobese diabetic severe combined immunodeficient (NOD/SCID) mice with CD34+ cells ectopically expressing Id1 resulted in enhanced neutrophil development, whereas ectopic expression of Id2 induced both eosinophil and neutrophil development. These data demonstrate that both Id1 and Id2 play a critical, although differential role in granulopoiesis.

scholarly journals The Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factor Cph2 Regulates Hyphal Development in CandidaalbicansPartly via Tec1

2001 ◽  
Vol 21 (19) ◽  
pp. 6418-6428 ◽  
Author(s):  
Shelley Lane ◽  
Song Zhou ◽  
Ting Pan ◽  
Qian Dai ◽  
Haoping Liu
Keyword(s):  
Transcription Factor ◽  
Protein Kinase ◽  
Binding Sites ◽  
Regulatory Element ◽  
Ectopic Expression ◽  
Mitogen Activated Protein Kinase ◽  
Northern Analysis ◽  
Hyphal Development ◽  
Basic Helix Loop Helix ◽  
Helix Loop Helix

ABSTRACT Candida albicans undergoes a morphogenetic switch from budding yeast to hyphal growth form in response to a variety of stimuli and growth conditions. Multiple signaling pathways, including a Cph1-mediated mitogen-activated protein kinase pathway and an Efg1-mediated cyclic AMP/protein kinase A pathway, regulate the transition. Here we report the identification of a basic helix-loop-helix transcription factor of the Myc subfamily (Cph2) by its ability to promote pseudohyphal growth inSaccharomyces cerevisiae. Like sterol response element binding protein 1, Cph2 has a Tyr instead of a conserved Arg in the basic DNA binding region. Cph2 regulates hyphal development in C. albicans, ascph2/cph2 mutant strains show medium-specific impairment in hyphal development and in the induction of hypha-specific genes. However, many hypha-specific genes do not have potential Cph2 binding sites in their upstream regions. Interestingly, upstream sequences of all known hypha-specific genes are found to contain potential binding sites for Tec1, a regulator of hyphal development. Northern analysis shows that TEC1 transcription is highest in the medium in which cph2/cph2 displays a defect in hyphal development, and Cph2 is necessary for this transcriptional induction of TEC1. In vitro gel mobility shift experiments show that Cph2 directly binds to the two sterol regulatory element 1-like elements upstream of TEC1. Furthermore, the ectopic expression of TEC1 suppresses the defect ofcph2/cph2 in hyphal development. Therefore, the function of Cph2 in hyphal transcription is mediated, in part, through Tec1. We further show that this function of Cph2 is independent of the Cph1- and Efg1-mediated pathways.

scholarly journals Genome-wide analysis of basic helix-loop-helix superfamily members in peach

PLoS ONE ◽  
2018 ◽  
Vol 13 (4) ◽  
pp. e0195974 ◽  
Author(s):  
Chunhua Zhang ◽  
Ruchao Feng ◽  
Ruijuan Ma ◽  
Zhijun Shen ◽  
Zhixiang Cai ◽  
...  
Keyword(s):  
Genome Wide Analysis ◽  
Basic Helix Loop Helix ◽  
Helix Loop Helix ◽  
Genome Wide

scholarly journals A Classification of Basic Helix-Loop-Helix Transcription Factors of Soybean

2015 ◽  
Vol 2015 ◽  
pp. 1-10 ◽  
Author(s):  
Karen A. Hudson ◽  
Matthew E. Hudson
Keyword(s):  
Transcription Factors ◽  
Genome Sequence ◽  
Search Algorithm ◽  
Soybean Genome ◽  
Binding Potential ◽  
Future Research ◽  
Basic Helix Loop Helix ◽  
Helix Loop Helix ◽  
Bhlh Genes ◽  
Wide Range

The complete genome sequence of soybean allows an unprecedented opportunity for the discovery of the genes controlling important traits. In particular, the potential functions of regulatory genes are a priority for analysis. The basic helix-loop-helix (bHLH) family of transcription factors is known to be involved in controlling a wide range of systems critical for crop adaptation and quality, including photosynthesis, light signalling, pigment biosynthesis, and seed pod development. Using a hidden Markov model search algorithm, 319 genes with basic helix-loop-helix transcription factor domains were identified within the soybean genome sequence. These were classified with respect to their predicted DNA binding potential, intron/exon structure, and the phylogeny of the bHLH domain. Evidence is presented that the vast majority (281) of these 319 soybean bHLH genes are expressed at the mRNA level. Of these soybean bHLH genes, 67% were found to exist in two or more homeologous copies. This dataset provides a framework for future studies on bHLH gene function in soybean. The challenge for future research remains to define functions for the bHLH factors encoded in the soybean genome, which may allow greater flexibility for genetic selection of growth and environmental adaptation in this widely grown crop.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document