Otwórz menu główne

Ultrabithorax, Ubxgen występujący u owadów, należący do rodziny genów homeotycznych. Jak wiele genów homeotycznych, działa jako czynnik transkrypcyjny. U Drosophila melanogaster ulega ekspresji w trzecim segmencie tułowia (T3) i pierwszym odwłokowym (A1). Nie dopuszcza do tworzenia się skrzydeł. Gen Ubx odpowiada więc za ilość tworzących się skrzydeł i odnóży, które posiada dorosła muchówka. Ulega aktywacji w sytuacji niedoboru białek Hunchback (hb). Większe stężenia białek Hunchback występują jedynie w przednim i tylnym obszarze zarodka, wobec czego Ubx podlega ekspresji jedynie w środkowym obszarze embrionu. Tak więc gen hb może odgrywać istotną rolę w wytworzeniu się granic ekspresji Ubx[1].

Rola, jaką Ubx odgrywa w ontogenezie, determinowana jest w procesie splicingu podczas rozwoju. Pewne czynniki splicingowe w konkretnych komórkach pozwalają tym komórkom na regulację swej roli w rozwoju osobnika. Odbywa się to poprzez tworzenie odmiennych wariantów splicingowych czynników transkrypcyjnych. U Drosophila melanogaster istnieje przynajmniej 6 różnych izoform białka Ubx[2].

TargetEdytuj

Targetem Ubx są setki różnych genów na różnych etapach morfogenezy. Zaliczają się do nich geny pełniące funkcje regulacyjne, jak czynniki transkrypcyjne, cząsteczki biorące udział w sygnalingu i geny kończące proces różnicowania się komórek[3].

Ubx wpływa na ekspresję genów. Dzięki niemu represji ulegają wybrane geny Dpp w przedniej i tylnej osi[4]. Ubx unieczynnia również Wingless w dystalnym przedziale osi grzbietowo-brzusznej. Ponadto Ubx selektywnie hamuje jeden z enhancerów westigialnych genów osi proksymalno-dystalnej.

RegulacjaEdytuj

Ekspresję Ubx ogranicza długie niekodujące RNA Bxd[5][6].

Ubx oprócz swej dobrze znanej funkcji czynnika transkrypcyjnego tworzy także materiał in vitro. Makroskalowo występuje wtedy w formie włókien, lin czy kartek papieru i może powstawać z rekombinowanego białka Ubx, formującego się samodzielnie w sprzyjających warunkach[7]. Ubx w takiej formie jest mechanicznie wytrzymałe. Zmieniając średnicę włókna, siła potrzebna do zgięcia i odkształcenia oraz moduł Younga mogą być zmieniane w zakresie rzędu wielkości, w wielkim stopniu modyfikując mechanizm rozszerzania[8].

PrzypisyEdytuj

  1. White RA, Lehmann R. A gap gene, hunchback, regulates the spatial expression of Ultrabithorax. „Cell”. 47 (2), s. 311–321, October 1986. DOI: 10.1016/0092-8674(86)90453-8. PMID: 2876779. 
  2. FlyBase Gene Report: Dmel\Ubx. FlyBase, 20 marca 2009. [dostęp 2009-04-23].
  3. Pavlopoulos A, Akam M. Hox gene Ultrabithorax regulates distinct sets of target genes at successive stages of Drosophila haltere morphogenesis. „Proc Natl Acad Sci U S A”. 108 (7), s. 2855–2860, 2011. DOI: 10.1073/pnas.1015077108. PMID: 21282633. PMCID: PMC3041078. 
  4. Capovilla M, Brandt M, Botas J. Direct regulation of decapentaplegic by Ultrabithorax and its role in Drosophila midgut morphogenesis. „Cell”. 76 (3), s. 461–475, 1994-02-. DOI: 10.1016/0092-8674(94)90111-2. PMID: 7906203. 
  5.   Svetlana Petruk i inni, Transcription of bxd noncoding RNAs promoted by trithorax represses Ubx in cis by transcriptional interference, „Cell”, 127 (6), 2006, s. 1209–21, DOI10.1016/j.cell.2006.10.039, PMID17174895, PMCIDPMC1866366.
  6. Petruk S, Sedkov Y, Brock HW, Mazo A. A model for initiation of mosaic HOX gene expression patterns by non-coding RNAs in early embryos. „RNA Biol”. 4 (1), s. 1–6, 2007. DOI: 10.4161/rna.4.1.4300. PMID: 17568198. 
  7. Greer AM, Huang Z, Oriakhi A, Lu Y, Lou J, Matthews KS, Bondos SE. The Drosophila transcription factor ultrabithorax self-assembles into protein-based biomaterials with multiple morphologies. „Biomacromolecules”. 10 (4), s. 829–837, 2009. DOI: 10.1021/bm801315v. PMID: 19296655. 
  8. Huang, Z.; Lu, Y.; Majithia, R.; Shah, J.; Meissner, K.; Matthews, K. S.; Bondos, S. E.; Lou, J.. Size Dictates Mechanical Properties for Fibers Self-Assembled by the Drosophila Hox Transcription Factor Ultrabithorax. „Biomacromolecules”. 11 (12), s. 3644–3651, 2010. DOI: 10.1021/bm1010992. PMID: 21047055.