Les régulateurs principaux de la transcription sont des protéines régulatrices qui sont principalement responsables de la régulation de l’expression de plusieurs gènes. Ces gènes agissent souvent de concert pour piloter un processus complexe. L’activation d’un régulateur principal de la transcription peut conduire à une cascade de l’activation nécessaire à ce résultat. Ces régulateurs peuvent se lier directement aux séquences régulatrices des divers gènes impliqués, ou ils peuvent réguler indirectement la transcription en se liant à des séquences régulatrices de régulateurs transcriptionnels supplémentaires et induire leur production. L’expression d’un phénotype particulier dans un organisme est souvent sous le contrôle d’un ou deux régulateurs principaux de la transcription. L’importance de ces régulateurs dans le fonctionnement des organismes et l’expression des phénotypes malades en font des cibles idéales pour la recherche sur le développement de médicaments.
MEF2C est un régulateur transcriptionnel principal qui est principalement responsable du développement du cancer du sein. Il appartient à la famille Mef2 d’activateurs de transcription responsables de la différenciation et du développement cellulaire. Il existe plusieurs caractéristiques de MEF2C qui démontrent sa fonction de régulateur principal de la transcription. Il se compose de deux domaines de liaison à l’ADN – Mef2 et MADS-box. Le domaine Mef2 est connu pour sa fonction de liaison à l’ADN et de dimérisation de haute affinité. MEF2C possède également des sites de liaison pour TEAD1, un co-régulateur responsable de l’amélioration de la transcription ; MAPK7, un facteur de transcription qui régule la prolifération et la différenciation cellulaires ; EP300, un facteur de transcription impliqué dans la régulation de la croissance et de la division cellulaires ; et plusieurs histones désacétylases, telles que HDAC4, HDAC7 et HDAC9.
Une analyse expérimentale a montré que MEF2C peut réguler directement de nombreux gènes responsables du phénotype oncogène. Il peut également réguler indirectement le phénotype en activant d’autres facteurs de transcription : 1896 gènes et 2156 interactions régulatrices au second ordre et 5852 gènes et 18801 interactions au troisième ordre.
De nombreux processus cellulaires complexes sont contrôlés par quelques facteurs de transcription clés, connus sous le nom de régulateurs de transcription maîtres. Ces régulateurs maîtres favorisent ou inhibent la transcription de groupes de gènes, tels que ceux nécessaires à la différenciation cellulaire.
Ces protéines importantes peuvent fonctionner directement ou indirectement pour réguler l’expression des gènes.
Les régulateurs de transcription maîtres peuvent se lier directement aux séquences cis-régulatrices pour contrôler la transcription de plusieurs gènes impliqués dans les réponses cellulaires associées.
MyoD est un régulateur transcriptionnel principal nécessaire à la différenciation des cellules musculaires. Il se lie à des séquences cis-régulatrices de centaines de gènes impliqués dans le développement musculaire, y compris la chaîne lourde de la myosine, une protéine motrice présente dans le muscle, et la desmine, un filament intermédiaire spécifique au muscle.
Les régulateurs de transcription maîtres peuvent également agir indirectement en se liant à des séquences cis-régulatrices qui contrôlent la production d’autres facteurs de transcription.
MyoD se lie à des séquences régulatrices qui induisent l’expression d’autres facteurs de transcription, tels que le facteur 2 d’amplification spécifique des myocytes, qui régule des gènes supplémentaires nécessaires au développement et à la réparation du tissu musculaire.
Les maîtres régulateurs travaillent souvent ensemble pour favoriser la différenciation cellulaire. Les régulateurs maîtres Oct4 et Sox2 travaillent ensemble pour réguler l’expression de Zfp206. Ce facteur de transcription doit être fortement exprimé dans les cellules souches embryonnaires de souris et d’humains pour déclencher la différenciation cellulaire.
De même, ensemble, PPARγ et C/EBPα déclenchent le développement des adipocytes, ou cellules adipeuses, en se liant à des sites cis-régulateurs pour les protéines spécifiques des adipocytes. De plus, PPARγ et C/EBPα se lient chacun à un site de régulation de transcription pour l’autre, créant une boucle de rétroaction positive pour augmenter la transcription pendant la différenciation.
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