Inaktywacja chromosomu X (XCI) wyewoluowała u ssaków, aby poradzić sobie z nierównowagą dawki chromosomu X między samicą XX a samcem XY. U ssaków eutherycznych, losowe XCI somy wymaga głównego locus regulacyjnego znanego jako "centrum inaktywacji X" (XIC/Xic), w którym znajduje się niekodujący tłumik XIST/Xist RNA i jego regulacyjny antysensowny gen Tsix. Dla kontrastu, XCI u torbaczy jest odciśnięty na ojcowskim chromosomie X. Aby ustalić, czy torbacze i euthery dzielą mechanizm napędzany przez XIC, szukamy sekwencji w genomie południowoamerykańskiego oposa, Monodelphis domestica. Klonowanie pozycyjne i analiza bioinformatyczna ujawniły kilka interesujących odkryć. Po pierwsze, geny kodujące białka, które otaczają eutherian XIC są dobrze zachowane u M. domestica, a także u kurczaka, żaby i rozdymki. Jednak u M. domestica nie udało nam się zidentyfikować żadnych rozpoznawalnych odpowiedników XIST lub TSIX. odpowiedników. Co więcej, mapowanie cytogenetyczne pokazuje zaskakującą przerwę w syntenii z euterydowymi ssakami i innymi kręgowcami. Dlatego też podczas ewolucji chromosomu X torbacza, jedna lub więcej rearanżacji rozbiło inaczej ewolucyjnie zachowany blok genów kręgowców. Niepowodzenie w znalezieniu XIST/TSIX u M. domestica może sugerować, że przodek XIC jest zbyt rozbieżny, aby pozwolić na wykrycie za pomocą obecnych metod. Alternatywnie, XIC mógł powstać stosunkowo późno w ewolucji ssaków, prawdopodobnie u euterydów wraz z pojawieniem się losowego XCI. Ten ostatni argument przemawia za tym, że XCI u torbaczy nie wymaga XIST i otwiera drogę do poszukiwania alternatywnych mechanizmów kompensacji dawki. --- Liczne pary genów sens-antysens zostały odkryte w różnych organizmach. Geny antysensowne odgrywają ważną rolę w ustalaniu wzorców ekspresji genów wdrukowanych rodzicielsko wzorców ekspresji genów u ssaków. Zazwyczaj geny sensowne kodujące białka są wzajemnie regulowane przez ich niekodujących partnerów antysensownych. Jednym z przykładów antysensownych jest para genów Xist (X-inactive specific transcript) i Tsix, która odgrywa kluczową rolę która odgrywa kluczową rolę w inaktywacji X. Xist działa jako funkcjonalna cząsteczka RNA który rekrutuje represyjne czynniki chromatynowe w kierunku jednego z żeńskich Xs w celu inaktywacji. Antysensowna transkrypcja Tsix negatywnie reguluje Xist i chroni jeden chromosom X in cis przed inaktywacją przez Xist. Chociaż dokładny mechanizm molekularny mechanizm molekularny jest nadal niejasny, wykazano, że transkrypcja Tsix reguluje strukturę chromatyny poprzez zmianę modyfikacji ogona histonowego i metylację DNA metylację DNA w promotorze Xist. Ponadto, RNA Xist i Tsix tworzą dupleksy RNA RNA in vivo i są przetwarzane na małe RNA, które mają potencjalną funkcję regulacyjną. funkcję regulacyjną. Tutaj dokonujemy przeglądu najnowszych odkryć i na podstawie obszernych danych eksperymentalnych dane eksperymentalne rozważają modele regulacji genów za pośrednictwem antysensu w Inaktywacja X. --- Proces liczenia wykrywa stosunek chromosomu X do autosomu i zapewnia, że inaktywacja chromosomu X (XCI) inicjuje się we wczesnym zarodku żeńskim (XX) i w różnicujących się żeńskich komórkach ES, ale nie w ich męskich (XY) odpowiednikach. różnicujących się żeńskich komórkach ES, ale nie w ich męskich (XY) odpowiednikach. Liczenie zależy od centrum inaktywacji X (Xic), które zawiera gen Xist kodujący jądrowy RNA, który pokrywa nieaktywny chromosom X i indukuje wyciszenie genów. wyciszanie genów. Wiadomo, że 37-kb sekwencja leżąca 3' do genu Xist zapobiega inicjacji XCI w męskich różnicujących się komórkach ES. Region ten zawiera główny i podrzędny promotor genu Tsix, który działa antysensownie do Xist, oraz powtórzenie tandemu DXPas34 leżące blisko głównego promotora Tsix. Zajęliśmy się zajęliśmy się rolą tych elementów w liczeniu przy użyciu męskich komórek ES. Ukierunkowana delecja DXPas34 osłabiła rekrutację polimerazy RNA II i TFIIB w głównym promotorze Tsix, co skutkowało niskim poziomem ekspresji Tsix w komórkach ES i umiarkowaną ektopową inicjacją XCI po różnicowaniu. Delecja rozciągająca się 3' do Xist i obejmująca główny promotor Tsix skutkowała prawie całkowite upośledzenie transkrypcji Tsix i skuteczne ektopowe XCI po różnicowaniu męskich komórek ES. Wewnętrzne delecje w obrębie genu Tsix nie nie wpływały znacząco na poziom transkrypcji antysensownej w obrębie Xist i miały jedynie niewielki wpływ na różnicowanie. Nasze wyniki identyfikują funkcję dla DXPas34 w mysim XCI i wykazują krytyczną rolę transkrypcji Tsix w w zapobieganiu XCI w różnicujących się męskich komórkach ES i w normalnym funkcjonowaniu szlaku szlaku liczenia. --- Jeden z dwóch chromosomów X w żeńskich komórkach ssaków podlega inaktywacji (XCI) inicjowanej przez gen Xist. W tym badaniu zbadaliśmy u gryzoni (norników i szczurów) zachowanie regionu mikrosatelitarnego DXPas34, genu Tsix (antysensowny odpowiednik Xist) i wzmacniacza Xite, które zostały wykazano, że flankują Xist i regulują XCI u myszy. Odkryliśmy, że mysie regiony głównego promotora genu Tsix i minisatelitarnego powtórzenia DXPas34 są konserwowane wśród gryzoni. Wykazaliśmy również, że u norników i szczurów region homologiczny do głównego promotora mysiego Tsix, inicjuje transkrypcję antysensowną do Xist i kończy się wokół miejsca startu genu Xist, co obserwuje się w przypadku mysiego Tsix. A Zachowanie wzoru ekspresji Tsix u norników, szczurów i myszy sugeruje kluczową rolę transkrypcji antysensownej w regulacji Xist i XIC u gryzoni. gryzoni. Co najbardziej zaskakujące, odkryliśmy, że nornikom brakuje regionów homologicznych do elementu regulatorowego do elementu regulatorowego Xite, który zamiast tego jest zastąpiony genem Slc7a3 który jest niezwiązany z centrum inaktywacji X u innych euterydów badanych. Ponadto nie zidentyfikowaliśmy żadnej transkrypcji, która mogłaby mieć takie same funkcje jak mysi Xite u norników. Ogólnie rzecz biorąc, nasze dane pokazują, że nie wszystkie elementy funkcjonalne otaczające Xist u myszy są dobrze zachowane nawet u gryzoni. gryzoni, sugerując tym samym, że regulacja XCI może być przynajmniej częściowo specyficzna dla danego taksonu.
Jaka jest rola genu Tsix podczas inaktywacji chromosomu X?
Jeden z dwóch chromosomów X w żeńskich komórkach ssaków podlega inaktywacji (XCI) inicjowanej przez gen Xist. Xist działa jako funkcjonalna cząsteczka RNA, która rekrutuje represyjne czynniki chromatynowe w kierunku jednego z żeńskich X w celu inaktywacji. Gen Tsix, antysens Xist, poprzez transkrypcję negatywnie reguluje Xist i chroni jeden chromosom X in cis przed inaktywacją przez Xist. Chociaż dokładny mechanizm molekularny jest nadal niejasny, wykazano, że transkrypcja Tsix reguluje strukturę chromatyny poprzez zmianę modyfikacji ogona histonowego i metylację DNA w promotorze Xist. Ponadto RNA Xist i Tsix tworzą dupleksy in vivo i są przetwarzane na małe RNA, które mają potencjalną funkcję regulacyjną.