Внематочное выражение - Ectopic expression
Ectopic - это слово с приставкой ecto, что означает «неуместно». Эктопическая экспрессия - это аномальная экспрессия гена в клеточном типе, типе ткани или стадии развития, на которой ген обычно не экспрессируется. Термин эктопическая экспрессия преимущественно используется в исследованиях с использованием многоклеточных животных, особенно у Drosophila melanogaster, для исследовательских целей.
Как это используется
Хотя эктопическая экспрессия может быть вызвана естественным состоянием, она редко встречается в природе, поскольку является продуктом дефектов регуляции генов. Фактически, эктопическая экспрессия чаще используется в исследовательских целях. Искусственно индуцированная экспрессия гена помогает определить функцию интересующего гена. Используются обычные методы, такие как сверхэкспрессия или неправильная экспрессия генов системой UAS- Gal4 у D. melanogaster . В модельных организмах такие методы используются для проведения генетического скрининга для определения функции гена, участвующего в конкретных клеточных процессах или процессах развития.
Эктопическая экспрессия с использованием этих методов является полезным инструментом, поскольку фенотипы, индуцированные в тканях или типах клеток, которые обычно не экспрессируются, легко различимы по сравнению с тканями или типами клеток, в которых ген экспрессируется нормально. Путем сравнения с его базовой экспрессией можно определить функцию интересующего гена.
Хотя понимание эктопической экспрессии имеет дело с эндогенными генами в организме, оно может быть расширено до аналогичной концепции, такой как трансгенез , когда экзогенный ген вводится в тип клетки или ткани, в которой этот ген обычно не экспрессируется. Практика эктопической экспрессии в биологической науке не ограничивается только идентификацией функции гена в известном типе клетки или ткани, но также применяется для обнаружения неизвестных или дополнительных функций гена посредством эктопической экспрессии.
Примеры исследований
Парный коробчатый белок
Парный бокс-белок Pax-6 у человека является фактором транскрипции, который является основным регуляторным геном развития глаз и мозга. Эктопическая экспрессия у Drosophila гомолога eyeless ( ey ) была использована для определения роли Pax-6 у людей. Используя тканеспецифичную систему UAS-Gal4 , ey можно индуцировать на ногах, крыльях, недоуздках и антеннах трансгенных мух, чтобы продемонстрировать эти функции ey .
Гены обонятельных рецепторов
Ген обонятельного рецептора ( OR ) обычно экспрессируется в обонятельной ткани человека и мыши с основной функцией как рецептор запаха для обнаружения запахов . У людей с дефектом этого гена наблюдаются нарушения вкуса и запаха. Сообщалось, что OR также экспрессируется в сперматозоидах и семенниках с особым акцентом на эктопическую экспрессию. В исследовании ученые определили эктопическую экспрессию генов OR в неонфакторных тканях на мышиной модели путем измерения уровней транскриптов. Здесь они обнаружили относительно низкую экспрессию гена OR по сравнению с обонятельной тканью, что указывает на то, что ген OR в другой ткани не имеет дополнительной функции, но они предполагают, что существует вероятность того, что небольшие подмножества OR могут выполнять функциональные роли в разных тканях.
Точка разрыва хромосомы-2 синовиальной саркомы X
Известно, что белки синовиальной саркомы X-хромосомы-2 (SSX2) локализуются в ядре и работают как репрессоры транскрипции. Кроме того, экспрессия SSX2 часто наблюдается при меланоме, но роль этого гена не оценивалась. Таким образом, исследователи использовали принцип эктопической экспрессии для экспрессии SSX2 в различных клеточных линиях, включая модельные клетки рака. Они обнаружили важные фенотипы эктопической экспрессии SSX2, которые участвуют в онкогенезе : 1) немедленная индукция геномной нестабильности, 2) долговременная поддержка роста опухолевых клеток.