HAND1

HAND1
Ідентифікатори
Символи HAND1, Hxt, Thing1, bHLHa27, eHand, heart and neural crest derivatives expressed 1
Зовнішні ІД OMIM: 602406 MGI: 103577 HomoloGene: 3545 GeneCards: HAND1
Онтологія гена
Молекулярна функція

• DNA binding
• sequence-specific DNA binding
• protein dimerization activity
• protein homodimerization activity
• GO:0001106 transcription corepressor activity
• GO:0001105 transcription coactivator activity
• transcription factor binding
• GO:0000980 RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding
• GO:0001078, GO:0001214, GO:0001206 DNA-binding transcription repressor activity, RNA polymerase II-specific
• bHLH transcription factor binding
• GO:0001948, GO:0016582 protein binding
• identical protein binding
• protein heterodimerization activity
• enzyme binding
• GO:0001200, GO:0001133, GO:0001201 DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific

Клітинна компонента

• цитоплазма
• нуклеоплазма
• RNA polymerase II transcription regulator complex
• ядерце
• клітинне ядро

Біологічний процес

• trophoblast giant cell differentiation
• диференціація клітин
• determination of heart left/right asymmetry
• GO:0009373 regulation of transcription, DNA-templated
• cardiac septum morphogenesis
• cardiac left ventricle formation
• cardiac right ventricle formation
• mesenchyme development
• mesoderm formation
• in utero embryonic development
• GO:1901227 negative regulation of transcription by RNA polymerase II
• embryonic heart tube formation
• transcription by RNA polymerase II
• negative regulation of DNA-binding transcription factor activity
• transcription, DNA-templated
• embryonic heart tube development
• multicellular organism development
• heart looping
• odontogenesis of dentin-containing tooth
• ventricular cardiac muscle tissue morphogenesis
• GO:0060469, GO:0009371 positive regulation of transcription, DNA-templated
• heart development
• negative regulation of RNA polymerase II regulatory region sequence-specific DNA binding
• trophectodermal cell differentiation
• Ангіогенез
• cartilage morphogenesis
• GO:0045996 negative regulation of transcription, DNA-templated
• blastocyst development
• GO:0003257, GO:0010735, GO:1901228, GO:1900622, GO:1904488 positive regulation of transcription by RNA polymerase II

Джерела:Amigo / QuickGO
Шаблон експресії
Більше даних
Ортологи
Види Людина Миша
Entrez
9421
15110
Ensembl
ENSG00000113196
ENSMUSG00000037335
UniProt
O96004
Q64279
RefSeq (мРНК)
NM_004821
NM_008213
RefSeq (білок)
NP_004812
NP_032239
Локус (UCSC) Хр. 5: 154.47 – 154.48 Mb Хр. 11: 57.72 – 57.72 Mb
PubMed search [1] [2]
Вікідані
Див./Ред. для людейДив./Ред. для мишей

HAND1 (англ. Heart and neural crest derivatives expressed 1) — білок, який кодується однойменним геном, розташованим у людей на короткому плечі 5-ї хромосоми.[3] Довжина поліпептидного ланцюга білка становить 215 амінокислот, а молекулярна маса — 23 627[4].

Послідовність амінокислот
1020304050
MNLVGSYAHHHHHHHPHPAHPMLHEPFLFGPASRCHQERPYFQSWLLSPA
DAAPDFPAGGPPPAAAAAATAYGPDARPGQSPGRLEALGGRLGRRKGSGP
KKERRRTESINSAFAELRECIPNVPADTKLSKIKTLRLATSYIAYLMDVL
AKDAQSGDPEAFKAELKKADGGRESKRKRELQQHEGFPPALGPVEKRIKG
RTGWPQQVWALELNQ

Кодований геном білок за функціями належить до активаторів, білків розвитку, фосфопротеїнів. Задіяний у таких біологічних процесах, як транскрипція, регуляція транскрипції. Білок має сайт для зв'язування з ДНК. Локалізований у ядрі. Залучений у розвитку і диференціації 3х ембріологічних ліній — кардіоміоцитів в серці, трофобластів в плаценті та розвитку судин жовткового мішка.[5][6]

Функції

HAND1 належить до родини білків HAND, члени якої експресуються під час розвитку судинної системи, серцевого нервового хреста, ендокарду (лише HAND2) і епікарду (лише HAND2). HAND1 експресується в зародковому міокарді, де відіграє значну але не до кінця з'ясовану роль в морфогенезі серцевого м'язу.

HAND1 білок працює разом з HAND2 і ефективність морфогенезу серцевого м'яза пов'язана з їх рівнем експресії. Було показано, що порушення розвитку спостерігаються під час надекспресії та пригнічення експресії цих двох генів. На моделях з делецією гену в клітинах нервового хреста не було показано значиних змін, однак зміна фосфорегуляції Hand1 призводить до утворення «заячої губи» а також до загибелі в утробі.[7] Нокаут гену у мишей викликав смерть через порушення розвитоку серця, таких як не завершення з'єднання серця (failed cardiac looping), несиметричний розвиток шлуночків та дефективне формування перегородки між камерами серця. Це може вказувати на участь порушень експресії HAND у багатьох пацієнтів, з вродженими серцевими вадами.[8]

Загалом HAND фактори беруть участь у розвитку правого і лівого шлуночків, артерій аортальної арки, епікарду та ендокарду. А HAND1 експресується також в трофобластах і залучений в процесах ранньої диференціації.[9]

Морфогенез серця

На третьому тижні ембріонального розвитку рудиментальне серце (білатеральна серцева трубка) утворює асиметричну структуру з опуклостями, що представляють собою майбутні шлуночки та передсердя.[10] HAND1 починає експресується в клітинах серцевої зони з усіх сторін серцевої трубки у вентральній зоні каудального сегмента серця та аортальної випуклості, а після цього обмежується зовнішньою кривою лівого шлуночка в стадії замкнутої петлі[11] (див. кардіогенез). HAND2 і HAND1 разом створюють окремі та перекриваючі ділянки експресії, що, вважають, відіграє роль у створенні асиметричних сигналів для розвитку серця на етапі серцевої петлі.[11]

В HAND1 мутантів окрім заячої губи можуть розвинутись кілька типів порушень формування серця. На приклад, на нокаутних мишах виникали дефекти в вентральній перегородці між шлуночками, деформація атріовентрикулярних клапанів, гіпоплазія (недорозвинутість) шлуночків та аномалії з вихідними трактами шлуночків.[12][13] У людей було показано залежність мутації в HAND1 та виникненням синдрому недорозвинутого лівого боку серця (важка вроджена вада серця).[14]

Розвиток судин у жовтковому мішку

HAND1 експресується в ембріональних позазародкових тканинах, та відіграє роль у розвитку судин жовткового мішку.[15] Точно не відома необхідність HAND1 саме для формування судин, але було показано, що HAND1 сприяє розвитку судинної системи в мішку рекрутуючи гладенькі м'язові клітини в сітку ендотеліоцитів, що перетворює примітивну ендотеліальну капілярну сітку в функціональну судинну систему.[15] Це було показано на HAND1 нокаутній миші, в ембріонах яких був дефект судинної системи жовткового міхура через відсутність судинної оболонки, що призвело до накопичення гематопоетичних клітин в амніоні.[15]

Література

  • Knoefler M., Meinhardt G., Vasicek R., Husslein P., Egarter C. (1998). Molecular cloning of the human Hand1 gene/cDNA and its tissue-restricted expression in cytotrophoblastic cells and heart. Gene. 224: 77—86. PMID 9931445 DOI:10.1016/S0378-1119(98)00511-3
  • The status, quality, and expansion of the NIH full-length cDNA project: the Mammalian Gene Collection (MGC). Genome Res. 14: 2121—2127. 2004. PMID 15489334 DOI:10.1101/gr.2596504

Примітки

  1. ↑ Human PubMed Reference:.
  2. ↑ Mouse PubMed Reference:.
  3. ↑ HUGO Gene Nomenclature Commitee, HGNC:4807 (англ.). Процитовано 5 вересня 2017.
  4. ↑ UniProt, O96004 (англ.). Архів оригіналу за 24 вересня 2017. Процитовано 5 вересня 2017.
  5. ↑ A HANDful of questions: the molecular biology of the heart and neural crest derivatives (HAND)-subclass of basic helix–loop–helix transcription factors. Gene (англ.). Т. 312. 17 липня 2003. с. 27—40. doi:10.1016/S0378-1119(03)00669-3. ISSN 0378-1119. Процитовано 9 грудня 2018.
  6. ↑ Riley, Paul R.; Dubé, Karina N.; Smart, Nicola (27 липня 2010). Identification of Thymosin β4 as an effector of Hand1-mediated vascular development. Nature Communications (англ.). Т. 1. с. 46. doi:10.1038/ncomms1041. ISSN 2041-1723. PMC 2963826. PMID 20975697. Архів оригіналу за 21 травня 2017. Процитовано 9 грудня 2018.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  7. ↑ Firulli, Anthony B.; Clouthier, David E.; Vincentz, Joshua W.; Fuchs, Robyn K.; Firulli, Beth A. (1 серпня 2014). Hand1 phosphoregulation within the distal arch neural crest is essential for craniofacial morphogenesis. Development (англ.). Т. 141, № 15. с. 3050—3061. doi:10.1242/dev.107680. ISSN 1477-9129. PMC 4197675. PMID 25053435. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  8. ↑ Borlak, Juergen; Inga, Alberto; Kuhls, Beate; Traverso, Ilaria; Ciribilli, Yari; Reamon-Buettner, Stella Marie (1 жовтня 2009). A functional genetic study identifies HAND1 mutations in septation defects of the human heart. Human Molecular Genetics (англ.). Т. 18, № 19. с. 3567—3578. doi:10.1093/hmg/ddp305. ISSN 0964-6906. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.
  9. ↑ HAND1 heart and neural crest derivatives expressed 1 [Homo sapiens (human)] - Gene - NCBI. www.ncbi.nlm.nih.gov. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.
  10. ↑ Dedication. Human Embryology and Developmental Biology. Elsevier. 2014. с. v. ISBN 9781455727940.
  11. ↑ а б Carlson, Bruce M. (2014). Developmental Disorders. Human Embryology and Developmental Biology. Elsevier. с. 136—153. ISBN 9781455727940.
  12. ↑ Olson, Eric N.; Srivastava, Deepak; Schneider, Michael D.; Richardson, James A.; Barbosa, Ana C.; McFadden, David G. (1 січня 2005). The Hand1 and Hand2 transcription factors regulate expansion of the embryonic cardiac ventricles in a gene dosage-dependent manner. Development (англ.). Т. 132, № 1. с. 189—201. doi:10.1242/dev.01562. ISSN 1477-9129. PMID 15576406. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.
  13. ↑ Wolf, Michael; Basson, Craig T. (1 травня 2010). The molecular genetics of congenital heart disease: a review of recent developments. Current Opinion in Cardiology (ENGLISH) . Т. 25, № 3. с. 192—197. doi:10.1097/HCO.0b013e328337b4ce. ISSN 0268-4705. PMC 2930935. PMID 20186050. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.{{cite news}}: Обслуговування CS1: Сторінки з PMC з іншим форматом (посилання)
  14. ↑ Borlak, Juergen; Inga, Alberto; Ciribilli, Yari; Reamon-Buettner, Stella Marie (15 травня 2008). A loss-of-function mutation in the binding domain of HAND1 predicts hypoplasia of the human hearts. Human Molecular Genetics (англ.). Т. 17, № 10. с. 1397—1405. doi:10.1093/hmg/ddn027. ISSN 0964-6906. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.
  15. ↑ а б в Cserjesi, Peter; Morikawa, Yuka (1 травня 2004). Extra-embryonic vasculature development is regulated by the transcription factor HAND1. Development (англ.). Т. 131, № 9. с. 2195—2204. doi:10.1242/dev.01091. ISSN 1477-9129. PMID 15073150. Архів оригіналу за 9 грудня 2018. Процитовано 9 грудня 2018.

Див. також

  • Хромосома 5
  • HAND2
 
Фактори транскрипції та внутрішньоклітинні рецептори
 
(1) Основні домени
(1.1) Лейцинова застібка (bZIP)
(1.2) Спіраль-петля-спіраль (bHLH)
(1.3) Спіраль-петля-спіраль
/ Лейцинова застібка (bHLH-ZIP)
(1.4) NF-1
(1.5) RF-X
(1.6) Спіраль-інтервал-спіраль (bHSH)
 
(2) Цинк-координовані домени ДНК
(2.1)Ядерні рецептори з цинковими пальцями (Cys4)
підродина 1
підродина 2
підродина 3
підродина 4
підродина 5
підродина 6
підродина 0
(2.2) Інші цинкові пальці Cys4
(2.3) Cys2His2 з доменом цинкових пальців
(2.4) Cys6 цистеїн-цинковий кластер
(2.5) Цинкові пальці іншого складу
(2.6) WRKY
  • WRKY
 
(3) Домени спіраль-поворот-спіраль
(3.1) Гомеобокс
(3.2) Парний бокс
(3.3) Вилкова головка / Крилата спіраль
(3.4) Фактори теплового шоку
(3.5) Триптофановий кластер
(3.6) Домен транскрипційний енхансер
 
(4) Бета-складчасті фактори з незначним жолобковим контактом
(4.1) RHR
(4.2) STAT
(4.3) p53
(4.4) MADS
(4.6) TATA
(4.7) Високомобільна група
(4.9) Grainyhead
(4.10) Домен холодового шоку
(4.11) Runt
 
(0) Інші фактори транскрипції
(0.2) HMGI(Y)
(0.3) Pocket домен
(0.5) AP2/EREBP-подібні
  • AP2
  • EREBP
  • B3
(0.6) Інші