JoVE Core
Molecular Biology
Chapter 10: Gene Expression
10.13:
主转录调节因子
主转录调节因子是主要负责调节多个基因表达的调节蛋白。通常,这些基因协同工作以驱动一个复杂的过程。主转录调节因子的激活可导致该结果所必需的级联转录激活。这些调节因子可以直接与所涉及的各种基因的调节序列结合,或者它们可以通过与其他转录调节因子的调节序列结合来间接调节转录并诱导其产生。生物体中特定表型的表达通常由一个或两个主转录调节因子控制。这些调节因子在生物体功能和患病表型表达中的重要性使其成为药物开发研究的理想靶标。
MEF2C 是一种主要负责乳腺癌发展的主转录调节因子。它属于负责细胞分化和发育的转录激活因子 Mef2 家族。MEF2C 的几个特征证明了其作为主转录调节因子的功能。它由两个 DNA 结合结构域组成——Mef2 和 MADS-box。Mef2 结构域以其高亲和力 DNA 结合和二聚化功能而闻名。MEF2C 还具有 TEAD1 的结合位点,TEAD1 是一种负责增强转录的辅助调节因子;MAPK7,一种调节细胞增殖和分化的转录因子;EP300,一种参与细胞生长和分裂调节的转录因子;和几种组蛋白脱乙酰酶,例如 HDAC4、HDAC7 和 HDAC9。
实验分析表明,MEF2C 可以直接调控许多负责致癌表型的基因。它还可以通过激活其他转录因子来间接调控表型:二阶的 1896 个基因和 2156 个调节相互作用,以及三阶的 5852 个基因和 18801 个相互作用。
许多复杂的细胞过程由一些关键的转录因子控制,称为主转录调节因子。这些主调节因子可促进或抑制基因组的转录,例如细胞分化所需的基因。
这些重要蛋白质可以直接或间接地调节基因表达。
主转录调节因子可以直接与顺式调节序列结合,以控制参与相关细胞反应的多个基因的转录。
MyoD 是肌肉细胞分化所需的主要转录调节因子。它与数百个参与肌肉发育的基因的顺式调节序列结合,包括肌球蛋白重链(一种在肌肉中发现的运动蛋白)和 结蛋白(一种肌肉特异性中间丝)。
主转录调节因子还可以通过与控制其他转录因子产生的顺式调节序列结合来间接发挥作用。
MyoD 与诱导其他转录因子表达的调节序列结合,例如肌细胞特异性增强因子 2,这些转录因子调节肌肉组织发育和修复所需的其他基因。
主调节因子通常协同工作以促进细胞分化。主调节因子 Oct4 和 Sox2 共同调节 Zfp206 的表达。这种转录因子必须在小鼠和人类的胚胎干细胞中高度表达,才能触发细胞分化。
同样,PPARγ 和 C/EBPα 通过与脂肪细胞特异性蛋白的顺式调节位点结合来触发脂肪细胞或脂肪细胞发育。此外,PPARγ 和 C/EBPα 分别与另一个的转录调节位点结合,从而形成一个正反馈回路,以进一步增加分化过程中的转录。
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