Ενισχυτής (γενετική)

Από τη Βικιπαίδεια, την ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια
Εδώ βλέπετε ένα διάγραμμα τεσσάρων βημάτων που απεικονίζει τη χρήση ενός ενισχυτή. Μέσα σε αυτήν την αλληλουχία DNA, πρωτεΐνες γνωστές ως μεταγραφικοί παράγοντες συνδέονται με τον ενισχυτή και αυξάνουν τη δραστηριότητα του προαγωγέα.
  1. DNA
  2. Ενισχυτής
  3. Προαγωγέας
  4. Γονίδιο
  5. Πρωτεΐνη ενεργοποιητή μεταγραφής
  6. Πρωτεΐνη μεσολαβητή
  7. RNA πολυμεράση

Στη γενετική, ένας ενισχυτής είναι μια μικρή περιοχή του DNA (50–1500 ζεύγη βάσεων) που μπορεί να δεσμευτεί από ενεργοποιητές πρωτεϊνών για να αυξηθεί η πιθανότητα να συμβεί μεταγραφή ενός συγκεκριμένου γονιδίου.[1][2]. Αυτές οι πρωτεΐνες αναφέρονται συνήθως ως παράγοντες μεταγραφής. Οι ενισχυτές είναι cis δραστικοί. Μπορούν να βρίσκονται σε απόσταση έως και 1 Mbp (1.000.000 ζεύγη βάσεων) μακριά από το γονίδιο, ανάντη ή κατάντη από την αρχική θέση.[2][3] Υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες ενισχυτές στο ανθρώπινο γονιδίωμα.[2] Βρίσκονται τόσο σε προκαρυώτες όσο και σε ευκαρυώτες.[4] Η πρώτη ανακάλυψη ενός ευκαρυωτικού ενισχυτή ήταν στο γονίδιο βαριάς αλυσίδας ανοσοσφαιρίνης το 1983.[5][6][7] Αυτός ο ενισχυτής, που βρίσκεται στο μεγάλο εσώνιο, παρείχε μια εξήγηση για τη μεταγραφική ενεργοποίηση των αναδιαταγμένων προαγωγέων γονιδίου Vh, ενώ οι μη αναδιαταγμένοι προαγωγείς Vh παρέμειναν ανενεργοί.[8] Πρόσφατα, έχει αποδειχθεί ότι εμπλέκονται ενισχυτές σε ορισμένες ιατρικές καταστάσεις, για παράδειγμα, στη μυελοκαταστολή.[9] Από το 2022, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει τεχνητή νοημοσύνη για να σχεδιάσουν συνθετικούς ενισχυτές και να τους εφαρμόσουν σε ζωικά συστήματα, πρώτα σε μια κυτταρική γραμμή,[10] και ένα χρόνο αργότερα επίσης in vivo.[11][12]

Θέσεις[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Στα ευκαρυωτικά κύτταρα η δομή του συμπλέγματος χρωματίνης του DNA διπλώνεται με τρόπο που μιμείται λειτουργικά την υπερτυλιγμένη κατάσταση που χαρακτηρίζει το προκαρυωτικό DNA, οπότε αν και ο ενισχυτής DNA μπορεί να απέχει πολύ από το γονίδιο με γραμμικό τρόπο, είναι χωρικά κοντά στον προαγωγέα και στο γονίδιο. Αυτό του επιτρέπει να αλληλεπιδρά με τους γενικούς παράγοντες μεταγραφής και την RNA πολυμεράση II.[13] Ο ίδιος μηχανισμός ισχύει για τα τους καταστολείς στο ευκαρυωτικό γονιδίωμα. Οι αποσιωπητές (Silencers) είναι ανταγωνιστές ενισχυτών (enhancers) που, όταν συνδέονται με τους κατάλληλους μεταγραφικούς παράγοντες που ονομάζονται καταστολείς (repressors), καταστέλλουν τη μεταγραφή του γονιδίου. Οι αποσιωπητές και οι ενισχυτές μπορεί να βρίσκονται σε κοντινή απόσταση μεταξύ τους, ή μπορεί ακόμη και να βρίσκονται στην ίδια περιοχή που διαφοροποιούνται μόνο από τον παράγοντα μεταγραφής με τον οποίο συνδέεται η περιοχή. Ένας ενισχυτής μπορεί να βρίσκεται ανοδικά ή καθοδικά του γονιδίου που ρυθμίζει. Επιπλέον, ένας ενισχυτής δεν χρειάζεται να βρίσκεται κοντά στη θέση έναρξης της μεταγραφής για να επηρεάσει τη μεταγραφή, καθώς ορισμένοι έχουν βρεθεί τοποθετημένοι αρκετές εκατοντάδες χιλιάδες ζεύγη βάσεων ανοδικά ή καθοδικά της θέσης έναρξης .[14] Οι ενισχυτές δεν δρουν στην ίδια την περιοχή του προαγωγέα, αλλά δεσμεύονται από ενεργοποιές πρωτεΐνες (activator proteins). Αυτές οι ενεργοποιές πρωτεΐνες αλληλεπιδρούν με το σύμπλεγμα μεσολαβητή (mediator complex), το οποίο στρατολογεί την πολυμεράση II και τους γενικούς μεταγραφικούς παράγοντες που στη συνέχεια αρχίζουν να μεταγράφουν τα γονίδια. Ενισχυτές μπορούν επίσης να βρεθούν μέσα στα εσώνια. Ο προσανατολισμός ενός ενισχυτή μπορεί ακόμη και να αντιστραφεί χωρίς να επηρεαστεί η λειτουργία του. Επιπλέον, ένας ενισχυτής μπορεί να αποκοπεί και να εισαχθεί αλλού στο χρωμόσωμα και να επηρεάσει ακόμα τη μεταγραφή των γονιδίων.[15] Αυτός είναι ένας λόγος που τα πολυμορφισμοί εσωνίων μπορεί να έχουν αποτελέσματα, αν και δεν είναι μεταφρασμένα. Οι ενισχυτές μπορούν επίσης να βρεθούν στην εξονική περιοχή ενός άσχετου γονιδίου[16][17][18] και μπορεί να δράσουν σε γονίδια σε άλλο χρωμόσωμα.[19] Οι ενισχυτές δεσμεύονται από την οικογένεια συνενεργοποιητών P300-CBP και η θέση τους μπορεί να προβλεφθεί από την αλληλούχιση ChIP (ChIP-seq) έναντι αυτής της οικογένειας συνενεργοποιητών.[20][21][22][23]

Ρόλος στη γονιδιακή έκφραση[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ρύθμιση μεταγραφής στα θηλαστικά. Μια ρυθμιστική περιοχή ενεργού ενισχυτή του DNA έχει τη δυνατότητα να αλληλεπιδρά με την περιοχή DNA του προαγωγέα του γονιδίου του στόχου του με το σχηματισμό ενός βρόχου χρωμοσώματος. Αυτό μπορεί να ξεκινήσει τη σύνθεση αγγελιοφόρου RNA (mRNA) από RNA πολυμεράση II (RNAP II) που συνδέεται με τον προαγωγέα στη θέση έναρξης μεταγραφής του γονιδίου. Ο βρόχος σταθεροποιείται από μια αρχιτεκτονική πρωτεΐνη που είναι αγκυρωμένη στον ενισχυτή και μια πρωτεΐνη αγκυρωμένη στον προαγωγέα και αυτές οι πρωτεΐνες ενώνονται για να σχηματίσουν ένα διμερές (κόκκινα ζιγκ-ζαγκ). Ειδικοί ρυθμιστικοί παράγοντες μεταγραφής συνδέονται με μοτίβα αλληλουχίας DNA στον ενισχυτή. Οι γενικοί μεταγραφικοί παράγοντες συνδέονται με τον προαγωγέα. Όταν ένας μεταγραφικός παράγοντας ενεργοποιείται από ένα σήμα (εδώ υποδεικνύεται ως φωσφορυλίωση που φαίνεται από ένα μικρό κόκκινο αστέρι σε έναν παράγοντα μεταγραφής στον ενισχυτή), ο ενισχυτής ενεργοποιείται και μπορεί τώρα να ενεργοποιήσει τον προαγωγέα του στόχο του. Ο ενεργός ενισχυτής μεταγράφεται σε κάθε κλώνο DNA σε αντίθετες κατευθύνσεις από συνδεδεμένες RNAP II. Ο μεσολαβητής (ένα σύμπλοκο που αποτελείται από περίπου 26 πρωτεΐνες σε μια δομή που αλληλεπιδρά) επικοινωνεί με ρυθμιστικά σήματα από τους παράγοντες μεταγραφής που συνδέονται με το DNA του ενισχυτή στον προαγωγέα.

Η γονιδιακή έκφραση στα θηλαστικά ρυθμίζεται από πολλά cis ρυθμιστικά στοιχεία (cis-regulatory elements), συμπεριλαμβανομένων των προαγωγέων του πυρήνα και των εγγύς στοιχείων προαγωγέα που βρίσκονται κοντά στις αρχικές θέσεις μεταγραφής των γονιδίων. Οι κεντρικοί προαγωγείς επαρκούν για να κατευθύνουν την έναρξη της μεταγραφής, αλλά γενικά έχουν χαμηλή βασική δραστηριότητα.[24] Άλλες σημαντικές ρυθμιστικές μονάδες cis εντοπίζονται σε περιοχές DNA που είναι απομακρυσμένες από τις θέσεις έναρξης της μεταγραφής. Αυτές περιλαμβάνουν ενισχυτές, αποσιωπητές, μονωτές και στοιχεία πρόσδεσης.[25] Μεταξύ αυτού του καταιγισμού στοιχείων, οι ενισχυτές και οι συνδεμένοι παράγοντες μεταγραφής έχουν πρωταγωνιστικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης.[26] Ένας ενισχυτής εντοπισμένος σε μια περιοχή DNA μακριά από τον προαγωγέα ενός γονιδίου μπορεί να έχει πολύ μεγάλη επίδραση στη γονιδιακή έκφραση, με ορισμένα γονίδια να υφίστανται έως και 100 φορές αυξημένη έκφραση λόγω ενός ενεργοποιημένου ενισχυτή.[27] Οι ενισχυτές είναι περιοχές του γονιδιώματος που είναι κύρια γονιδιακά ρυθμιστικά στοιχεία. Οι ενισχυτές ελέγχουν προγράμματα γονιδιακής έκφρασης ειδικά για κυτταρικό τύπο, τις περισσότερες φορές εκτελώντας βρόχους σε μεγάλες αποστάσεις για να έρθουν σε φυσική εγγύτητα με τους προαγωγείς των γονιδίων-στόχων τους.[28] Ενώ υπάρχουν εκατοντάδες χιλιάδες περιοχές DNA ενισχυτή, [2] για έναν συγκεκριμένο τύπο ιστού μόνο συγκεκριμένοι ενισχυτές έρχονται σε εγγύτητα με τους προαγωγείς που ρυθμίζουν. Σε μια μελέτη των νευρώνων του φλοιού του εγκεφάλου, βρέθηκαν 24.937 βρόχοι, που φέρνουν ενισχυτές στους προαγωγείς-στόχους τους.[27] Πολλαπλοί ενισχυτές, ο καθένας συχνά σε δεκάδες ή εκατοντάδες χιλιάδες νουκλεοτίδια απομακρυσμένα από τα γονίδια-στόχους τους, συνδέονται με τους προαγωγείς του γονιδίου-στόχου τους και μπορούν να συντονιστούν μεταξύ τους για να ελέγξουν την έκφραση του κοινού γονιδίου-στόχου τους.[28] Η σχηματική απεικόνιση σε αυτό το τμήμα δείχνει έναν ενισχυτή να περιστρέφεται για να έρθει σε στενή φυσική εγγύτητα με τον προαγωγέα ενός γονιδίου-στόχου. Ο βρόχος σταθεροποιείται από ένα διμερές ενός πρωτεϊνικού συνδέσμου (π.χ. διμερές του CTCF ή YY1), με ένα μέλος του διμερούς αγκυρωμένο στο μοτίβο πρόσδεσής του στον ενισχυτή και το άλλο μέλος αγκυρωμένο στο μοτίβο σύνδεσής του στον προαγωγέα (που αντιπροσωπεύεται από τα κόκκινα ζιγκ-ζαγκ στην εικόνα).[29] Αρκετοί ειδικοί μεταγραφικοί παράγοντες λειτουργίας των κυττάρων (υπάρχουν περίπου 1.600 μεταγραφικοί παράγοντες σε ένα ανθρώπινο κύτταρο [30]) συνδέονται γενικά με ειδικά μοτίβα σε έναν ενισχυτή [31] και ένας μικρός συνδυασμός αυτών των μεταγραφικών παραγόντων που συνδέονται με τον ενισχυτή, όταν έρχονται κοντά σε έναν προαγωγέα μέσω βρόχου DNA, διέπουν το επίπεδο μεταγραφής του γονιδίου-στόχου. Ο μεσολαβητής (ένα σύμπλεγμα που συνήθως αποτελείται από περίπου 26 πρωτεΐνες σε μια δομή αλληλεπίδρασης) επικοινωνεί με ρυθμιστικά σήματα από μεταγραφικούς παράγοντες δεσμευμένους στο DNA ενισχυτή απευθείας στο ένζυμο RNA πολυμεράση II (pol II) που είναι συνδεδεμένο με τον προαγωγέα.[32] Οι ενισχυτές, όταν είναι ενεργοί, μεταγράφονται γενικά και από τους δύο κλώνους του DNA με τις RNA πολυμεράσες που δρουν σε δύο διαφορετικές κατευθύνσεις, παράγοντας δύο RNA ενισχυτές (Enhancers RNA, eRNAs) όπως απεικονίζεται στο Σχήμα.[33] Όπως τα mRNAs, αυτά τα eRNAs προστατεύονται συνήθως από το κάλυμμα 5′ (5′ cap).[34] Ένας ανενεργός ενισχυτής μπορεί να δεσμεύεται από έναν ανενεργό παράγοντα μεταγραφής. Η φωσφορυλίωση του μεταγραφικού παράγοντα μπορεί να τον ενεργοποιήσει και αυτός ο ενεργοποιημένος παράγοντας μεταγραφής μπορεί στη συνέχεια να ενεργοποιήσει τον ενισχυτή στον οποίο είναι συνδεδεμένος (βλ. μικρό κόκκινο αστέρι που αντιπροσωπεύει τη φωσφορυλίωση του μεταγραφικού παράγοντα που συνδέεται με τον ενισχυτή στην εικόνα).[35] Ένας ενεργοποιημένος ενισχυτής ξεκινά τη μεταγραφή του RNA του πριν ενεργοποιήσει τη μεταγραφή του αγγελιαφόρου RNA από το γονίδιο-στόχο του.[36]

Θεωρίες[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ως τις 2005, υπάρχουν δύο διαφορετικές θεωρίες σχετικά με την επεξεργασία πληροφοριών που λαμβάνει χώρα σε ενισχυτές:[37]

  • Ενισχυοσώματα (Enhanceosomes) – βασίζονται σε εξαιρετικά συνεργάσιμη, συντονισμένη δράση και μπορούν να απενεργοποιηθούν με μεμονωμένες σημειακές μεταλλάξεις που μετακινούν ή αφαιρούν τις θέσεις δέσμευσης μεμονωμένων πρωτεϊνών.
  • Ευέλικτες ανακοινώσεις (Flexible billboards) – λιγότερο ολοκληρωμένες, πολλαπλές πρωτεΐνες ρυθμίζουν ανεξάρτητα την έκφραση των γονιδίων και το άθροισμά τους διαβάζεται από τον βασικό μεταγραφικό μηχανισμό.

Παραδείγματα στο ανθρώπινο γονιδίωμα[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

HACNS1[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Το HACNS1 (που είναι επίσης γνωστό ως CENTG2 και βρίσκεται στην ανθρώπινη επιταχυνόμενη περιοχή 2 (Human Accelerated Region 2) είναι ένας γονιδιακός ενισχυτής "που μπορεί να συνέβαλε στην εξέλιξη του μοναδικά αντίθετου ανθρώπινου αντίχειρα, και πιθανώς επίσης στις τροποποιήσεις στον αστραγάλο ή στο πόδι που επιτρέπουν στους ανθρώπους να περπατούν με δύο πόδια". Τα μέχρι σήμερα στοιχεία δείχνουν ότι από τις 110.000 αλληλουχίες ενισχυτών γονιδίων που εντοπίστηκαν στο ανθρώπινο γονιδίωμα, το HACNS1 έχει υποστεί τη μεγαλύτερη αλλαγή κατά τη διάρκεια της εξέλιξης των ανθρώπων μετά τη διάσπαση με τους προγόνους του χιμπατζή.

GADD45G[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Έχει περιγραφεί ένας ενισχυτής κοντά στο γονίδιο GADD45g που μπορεί να ρυθμίζει την ανάπτυξη του εγκεφάλου σε χιμπατζήδες και άλλα θηλαστικά, αλλά όχι στον άνθρωπο.[38] Ο ρυθμιστής GADD45G σε ποντίκια και χιμπατζήδες είναι ενεργός σε περιοχές του εγκεφάλου όπου βρίσκονται τα κύτταρα που σχηματίζουν τον φλοιό, τον κοιλιακό πρόσθιο εγκέφαλο και τον θάλαμο και μπορεί να καταστέλλουν περαιτέρω νευρογένεση. Η απώλεια του ενισχυτή GADD45G στους ανθρώπους μπορεί να συμβάλει στην αύξηση ορισμένων νευρωνικών πληθυσμών και στην επέκταση του προσθίου εγκεφάλου στους ανθρώπους.

Στην αναπτυξιακή βιολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η ανάπτυξη, η διαφοροποίηση και η ανάπτυξη των κυττάρων και των ιστών απαιτούν επακριβώς ρυθμισμένα πρότυπα γονιδιακής έκφρασης. Οι ενισχυτές λειτουργούν ως cis-ρυθμιστικά στοιχεία για να μεσολαβούν τόσο στον χωρικό όσο και στον χρονικό έλεγχο της ανάπτυξης ενεργοποιώντας τη μεταγραφή σε συγκεκριμένα κύτταρα ή/και καταστέλλοντάς την σε άλλα κύτταρα. Έτσι, ο συγκεκριμένος συνδυασμός παραγόντων μεταγραφής και άλλων πρωτεϊνών που δεσμεύουν το DNA σε έναν αναπτυσσόμενο ιστό ελέγχει ποια γονίδια θα εκφραστούν σε αυτόν τον ιστό. Οι ενισχυτές επιτρέπουν στο ίδιο γονίδιο να χρησιμοποιείται σε διάφορες διαδικασίες στον χώρο και στον χρόνο.[39]

Ταυτοποίηση και χαρακτηρισμός[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Παραδοσιακά, οι ενισχυτές ταυτοποιούνταν με τεχνικές παγίδευσης του ενισχυτή, χρησιμοποιώντας ένα γονίδιο αναφοράς ή με συγκριτική ανάλυση αλληλουχίας και υπολογιστική γονιδιωματική. Σε γενετικά βατά πρότυπα όπως η μύγα φρούτων Drosophila melanogaster, για παράδειγμα, ένα κατασκεύασμα αναφοράς όπως το lacZ μπορεί τυχαία να ενσωματωθεί σε το γονιδίωμα χρησιμοποιώντας ένα μεταθετόνιο στοιχείο P. Εάν το γονίδιο αναφοράς ενσωματωθεί κοντά σε έναν ενισχυτή, η έκφρασή του θα αντανακλά το πρότυπο έκφρασης που καθοδηγείται από αυτόν τον ενισχυτή. Έτσι, η χρώση των μυγών για έκφραση ή δραστηριότητα του LacZ και η κλωνοποίηση της αλληλουχίας που περιβάλλει τη θέση ενσωμάτωσης επιτρέπει την αναγνώριση της αλληλουχίας του ενισχυτή.[40] Η ανάπτυξη γονιδιωματικών και επιγονιδιωματικών τεχνολογιών, ωστόσο, έχει αλλάξει δραματικά τις προοπτικές για την ανακάλυψη των cis ρυθμιστικών μονάδων (cis-regulatory modules, CRM). Οι μέθοδοι αλληλούχισης επόμενης γενιάς (Next-generation sequencing, NGS) επιτρέπουν πλέον λειτουργικές αναλύσεις ανακάλυψης CRM υψηλής απόδοσης και τις απέραντα αυξανόμενες ποσότητες διαθέσιμων δεδομένων, συμπεριλαμβανομένων βιβλιοθηκών μεγάλης κλίμακας των μοτίβων της θέσης σύνδεσης του μεταγραφικού παράγοντα (transcription factor-binding site , TFBS), των συλλογών σχολιασμένων, επικυρωμένων CRM και των εκτεταμένων επιγενετικών δεδομένων σε πολλούς τύπους κυττάρων, καθιστούν την ακριβή υπολογιστική ανακάλυψη CRM εφικτό στόχο. Ένα παράδειγμα προσέγγισης που βασίζεται στο NGS που ονομάζεται αλληλούχιση DNάσης (DNase-seq) επέτρεψε την αναγνώριση περιοχών που έχουν εξαντληθεί από νουκλεόσωμα ή ανοιχτών περιοχών χρωματίνης, οι οποίες μπορεί να περιέχουν CRM. Πιο πρόσφατα αναπτύχθηκαν τεχνικές όπως η αλληλούχιση ATAC (Assay for Transposase-Accessible Chromatin using sequencing, ATAC-seq) που απαιτούν λιγότερο υλικό εκκίνησης. Οι περιοχές με εξάντληση νουκλεοσωμάτων μπορούν να αναγνωριστούν in vivo μέσω της έκφρασης της μεθυλάσης Dam, επιτρέποντας μεγαλύτερο έλεγχο της αναγνώρισης ειδικού κυτταρικού τύπου ενισχυτή.[41] Οι υπολογιστικές μέθοδοι περιλαμβάνουν συγκριτική γονιδιωματική (comparative genomics), ομαδοποίηση γνωστών ή προβλεπόμενων θέσεων δέσμευσης TF και εποπτευόμενες προσεγγίσεις μηχανικής μάθησης που έχουν εκπαιδευτεί σε γνωστά CRM. Όλες αυτές οι μέθοδοι έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικές για την ανακάλυψη CRM, αλλά η καθεμία έχει τις δικές της εκτιμήσεις και περιορισμούς και η καθεμία υπόκειται σε μεγαλύτερο ή μικρότερο αριθμό ψευδώς θετικών ταυτοποιήσεων.[42] Στην προσέγγιση συγκριτικής γονιδιωματικής, η διατήρηση αλληλουχίας των μη κωδικοποιητικών περιοχών μπορεί να είναι ενδεικτική των ενισχυτών. Οι αλληλουχίες από πολλά είδη ευθυγραμμίζονται και οι διατηρημένες περιοχές προσδιορίζονται υπολογιστικά.[43] Οι αναγνωρισμένες αλληλουχίες μπορούν στη συνέχεια να συνδεθούν σε ένα γονίδιο αναφοράς όπως η πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη ή lacZ για να προσδιοριστεί το μοτίβο της γονιδιακής έκφρασης "in vivo" που παράγεται από τον ενισχυτή όταν εγχέεται σε ένα έμβρυο. Η έκφραση του mRNA του ανταποκριτή μπορεί να οπτικοποιηθεί με επιτόπιο υβριδισμός, που παρέχει μια πιο άμεση μέτρηση της δραστικότητας του ενισχυτή, αφού δεν υπόκειται στην πολυπλοκότητα της μετάφρασης και της αναδίπλωση της πρωτεΐνης. Αν και πολλά στοιχεία έχουν επισημάνει τη διατήρηση της αλληλουχίας για κρίσιμους αναπτυξιακούς ενισχυτές, άλλες εργασίες έχουν δείξει ότι η λειτουργία των ενισχυτών μπορεί να διατηρηθεί με ελάχιστη ή καθόλου διατήρηση της πρωτογενούς αλληλουχίας. Για παράδειγμα, οι ενισχυτές "RET" στους ανθρώπους έχουν πολύ μικρή διατήρηση της αλληλουχίας σε σχέση με εκείνους στο ψάρι-ζέβρα, ωστόσο οι αλληλουχίες και των δύο ειδών παράγουν σχεδόν πανομοιότυπα μοτίβα έκφρασης γονιδίου αναφοράς στο ψάρι-ζέβρα.[43] Ομοίως, σε έντομα με μεγάλη απόκλιση (χωρισμένα κατά περίπου 350 εκατομμύρια χρόνια), παρόμοια μοτίβα γονιδιακής έκφρασης πολλών βασικών γονιδίων βρέθηκε ότι ρυθμίζονται μέσω παρόμοιας σύνθεσης CRM, αν και αυτά τα CRM δεν δείχνουν καμία αξιόλογη διατήρηση αλληλουχίας ανιχνεύσιμη με τυπικές μεθόδους στοίχισης αλληλουχιών, όπως π.χ. το BLAST.[44]

Στην κατάτμηση των εντόμων[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Οι ενισχυτές που καθορίζουν την πρώιμη κατάτμηση σε έμβρυα της Drosophila melanogaster είναι από τους καλύτερα χαρακτηρισμένους αναπτυξιακούς ενισχυτές. Στο πρώιμο έμβρυο της μύγας, οι παράγοντες μεταγραφής γονιδίου χάσματος (gap gene) είναι υπεύθυνοι για την ενεργοποίηση και την καταστολή ενός αριθμού γονιδίων μεταμερισμού (segmentation genes), όπως τα γονίδια κανόνα ζεύγους (pair rule genes). Τα γονίδια χάσματος εκφράζονται σε μπλοκ κατά μήκος του πρόσθιου-οπίσθιου άξονα της μύγας μαζί με άλλους μεταγραφικούς παράγοντες μητρικής επίδρασης (maternal effect), δημιουργώντας έτσι ζώνες εντός των οποίων εκφράζονται διαφορετικοί συνδυασμοί παραγόντων μεταγραφής. Τα γονίδια κανόνων ζεύγους διαχωρίζονται το ένα από το άλλο από κύτταρα που δεν εκφράζονται. Επιπλέον, οι λωρίδες έκφρασης για διαφορετικά γονίδια κανόνων ζεύγους αντισταθμίζονται από μερικές διαμέτρους κυττάρων η μία από την άλλη. Έτσι, μοναδικοί συνδυασμοί έκφρασης γονιδίων κανόνα ζεύγους δημιουργούν χωρικές περιοχές κατά μήκος του πρόσθιου-οπίσθιου άξονα για τη δημιουργία καθενός από τα 14 μεμονωμένα τμήματα. Ο ενισχυτής 480 bp που είναι υπεύθυνος για την οδήγηση της αιχμηρής λωρίδας δύο από τα γονίδια των κανόνων ζεύγους even-skipped (eve) έχει χαρακτηριστεί καλά. Ο ενισχυτής περιέχει 12 διαφορετικές θέσεις δέσμευσης για τους μητρικούς παράγοντες και τους παράγοντες μεταγραφής των γονιδίων χάσματος. Οι θέσεις ενεργοποίησης και καταστολής επικαλύπτονται με τη σειρά. Η Eve εκφράζεται μόνο σε μια στενή λωρίδα κυττάρων που περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις των ενεργοποιητών και χαμηλή συγκέντρωση των καταστολέων για αυτήν την αλληλουχία ενισχυτή. Άλλες περιοχές ενισχυτή οδηγούν την έκφραση eve σε 6 άλλες λωρίδες στο έμβρυο.[45]

Στη διαμόρφωση σπονδυλωτών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Η δημιουργία αξόνων σώματος είναι ένα κρίσιμο βήμα στην ανάπτυξη των ζώων. Κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής ανάπτυξης ποντικού, το Nodal, ένας συνδέτης υπεροικογένειας αυξητικoύ παράγοντα μεταμόρφωσης -β, είναι ένα βασικό γονίδιο που εμπλέκεται στη μορφογένεση τόσο του πρόσθιου-οπίσθιου άξονα όσο και του άξονα αριστερά-δεξιά του πρώιμου εμβρύου. Το γονίδιο Nodal περιέχει δύο ενισχυτές: τον εγγύς ενισχυτή επιβλαστών (Proximal Epiblast Enhancer, PEE) και τον Ασύμμετρο Ενισχυτή (Asymmetric Enhancer, ASE). Το PEE βρίσκεται ανάντη του γονιδίου Nodal και οδηγεί την έκφραση "Nodal" στο τμήμα της πρωτογενούς αύλακας που θα διαφοροποιηθεί στον κόμβο (αναφέρεται επίσης ως ο πρωτογενής κόμβος).[46] Το PEE ενεργοποιεί την έκφραση Nodal ως απόκριση σε συνδυασμό σηματοδότησης Wnt συν ένα δεύτερο, άγνωστο σήμα. Έτσι, ένα μέλος της οικογένειας παραγόντων μεταγραφής LEF/TCF πιθανότατα συνδέεται σε μια θέση δέσμευσης TCF στα κύτταρα στον κόμβο. Η διάχυση του Nodal μακριά από τον κόμβο σχηματίζει μια κλίση που στη συνέχεια διαμορφώνει τον εκτεινόμενο πρόσθιο-οπίσθιο άξονα του εμβρύου.[47] Το ASE είναι ένας εσωνικός ενισχυτής που δεσμεύεται από τον μεταγραφικό παράγοντα Fox1. Πρώιμα στην ανάπτυξη, η έκφραση Nodal που βασίζεται στο Fox1 δημιουργεί το σπλαχνικό ενδόδερμα. Αργότερα στην ανάπτυξη, η δέσμευση του Fox1 στο ASE οδηγεί την έκφραση "Nodal" στην αριστερή πλευρά της πλάγιας πλάκας μεσοδέρματος, καθιερώνοντας έτσι ασυμμετρία αριστερά-δεξιά απαραίτητη για την ασύμμετρη ανάπτυξη οργάνων στο μεσόδερμα.[48] Η δημιουργία τριών βλαστικών στοιβάδων (germ layers) κατά τη γαστριδίωση (gastrulation) είναι ένα άλλο κρίσιμο βήμα στην ανάπτυξη των ζώων. Κάθε μία από τα τρεις βλαστικές στοιβάδες έχει μοναδικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης που προάγουν τη διαφοροποίηση και την ανάπτυξή τους. Το ενδόδερμα (endoderm) προσδιορίζεται νωρίς στην ανάπτυξη με την έκφραση Gata4 και το Gata4 συνεχίζει να κατευθύνει τη μορφογένεση του εντέρου αργότερα. Η έκφραση "Gata4" ελέγχεται στο πρώιμο έμβρυο από έναν εσωνικό ενισχυτή που δεσμεύει έναν άλλο μεταγραφικό παράγοντα της περιοχής φουρκέτας (forkhead), το FoxA2. Αρχικά ο ενισχυτής οδηγεί σε ευρεία γονιδιακή έκφραση σε όλο το έμβρυο, αλλά η έκφραση περιορίζεται γρήγορα στο ενδόδερμα, υποδηλώνοντας ότι άλλοι καταστολείς μπορεί να εμπλέκονται στον περιορισμό του. Στα τέλη της ανάπτυξης, ο ίδιος ενισχυτής περιορίζει την έκφραση στους ιστούς που θα γίνουν το στομάχι και το πάγκρεας. Ένας επιπλέον ενισχυτής είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση της έκφρασης Gata4 στο ενδόδερμα κατά τα ενδιάμεσα στάδια της ανάπτυξης του εντέρου.[49]

Οι πολλαπλοί ενισχυτές προάγουν την αναπτυξιακή ευρωστία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ορισμένα γονίδια που εμπλέκονται σε κρίσιμες αναπτυξιακές διεργασίες περιέχουν πολλαπλούς ενισχυτές αλληλεπικαλυπτόμενων λειτουργιών. Δευτερεύοντες ενισχυτές, ή "ενισχυτές σκιάς", μπορεί να βρεθούν πολλές χιλιάδες βάσεις μακριά από τον κύριο ενισχυτή (ο "κύριος" αναφέρεται συνήθως στον πρώτο ενισχυτή που ανακαλύφθηκε, ο οποίος είναι συχνά πιο κοντά στο γονίδιο που ρυθμίζει). Από μόνος του, κάθε ενισχυτής οδηγεί σχεδόν πανομοιότυπα μοτίβα γονιδιακής έκφρασης. Είναι πραγματικά περιττοί οι δύο ενισχυτές; Πρόσφατη εργασία έχει δείξει ότι πολλαπλοί ενισχυτές επιτρέπουν στις μύγες των φρούτων να επιβιώνουν από περιβαλλοντικές διαταραχές, όπως η αύξηση της θερμοκρασίας. Όταν αυξάνεται σε υψηλή θερμοκρασία, ένας μεμονωμένος ενισχυτής μερικές φορές αποτυγχάνει να οδηγήσει το πλήρες πρότυπο έκφρασης, ενώ η παρουσία και των δύο ενισχυτών επιτρέπει τη φυσιολογική γονιδιακή έκφραση.[50]

Εξέλιξη αναπτυξιακών μηχανισμών[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ένα θέμα της έρευνας στην εξελικτική αναπτυξιακή βιολογία (evolutionary developmental biology, "evo-devo") είναι η διερεύνηση του ρόλου των ενισχυτών και άλλων ρυθμιστικών στοιχείων cis στην παραγωγή μορφολογικών αλλαγών μέσω των αναπτυξιακών διαφορών μεταξύ των ειδών.

Pitx1 γαστερόστεου[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Πρόσφατη εργασία διερεύνησε τον ρόλο των ενισχυτών στις μορφολογικές αλλαγές στα ψάρια τριάκανθου γαστερόστεου. Οι γαστερόστεοι υπάρχουν τόσο σε θαλάσσιο περιβάλλον όσο και σε περιβάλλον γλυκού νερού, αλλά οι γαστερόστεοι σε πολλούς πληθυσμούς γλυκού νερού έχουν χάσει εντελώς τα πυελικά τους πτερύγια (αποφύσεις ομόλογες με το οπίσθιο άκρο των τετραπόδων).
Pitx1 είναι ένα γονίδιο ομοιοπλαισίου (homeobox) που εμπλέκεται στην ανάπτυξη του οπίσθιου άκρου σε σπονδυλωτά. Προκαταρκτικές γενετικές αναλύσεις έδειξαν ότι οι αλλαγές στην έκφραση αυτού του γονιδίου ήταν υπεύθυνες για τη μείωση της πυέλου στους γαστερόστεους. Τα ψάρια που εκφράζουν μόνο το αλληλόμορφο του γλυκού νερού του Pitx1 δεν έχουν πυελική ράχη, ενώ τα ψάρια που εκφράζουν ένα θαλάσσιο αλληλόμορφο διατηρούν τις πυελικές ράχες. Ένας πιο εμπεριστατωμένος χαρακτηρισμός έδειξε ότι μια αλληλουχία ενισχυτή 500 ζευγών βάσεων είναι υπεύθυνη για την ενεργοποίηση της έκφρασης "Pitx1" στο οπίσθιο πτερύγιο. Αυτός ο ενισχυτής βρίσκεται κοντά σε μια χρωμοσωμική εύθραυστη θέση—μια αλληλουχία DNA που είναι πιθανό να σπάσει και επομένως πιο πιθανό να μεταλλαχθεί ως αποτέλεσμα ανακριβούς επιδιόρθωσης του DNA. Αυτή η εύθραυστη θέση έχει προκαλέσει επαναλαμβανόμενες, ανεξάρτητες απώλειες του ενισχυτή που είναι υπεύθυνος για την καθοδήγηση της έκφρασης Pitx1 στις ακάνθες της πυέλου σε απομονωμένο πληθυσμό γλυκού νερού και χωρίς αυτόν τον ενισχυτή, τα ψάρια του γλυκού νερού αποτυγχάνουν να αναπτύξουν ακάνθες στην πύελο.[51]

Στην εξέλιξη του μοτίβου των φτερών της Drosophila[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα μοτίβα μελάγχρωσης παρέχουν μία από τις πιο εντυπωσιακές και εύκολα αξιολογημένες διαφορές μεταξύ διαφορετικών ειδών ζώων. Η χρώση του φτερού της Drosophila έχει αποδειχθεί ότι είναι ένα ιδιαίτερα επιδεκτικό σύστημα για τη μελέτη της ανάπτυξης πολύπλοκων φαινοτύπων μελάγχρωσης. Το φτερό Drosophila guttifera έχει 12 σκούρες κηλίδες μελάγχρωσης και 4 πιο ανοιχτόχρωμες γκρι μεμβράνες. Οι χρωστικές κηλίδες προκύπτουν από την έκφραση του κίτρινου γονιδίου, το προϊόν του οποίου παράγει μαύρη μελανίνη. Πρόσφατη εργασία έχει δείξει ότι δύο ενισχυτές του κίτρινου γονιδίου παράγουν γονιδιακή έκφραση με αυτό ακριβώς το μοτίβο – ο ενισχυτής φλεβικής κηλίδας οδηγεί την έκφραση γονιδίου αναφοράς στις 12 κηλίδες και ο ενισχυτής απόχρωσης μεσοφλεβών οδηγεί την έκφραση αναφοράς στα 4 διακριτά επιρράματα (patches). Αυτοί οι δύο ενισχυτές ανταποκρίνονται στην οδό σηματοδότησης Wnt, η οποία ενεργοποιείται από την έκφραση χωρίς φτερά (wingless) σε όλες τις χρωστικές θέσεις. Έτσι, στην εξέλιξη της πολύπλοκης μελάγχρωσης φαινότυπος, το γονίδιο της κίτρινης χρωστικής εξέλιξε ενισχυτές που ανταποκρίνονται στο σήμα χωρίς φτερά και η έκφραση χωρίς φτερά εξελίχθηκε σε νέες θέσεις για να παράγει νέα μοτίβα φτερών.[52]

Σε φλεγμονές και καρκίνο[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Κάθε κύτταρο τυπικά περιέχει αρκετές εκατοντάδες μιας ειδικής κατηγορίας ενισχυτών που εκτείνονται σε αλληλουχίες DNA μήκους πολλών κιλοβάσεων, που ονομάζονται "υπερενισχυτές (super-enhancers)".[53] Αυτοί οι ενισχυτές περιέχουν μεγάλο αριθμό θέσεων δέσμευσης επαγώγιμων μεταγραφικών παραγόντων ειδικών για την αλληλουχία, και ρυθμίζουν την έκφραση γονιδίων που εμπλέκονται στη διαφοροποίηση των κυττάρων.[54] Κατά τη διάρκεια της φλεγμονής, ο παράγοντας μεταγραφής NF-κB διευκολύνει την αναδιαμόρφωση της χρωματίνης με τρόπο που ανακατανέμει επιλεκτικά συμπαράγοντες από ενισχυτές υψηλής κατάληψης, καταστέλλοντας έτσι τα γονίδια που εμπλέκονται στη διατήρηση της κυτταρικής ταυτότητας των οποίων την έκφραση ενισχύουν. Ταυτόχρονα, αυτή η αναδιαμόρφωση και ανακατανομή που βασίζεται στο F-κΒ ενεργοποιεί άλλους ενισχυτές που καθοδηγούν τις αλλαγές στην κυτταρική λειτουργία μέσω της φλεγμονής.[55][56] Ως αποτέλεσμα, η φλεγμονή επαναπρογραμματίζει τα κύτταρα, αλλάζοντας τις αλληλεπιδράσεις τους με τον υπόλοιπο ιστό και με το ανοσοποιητικό σύστημα.[57][58] Στον καρκίνο, οι πρωτεΐνες που ελέγχουν τη δραστηριότητα του NF-κB είναι απορυθμισμένες, επιτρέποντας στα κακοήθη κύτταρα να μειώνουν την εξάρτησή τους από τις αλληλεπιδράσεις με τον τοπικό ιστό και εμποδίζοντας την παρακολούθηση από το ανοσοποιητικό σύστημα.[59][60]

Σχεδιασμός ενισχυτών στη συνθετική βιολογία[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Τα συνθετικά ρυθμιστικά στοιχεία όπως οι ενισχυτές υπόσχονται να είναι ένα ισχυρό εργαλείο για την κατεύθυνση των προϊόντων γονιδίων σε συγκεκριμένους κυτταρικούς τύπους προκειμένου να θεραπεύσουν ασθένειες ενεργοποιώντας ωφέλιμα γονίδια ή αναστέλλοντας τις ανώμαλες κυτταρικές καταστάσεις. Από το 2022, οι στρατηγικές τεχνητής νοημοσύνης και εκμάθησης μεταφοράς έχουν οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση των χαρακτηριστικών των ρυθμιστικών αλληλουχιών DNA, στην καλύτερη πρόβλεψη και το σχεδιασμό των συνθετικών ενισχυτών.[61][62] Με βάση την εργασία στην κυτταροκαλλιέργεια,[63] οι συνθετικοί ενισχυτές εφαρμόστηκαν με επιτυχία σε ολόκληρους ζωντανούς οργανισμούς το 2023. Χρησιμοποιώντας βαθιά νευρωνικά δίκτυα, οι επιστήμονες προσομοίωσαν την εξέλιξη των αλληλουχιών DNA για να αναλύσουν την εμφάνιση χαρακτηριστικών που υποκρύπτουν τη λειτουργία του ενισχυτή. Αυτό επέτρεψε το σχεδιασμό και την παραγωγή μιας σειράς λειτουργικών συνθετικών ενισχυτών για διαφορετικούς τύπους κυττάρων του εγκεφάλου της μύγας των φρούτων.[64] Μια δεύτερη προσέγγιση εκπαίδευσε μοντέλα τεχνητής νοημοσύνης σε δεδομένα προσβασιμότητας μονοκυττάρου DNA και μετέφερε τα μαθημένα μοντέλα προς την πρόβλεψη ενισχυτών για επιλεγμένους ιστούς στο έμβρυο της μύγας των φρούτων. Αυτά τα μοντέλα πρόβλεψης ενισχυτών χρησιμοποιήθηκαν για το σχεδιασμό συνθετικών ενισχυτών για το νευρικό σύστημα, τον εγκέφαλο, τους μύες, την επιδερμίδα και το έντερο.[65]

Παραπομπές[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

  1. ↑ «Going the distance: a current view of enhancer action». Science 281 (5373): 60–3. July 1998. doi:10.1126/science.281.5373.60. PMID 9679020. Bibcode: 1998Sci...281...60.. 
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 «Enhancers: five essential questions». Nature Reviews. Genetics 14 (4): 288–95. April 2013. doi:10.1038/nrg3458. PMID 23503198. 
  3. ↑ «Transcriptional regulatory elements in the human genome». Annual Review of Genomics and Human Genetics 7: 29–59. 2006. doi:10.1146/annurev.genom.7.080505.115623. PMID 16719718. 
  4. ↑ «Distant activation of transcription: mechanisms of enhancer action». Molecular and Cellular Biology 32 (24): 4892–7. December 2012. doi:10.1128/MCB.01127-12. PMID 23045397. 
  5. ↑ «Transcriptional enhancer elements in the mouse immunoglobulin heavy chain locus». Science 221 (4611): 663–5. August 1983. doi:10.1126/science.6306772. PMID 6306772. Bibcode: 1983Sci...221..663M. 
  6. ↑ «A lymphocyte-specific cellular enhancer is located downstream of the joining region in immunoglobulin heavy chain genes». Cell 33 (3): 729–40. July 1983. doi:10.1016/0092-8674(83)90015-6. PMID 6409418. 
  7. ↑ «A tissue-specific transcription enhancer element is located in the major intron of a rearranged immunoglobulin heavy chain gene». Cell 33 (3): 717–28. July 1983. doi:10.1016/0092-8674(83)90014-4. PMID 6409417. 
  8. ↑ «Characterization of enhancer fragments in Drosophila robo2». Fly 16 (1): 312–346. December 2022. doi:10.1080/19336934.2022.2126259. PMID 36217698. 
  9. ↑ Zhigulev, Artemy; Norberg, Zandra; Cordier, Julie; Spalinskas, Rapolas; Bassereh, Hassan; Björn, Niclas; Pradhananga, Sailendra; Gréen, Henrik και άλλοι. (March 2024). «Enhancer mutations modulate the severity of chemotherapy-induced myelosuppression». Life Science Alliance 7 (3): e202302244. doi:10.26508/lsa.202302244. ISSN 2575-1077. PMID 38228368. 
  10. ↑ Bernadro P. de Almeida, Franziska Reiter, Michaela Pagani, Alexander Stark (2022). DeepSTARR predicts enhancer activity from DNA sequence and enables the de novo design of synthetic enhancers. Nat Genet. 54(5):613-624
  11. ↑ Bernardo P. de Almeida, Christoph Schaub, Michaela Pagani, Stefano Secchia, Eileen E. M. Furlong, Alexander Stark (2023): Targeted design of synthetic enhancers for selected tissues in the Drosophila embryo. Nature. DOI: 10.1038/s41586-023-06905-9
  12. ↑ Ibrahim I. Taskiran, Katina I. Spanier, Hannah Dickmänken, Niklas Kempynck, Alexandra Pančíková, Eren Can Ekşi, Gert Hulselmans, Joy N. Ismail, Koen Theunis, Roel Vandepoel, Valerie Christiaens, David Mauduit & Stein Aerts (2023): Cell-type-directed design of synthetic enhancers. Nature. DIO:10.1038/s41586-023-06936-2.
  13. ↑ «Transcriptional regulatory elements in the human genome». Annual Review of Genomics and Human Genetics 7 (1): 29–59. 2006-01-01. doi:10.1146/annurev.genom.7.080505.115623. PMID 16719718. 
  14. ↑ «Obesity-associated variants within FTO form long-range functional connections with IRX3». Nature 507 (7492): 371–5. March 2014. doi:10.1038/nature13138. PMID 24646999. Bibcode: 2014Natur.507..371S. 
  15. ↑ «A tissue-specific transcription enhancer element is located in the major intron of a rearranged immunoglobulin heavy chain gene». Cell 33 (3): 717–728. July 1983. doi:10.1016/0092-8674(83)90014-4. PMID 6409417. 
  16. ↑ «Exonic remnants of whole-genome duplication reveal cis-regulatory function of coding exons». Nucleic Acids Research 38 (4): 1071–85. March 2010. doi:10.1093/nar/gkp1124. PMID 19969543. 
  17. ↑ «Coding exons function as tissue-specific enhancers of nearby genes». Genome Research 22 (6): 1059–68. June 2012. doi:10.1101/gr.133546.111. PMID 22442009. 
  18. ↑ «De novo genesis of enhancers in vertebrates». PLOS Biology 9 (11): e1001188. November 2011. doi:10.1371/journal.pbio.1001188. PMID 22069375. 
  19. ↑ «Interchromosomal associations between alternatively expressed loci». Nature 435 (7042): 637–45. June 2005. doi:10.1038/nature03574. PMID 15880101. Bibcode: 2005Natur.435..637S. 
  20. ↑ «Genome-wide mapping of HATs and HDACs reveals distinct functions in active and inactive genes». Cell 138 (5): 1019–31. September 2009. doi:10.1016/j.cell.2009.06.049. PMID 19698979. 
  21. ↑ «Histone modifications at human enhancers reflect global cell-type-specific gene expression». Nature 459 (7243): 108–12. May 2009. doi:10.1038/nature07829. PMID 19295514. Bibcode: 2009Natur.459..108H. 
  22. ↑ «ChIP-seq accurately predicts tissue-specific activity of enhancers». Nature 457 (7231): 854–8. February 2009. doi:10.1038/nature07730. PMID 19212405. Bibcode: 2009Natur.457..854V. 
  23. ↑ «ChIP-Seq identification of weakly conserved heart enhancers». Nature Genetics 42 (9): 806–10. September 2010. doi:10.1038/ng.650. PMID 20729851. 
  24. ↑ «Eukaryotic core promoters and the functional basis of transcription initiation». Nat Rev Mol Cell Biol 19 (10): 621–637. October 2018. doi:10.1038/s41580-018-0028-8. PMID 29946135. 
  25. ↑ «The Why of YY1: Mechanisms of Transcriptional Regulation by Yin Yang 1». Front Cell Dev Biol 8: 592164. 2020. doi:10.3389/fcell.2020.592164. PMID 33102493. 
  26. ↑ Spitz F; Furlong EE (September 2012). «Transcription factors: from enhancer binding to developmental control». Nat Rev Genet 13 (9): 613–26. doi:10.1038/nrg3207. PMID 22868264. 
  27. ↑ 27,0 27,1 «Three-dimensional genome restructuring across timescales of activity-induced neuronal gene expression». Nat Neurosci 23 (6): 707–717. June 2020. doi:10.1038/s41593-020-0634-6. PMID 32451484. 
  28. ↑ 28,0 28,1 «Long-range enhancer-promoter contacts in gene expression control». Nat Rev Genet 20 (8): 437–455. August 2019. doi:10.1038/s41576-019-0128-0. PMID 31086298. 
  29. ↑ «YY1 Is a Structural Regulator of Enhancer-Promoter Loops». Cell 171 (7): 1573–1588.e28. December 2017. doi:10.1016/j.cell.2017.11.008. PMID 29224777. 
  30. ↑ «The Human Transcription Factors». Cell 172 (4): 650–665. February 2018. doi:10.1016/j.cell.2018.01.029. PMID 29425488. 
  31. ↑ «Positional specificity of different transcription factor classes within enhancers». Proc Natl Acad Sci U S A 115 (30): E7222–E7230. July 2018. doi:10.1073/pnas.1804663115. PMID 29987030. Bibcode: 2018PNAS..115E7222G. 
  32. ↑ «The Mediator complex: a central integrator of transcription». Nat Rev Mol Cell Biol 16 (3): 155–66. March 2015. doi:10.1038/nrm3951. PMID 25693131. 
  33. ↑ Mikhaylichenko O; Bondarenko V; Harnett D; Schor IE; Males M; Viales RR; Furlong EE (January 2018). «The degree of enhancer or promoter activity is reflected by the levels and directionality of eRNA transcription». Genes & Development 32 (1): 42–57. doi:10.1101/gad.308619.117. PMID 29378788. 
  34. ↑ «A comparison of experimental assays and analytical methods for genome-wide identification of active enhancers». Nature Biotechnology 40 (7): 1056–1065. July 2022. doi:10.1038/s41587-022-01211-7. PMID 35177836. 
  35. ↑ «MAP kinase phosphorylation-dependent activation of Elk-1 leads to activation of the co-activator p300». The EMBO Journal 22 (2): 281–291. January 2003. doi:10.1093/emboj/cdg028. PMID 12514134. 
  36. ↑ «Enhancer RNAs predict enhancer-gene regulatory links and are critical for enhancer function in neuronal systems». Nucleic Acids Research 48 (17): 9550–9570. September 2020. doi:10.1093/nar/gkaa671. PMID 32810208. 
  37. ↑ «Transcriptional enhancers: Intelligent enhanceosomes or flexible billboards?». Journal of Cellular Biochemistry 94 (5): 890–8. April 2005. doi:10.1002/jcb.20352. PMID 15696541. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 2006-07-21. https://web.archive.org/web/20060721025157/http://www.bch.msu.edu/faculty/arnosti/Arnosti%26Kulkarni2005JCB.pdf. Ανακτήθηκε στις 8 August 2019. 
  38. ↑ «Human-specific loss of regulatory DNA and the evolution of human-specific traits». Nature 471 (7337): 216–9. March 2011. doi:10.1038/nature09774. PMID 21390129. Bibcode: 2011Natur.471..216M. 
  39. ↑ «Regulation of eukaryotic gene expression by the untranslated gene regions and other non-coding elements». Cellular and Molecular Life Sciences 69 (21): 3613–34. November 2012. doi:10.1007/s00018-012-0990-9. PMID 22538991. 
  40. ↑ «Studying Drosophila embryogenesis with P-lacZ enhancer trap lines». Roux's Archives of Developmental Biology 201 (4): 194–220. June 1992. doi:10.1007/BF00188752. PMID 28305845. 
  41. ↑ «CATaDa reveals global remodelling of chromatin accessibility during stem cell differentiation in vivo». eLife 7. February 2018. doi:10.7554/eLife.32341. PMID 29481322. 
  42. ↑ «Identifying transcriptional cis-regulatory modules in animal genomes». Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology 4 (2): 59–84. 2014. doi:10.1002/wdev.168. PMID 25704908. 
  43. ↑ 43,0 43,1 «Enhancer identification through comparative genomics». Seminars in Cell & Developmental Biology 18 (1): 140–52. February 2007. doi:10.1016/j.semcdb.2006.12.014. PMID 17276707. 
  44. ↑ «Evidence for Deep Regulatory Similarities in Early Developmental Programs across Highly Diverged Insects». Genome Biology and Evolution. Αρχειοθετήθηκε από το πρωτότυπο στις 10 Ιουλίου 2015. 
  45. ↑ «Dissecting the regulatory switches of development: lessons from enhancer evolution in Drosophila». Development 137 (1): 5–13. January 2010. doi:10.1242/dev.036160. PMID 20023155. 
  46. ↑ «Asymmetric and node-specific nodal expression patterns are controlled by two distinct cis-acting regulatory elements». Genes & Development 13 (12): 1575–88. June 1999. doi:10.1101/gad.13.12.1575. PMID 10385626. 
  47. ↑ «Nodal cis-regulatory elements reveal epiblast and primitive endoderm heterogeneity in the peri-implantation mouse embryo». Developmental Biology 349 (2): 350–62. January 2011. doi:10.1016/j.ydbio.2010.10.036. PMID 21047506. 
  48. ↑ «The Foxh1-dependent autoregulatory enhancer controls the level of Nodal signals in the mouse embryo». Development 129 (14): 3455–68. July 2002. doi:10.1242/dev.129.14.3455. PMID 12091315. 
  49. ↑ «Direct transcriptional regulation of Gata4 during early endoderm specification is controlled by FoxA2 binding to an intronic enhancer». Developmental Biology 346 (2): 346–55. October 2010. doi:10.1016/j.ydbio.2010.07.032. PMID 20692247. 
  50. ↑ «Shadow enhancers foster robustness of Drosophila gastrulation». Current Biology 20 (17): 1562–7. September 2010. doi:10.1016/j.cub.2010.07.043. PMID 20797865. 
  51. ↑ «Adaptive evolution of pelvic reduction in sticklebacks by recurrent deletion of a Pitx1 enhancer». Science 327 (5963): 302–5. January 2010. doi:10.1126/science.1182213. PMID 20007865. Bibcode: 2010Sci...327..302C. 
  52. ↑ «Generation of a novel wing colour pattern by the Wingless morphogen». Nature 464 (7292): 1143–8. April 2010. doi:10.1038/nature08896. PMID 20376004. Bibcode: 2010Natur.464.1143W. 
  53. ↑ «Master transcription factors and mediator establish super-enhancers at key cell identity genes». Cell 153 (2): 307–19. April 2013. doi:10.1016/j.cell.2013.03.035. PMID 23582322. 
  54. ↑ «Chromatin stretch enhancer states drive cell-specific gene regulation and harbor human disease risk variants». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 110 (44): 17921–6. October 2013. doi:10.1073/pnas.1317023110. PMID 24127591. Bibcode: 2013PNAS..11017921P. 
  55. ↑ «NF-κB directs dynamic super enhancer formation in inflammation and atherogenesis». Molecular Cell 56 (2): 219–231. October 2014. doi:10.1016/j.molcel.2014.08.024. PMID 25263595. 
  56. ↑ «Acute TNF-induced repression of cell identity genes is mediated by NFκB-directed redistribution of cofactors from super-enhancers». Genome Research 25 (9): 1281–94. September 2015. doi:10.1101/gr.188300.114. PMID 26113076. 
  57. ↑ «Late-phase synthesis of IκBα insulates the TLR4-activated canonical NF-κB pathway from noncanonical NF-κB signaling in macrophages». Science Signaling 9 (457): ra120. December 2016. doi:10.1126/scisignal.aaf1129. PMID 27923915. 
  58. ↑ «Super-enhancers delineate disease-associated regulatory nodes in T cells». Nature 520 (7548): 558–62. April 2015. doi:10.1038/nature14154. PMID 25686607. Bibcode: 2015Natur.520..558V. 
  59. ↑ Vlahopoulos SA; Cen O; Hengen N; Agan J; Moschovi M; Critselis E; Adamaki M; Bacopoulou F και άλλοι. (August 2015). «Dynamic aberrant NF-κB spurs tumorigenesis: a new model encompassing the microenvironment». Cytokine & Growth Factor Reviews 26 (4): 389–403. doi:10.1016/j.cytogfr.2015.06.001. PMID 26119834. 
  60. ↑ «Brd4 maintains constitutively active NF-κB in cancer cells by binding to acetylated RelA». Oncogene 33 (18): 2395–404. May 2014. doi:10.1038/onc.2013.179. PMID 23686307. 
  61. ↑ de Almeida, Bernardo P; Reiter, Franziska; Pagani, Michaela; Stark, Alexander (2022). «DeepSTARR predicts enhancer activity from DNA sequence and enables the de novo design of synthetic enhancers». Nature 54 (5): 613–624. doi:10.1038/s41588-022-01048-5. PMID 35551305. 
  62. ↑ Avsec, Ziga; Weilert, Melanie; Shrikumar, Avanti; Krueger, Sabrina; Alexandari, Amr; Dalal, Khyati; Fropf, Robin; McAnany, Charles και άλλοι. (2021). «Base-resolution models of transcription-factor binding reveal soft motif syntax». Nature Genetics 53 (3): 354–366. doi:10.1038/s41588-021-00782-6. PMID 33603233. 
  63. ↑ de Almeida, Bernardo P; Reiter, Franziska; Pagani, Michaela; Stark, Alexander (2022). «DeepSTARR predicts enhancer activity from DNA sequence and enables the de novo design of synthetic enhancers». Nature 54 (5): 613–624. doi:10.1038/s41588-022-01048-5. PMID 35551305. 
  64. ↑ Taskiran, Ibrahim I; Spanier, Katina I; Dickmanken, Hannah; Kempynck, Niklas; Pancikova, Alexandra; Eksi, Eren Can; Hulselmans, Gert; Ismail, Joy N. και άλλοι. (2023). «Cell-type-directed design of synthetic enhancers». Nature 626 (7997): 212–220. doi:10.1038/s41586-023-06936-2. PMID 38086419. 
  65. ↑ de Almeida, Bernardo P; Schaub, Christoph; Pagani, Michaela; Secchia, Stefano; Furlong, Eileen EM; Stark, Alexander (2023). «Targeted design of synthetic enhancers for selected tissues in the Drosophila embryo». Nature 626 (7997): 207–211. doi:10.1038/s41586-023-06905-9. PMID 38086418. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι[Επεξεργασία | επεξεργασία κώδικα]

Ανακτήθηκε από "https://el.wikipedia.org/w/index.php?title=Ενισχυτής_(γενετική)&oldid=10486787"