Pax6

Paired box 6
PDB rendering based on 2cue.
Доступные структуры: 2CUE, 6PAX
Идентификаторы
Символ	PAX6; AN; AN2; D11S812E; MGDA; WAGR
Другие Идентификаторы	OMIM: 607108 MGI: 97490 HomoloGene: 1212
Онтология гена Функция: • RNA polymerase II core promoter sequence-specific DNA binding • sequence-specific DNA binding RNA polymerase II transcription factor activity • DNA binding • sequence-specific DNA binding transcription factor activity • ubiquitin-protein ligase activity • protein binding • transcription factor binding • protein kinase binding • ubiquitin protein ligase binding • histone acetyltransferase binding • co-SMAD binding • R-SMAD binding • HMG box domain binding Компонент клетки: • nuclear chromatin • nucleus • nucleolus • cytoplasm Биологический процесс: • blood vessel development • eye development • cell fate determination • neuron migration • positive regulation of neuroblast proliferation • lens development in camera-type eye • pancreatic A cell development • transcription from RNA polymerase II promoter • smoothened signaling pathway • axon guidance • central nervous system development • salivary gland morphogenesis • visual perception • response to wounding • organ morphogenesis • dorsal/ventral axis specification • positive regulation of gene expression • protein ubiquitination • oligodendrocyte cell fate specification • cerebral cortex regionalization • forebrain anterior/posterior pattern specification • forebrain dorsal/ventral pattern formation • commitment of neuronal cell to specific neuron type in forebrain • forebrain-midbrain boundary formation • regulation of transcription from RNA polymerase II promoter involved in spinal cord motor neuron fate specification • regulation of transcription from RNA polymerase II promoter involved in ventral spinal cord interneuron specification • regulation of transcription from RNA polymerase II promoter involved in somatic motor neuron fate commitment • pituitary gland development • signal transduction involved in regulation of gene expression • keratinocyte differentiation • regulation of cell migration • positive regulation of epithelial cell differentiation • lacrimal gland development • protein localization to organelle • eye photoreceptor cell development • glucose homeostasis • negative regulation of neuron differentiation • positive regulation of transcription, DNA-dependent • positive regulation of transcription from RNA polymerase II promoter • regulation of timing of cell differentiation • embryonic camera-type eye morphogenesis • neuron fate commitment • astrocyte differentiation • negative regulation of epithelial cell proliferation • negative regulation of neurogenesis • iris morphogenesis • cornea development in camera-type eye
Профиль экспрессии РНК
More reference expression data
Ортологи

Pax6, или белок аниридии II типа, или окулоромбин — белок, тканеспецифический транскрипционный фактор. У человека закодирован в гене PAX6.

Функции

Pax6 является членом семейства генов PAX. Он выступает в качестве «центра управления» генами (англ. master control gene) при развитии глаз и других органов чувств, а также некоторых нервных и эпидермальных тканей и других гомологичных структур, обычно возникающих из тканей эктодермального происхождения. Однако было признано, что для развития глаз необходимы и другие командные гены, и поэтому выражение «центр управления» генами может быть неточным^[1]. Этот фактор транскрипции наиболее известен за его использование в индуцированной экспрессии эктопических глаз и имеет медицинское значение, потому что гетерозиготные мутанты обладают широким спектром глазных дефектов, таких как аниридия у людей^[2].

Разнообразие среди животных

Изменения результатов Pax6 в подобных фенотипических изменениях морфологии глаза и функции в широком диапазоне видов.

Функции белка Pax6 сходны у животных с двусторонней симметрией. Например, белок Pax6 мыши у дрозофилы Drosophila melanogaster запускает процесс образования эктопических глаз на конечностях и других участках тела. Белок Pax6 человека и мыши имеет одинаковую последовательность аминокислот^[3]. Геномная организация локуса Pax6 значительно варьирует у разных видов, в том числе различаются количество и распределение экзонов, цис-регуляторных элементов и сайтов инициации транскрипции^{[источник?]}. Первая работа по организации гена Pax6 была проведена на перепеле, однако локус мыши изучен более подробно. Он имеет как минимум два промотора (P0 и P1), 16 экзонов и не менее 6 энхансеров. 16 подтвержденных экзонов пронумерованы числами от 0 до 13 с дополнениями экзона α, расположеного между экзонами 4 и 5, и подверженного альтернативному сплайсингу экзона 5а. Каждый промотор, связанный с его собственным проксимальным экзоном (экзон 0 для P0, экзон 1 для P1), в результате дает свой транскрипт, подверженный альтернативному сплайсингу в 5'-нетранслируемой области. Считалось, что четырех ортологов Pax6 у дроздофилы только генные продукты двух генов — eyеless и toy функционально гомологичны генным продуктам канонической изоформы Pax6 позвоночных, в то время как генные продукты двух других генов дрозофилы — EYG и ее копии TOE функциональной гомологичны генным продуктам Pax6 (5а) изоформы позвоночных.

Изоформы

Локус Pax6 у позвоночных кодирует по меньшей мере 3 различные изоформы белка, которые составляют канонический Pax6, Pax6 (5а) и Pax6 (ΔPD).

Канонический белок Pax6 содержит N-терминальные парные домены, соединенные с помощью линкера с гомеодоменом парного типа, а также с пролин/серин/треонин (P/S/T)-богатым С-терминальным доменом. Парный домен и гомеодомен парного типа имеют ДНК-связывающие активности, в то время как P/S/T-богатая область обладает функцией трансактивации. Pax6(5a) — продукт альтернативного сплайсинга 5a экзона — результат вставки 14 радикалов в парную область, которая меняет особенность ДНК-связывающей активности. Последовательность нуклеотидов соответствует региону линкера, кодирующего набор из трех альтернативных триплетов, запускающих трансляцию, из которых образуется третья изоформа Pax6. Все вместе они известны как Pax6 (ΔPD), или непарные изоформы. Также все три генных продукта имеют парные домены. Непарные белки обладают молекулярными массами 43, 33 или 32 кДа, в зависимости от использования конкретного пускового триплета. Функция трансаткивации Pax6 объясняется переменной длиной C-терминального P/S/T-богатого домена, который простирается вплоть до 153 радикалов человеческих и мышиных белков.

Примечания

1. ↑ Fernald RD (2004). «Eyes: variety, development and evolution». Brain Behav. Evol. 64 (3): 141–7. DOI:10.1159/000079743. PMID 15353906.
2. ↑ Davis LK, Meyer KJ, Rudd DS, Librant AL, Epping EA, Sheffield VC, Wassink TH (May 2008). «Pax6 3' deletion results in aniridia, autism and mental retardation». Hum. Genet. 123 (4): 371–8. DOI:10.1007/s00439-008-0484-x. PMID 18322702.
3. ↑ Gehring WJ, Ikeo K (September 1999). «Pax 6: mastering eye morphogenesis and eye evolution». Trends Genet. 15 (9): 371–7. DOI:10.1016/S0168-9525(99)01776-X. PMID 10461206.

Литература

• Callaerts P, Halder G, Gehring WJ (1997). «PAX-6 in development and evolution.». Annu. Rev. Neurosci. 20 (1): 483–532. DOI:10.1146/annurev.neuro.20.1.483. PMID 9056723.
• Prosser J, van Heyningen V (1998). «PAX6 mutations reviewed.». Hum. Mutat. 11 (2): 93–108. DOI:10.1002/(SICI)1098-1004(1998)11:2<93::AID-HUMU1>3.0.CO;2-M. PMID 9482572.
• Hever AM, Williamson KA, van Heyningen V (2007). «Developmental malformations of the eye: the role of PAX6, SOX2 and OTX2.». Clin. Genet. 69 (6): 459–70. DOI:10.1111/j.1399-0004.2006.00619.x. PMID 16712695.
• Glaser T, Walton DS, Maas RL (1994). «Genomic structure, evolutionary conservation and aniridia mutations in the human PAX6 gene.». Nat. Genet. 2 (3): 232–9. DOI:10.1038/ng1192-232. PMID 1345175.
• Ton CC, Hirvonen H, Miwa H, et al. (1992). «Positional cloning and characterization of a paired box- and homeobox-containing gene from the aniridia region.». Cell 67 (6): 1059–74. DOI:10.1016/0092-8674(91)90284-6. PMID 1684738.
• O'Donnell FE, Pappas HR (1982). «Autosomal dominant foveal hypoplasia and presenile cataracts. A new syndrome.». Arch. Ophthalmol. 100 (2): 279–81. PMID 7065945.
• Martha A, Strong LC, Ferrell RE, Saunders GF (1995). «Three novel aniridia mutations in the human PAX6 gene.». Hum. Mutat. 6 (1): 44–9. DOI:10.1002/humu.1380060109. PMID 7550230.
• Hanson I, Brown A, van Heyningen V (1995). «A new PAX6 mutation in familial aniridia.». J. Med. Genet. 32 (6): 488–9. DOI:10.1136/jmg.32.6.488. PMID 7666404.
• Mirzayans F, Pearce WG, MacDonald IM, Walter MA (1995). «Mutation of the PAX6 gene in patients with autosomal dominant keratitis.». Am. J. Hum. Genet. 57 (3): 539–48. PMID 7668281.
• van Heyningen V, Little PF (1995). «Report of the fourth international workshop on human chromosome 11 mapping 1994.». Cytogenet. Cell Genet. 69 (3-4): 127–58. DOI:10.1159/000133953. PMID 7698003.
• Auffray C, Behar G, Bois F, et al. (1995). «[IMAGE: molecular integration of the analysis of the human genome and its expression]». C. R. Acad. Sci. III, Sci. Vie 318 (2): 263–72. PMID 7757816.
• Martha A, Ferrell RE, Mintz-Hittner H, et al. (1994). «Paired box mutations in familial and sporadic aniridia predicts truncated aniridia proteins.». Am. J. Hum. Genet. 54 (5): 801–11. PMID 7909985.
• Glaser T, Jepeal L, Edwards JG, et al. (1994). «PAX6 gene dosage effect in a family with congenital cataracts, aniridia, anophthalmia and central nervous system defects.». Nat. Genet. 7 (4): 463–71. DOI:10.1038/ng0894-463. PMID 7951315.
• Epstein JA, Glaser T, Cai J, et al. (1994). «Two independent and interactive DNA-binding subdomains of the Pax6 paired domain are regulated by alternative splicing.». Genes Dev. 8 (17): 2022–34. DOI:10.1101/gad.8.17.2022. PMID 7958875.
• Davis A, Cowell JK (1994). «Mutations in the PAX6 gene in patients with hereditary aniridia.». Hum. Mol. Genet. 2 (12): 2093–7. DOI:10.1093/hmg/2.12.2093. PMID 8111379.
• Hanson IM, Fletcher JM, Jordan T, et al. (1994). «Mutations at the PAX6 locus are found in heterogeneous anterior segment malformations including Peters' anomaly.». Nat. Genet. 6 (2): 168–73. DOI:10.1038/ng0294-168. PMID 8162071.
• Hanson IM, Seawright A, Hardman K, et al. (1993). «PAX6 mutations in aniridia.». Hum. Mol. Genet. 2 (7): 915–20. DOI:10.1093/hmg/2.7.915. PMID 8364574.
• Azuma N, Nishina S, Yanagisawa H, et al. (1996). «PAX6 missense mutation in isolated foveal hypoplasia.». Nat. Genet. 13 (2): 141–2. DOI:10.1038/ng0696-141. PMID 8640214.

Ссылки

• MeSH PAX6+protein
• GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Anophthalmia / Microphthalmia Overview
• GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Aniridia
• OMIM entries on Aniridia