#7 Klíčové molekulární komponenty vývoje II Signály z vnějšího prostředí Signály z vnějšího prostředí Notch • Notch=zářez – podle prvního fenotypu octomilky se zářezy na křídlech (T.H. Morgan, 1919) Notch dráha - overview Notch signalling step-by-step Notch dráha, stejně jako ostatní morfogenetické systémy, reguluje (ať už negativně nebo pozitivně) jednotlivé vývojové procesy na několika stupních. Příklad: vývoj jednotlivých buněčných typů v nervovém systému Notch and the segmentation clock Signály z vnějšího prostředí Wnt/b-kateninová dráha Signály z vnějšího prostředí Hedgehog dráha • hedgehog (Hh) u octomilky – název „ježek“ podle fenotypu larvy • u savců jsou tři homology – sonic hedgehod (Shh), indian hedgehog (Ihh) a desert hedgehog (Dhh) Schéma Shh dráhy Schéma aktivace transkripčního faktoru Gli – současný pohled (2007) Shh – jeden z nejlépe popsaných klasických morfogenů (tzv. model francouzské vlajky) – v závislosti na koncentraci morfogenu se spouští odlišné transkripční programy Shh – jeden z nejlépe popsaných klasických morfogenů (tzv. model francouzské vlajky) – v závislosti na koncentraci morfogenu se spouští odlišné transkripční programy Elektroporace kuřecí nervové trubice umožnila poznat jakým způsobem buňky během vývoje získávájí a udržují svou identitu Přirozené inhibitory Shh dráhy Hypoxie a HIF Část podkladů dodali: Eva Lincová Jana Kamarýtová Filip Trčka Hypoxie a HIF • Hypoxie: snížený parciální tlak O[2] ve tkáni x normoxie • HIF – Hypoxia-Inducible Factor: – Heterodimerický TF aktivující geny obsahující v promotorové sekvenci HRE (Hypoxia response element), vlastní transkripce je iniciována pomocí koaktivátorů p300 a CBP (CREB-binding protein) – Prozatím je známo kolem 60 (100) genů regulovaných HIF, řada z nich reguluje odpověď na hypoxii (angiogeneze, proliferace, metabolismus glukózy, migrace, apoptóza, erytropoeza, metabolismus Fe) – Heterodimer sestává ze tří α podjednotek (HIF1α, 2α, 3α) a jedné podjednotky β (HIFβ=ARNT) – α podjednotky jsou při normoxii silně labilní, podjednoteka β je na koncentraci O[2] nazávislá Struktura HIFα podjednotek • bHLH (basic Helix-Loop-Helix) motiv: vazba na DNA, dimerizace • PAS (Per/ARNT/Sim) doména: usnadňuje heterodimerizaci • N-TAD (N-terminal transactivation domain) • C-TAD (T-terminal transactivation domain) • ODD(D) (Oxygen-dependent degradation domain) • P402, P564: místa specifické hydroxylace v ODD při normoxii • N803: místo specifické hydroxylace asparaginu mimo ODD HIF při normoxii a hypoxii Modelové vývojové změny spojené s hypoxií/HIF systémem • embryonální vývoj • angiogenese • růst chrupavek • krvetvorba – aktivace EPO genu Angiogenese • Angiogenese – tvorba nových krevních cév • HIF-2 se váže do oblasti promotoru a iniciuje transkripci receptoru VEGFR 2 i expresi VEGF(Vascular Endothelial Growth Factor) – hlavní faktor angiogenese • v normálním vývoji ale i během nádorového růstu Růst chrupavek • HIF přítomen při růstu chrupavek • HIF-1 může hrát roli v adaptaci chondrocytů na nízký tlak kyslíku • osteoartritis Hypoxie v karcinogenezi Příčiny a důsledky aktivace HIF • PŘÍČINY • Hypoxie • Působení růstových faktorů a onkogenních signálních drah (EGF, Ras, Src, …) • Mutace nádorových supresorů (p53, PTEN, pVHL) • Nedostatečná aktivita hydroxyláz • DŮSLEDKY • Podpora angiogeneze a růst nádoru • Metabolická adaptace na hypoxii (podpora glykolýzy)