Ген RB1: регуляция транскрипции
Активность белка RB регулируется его фосорилированием и зависит от стадии клеточного цикла ( рис.1КЕЛ ) ( Meek D.W., Street A.J., 1992 ).
Наряду с этим, существенную роль играет регуляция гена RB1 на уровне транскрипции.
Ген rb экспрессируется практически во всех типах тканей и клеток, и во многих типах опухолей выявлены мутантные варианты белка pRB ( Friend S.H., Horowitz J.M., ea., 1987 ).
В норме уровень мРНК зависит от стадии клеточного цикла: он начинает расти в конце фазы G1 , достигает максимального уровня во время G1/S- перехода , остается высоким в течение S-фазы , начинает быстро снижаться в конце S- фазы и к моменту перехода G2/M ген RB1 практически не транскрибируется ( Shan B., Chang C.-Y., ea., 1994 ).
В гене rb1 идентифицирована одна основная точка старта транскрипции и две минорных ( Hong F.D., Huang H.-J.S., ea., 1989 ).
Все изученные сайты связывания различных факторов , регулирующих транскрипцию этого гена, находятся ниже точки старта транскрипции - в некодирующей части первого экзона ( рис.3 ).
Ген RB1 описан в базе данных TRRD и TRANSFAC ( Wingender E., Kel A.E., ea., 199 7) под номером TRRD: G001086 .
В районе +77...+97 ( рис.3 ) расположена своеобразная "горячая" точка регуляции транскрипции этого гена, здесь расположены четыре регуляторных элемента, три из которых являются сайтами связывания активаторов транскрипции: E4TF1 (+77...85), ATF-2 (+84...+92), E2F-1 (+90...+97) ( Park K., Choe J., ea., 1994 , Shan B., Chang C.-Y., ea., 1994 , Savoysky E., Muzino T., ea., 1994 ). Четвертый элемент (+80...+89) опосредует негативное влияние белка р53 ( Shiio Y., Yamamoto T., ea., 1992 ).
Район +77...97 полностью идентичен в генах RB1 человека и мыши ( Zacksenhaus E., Gill R.M., ea., 1993 ),что указывает на его функциональную значимость.
Сайты ATF-2 и сайт E2F вовлечены в авторегуляцию гена RB1 ( Park K., Choe J., ea., 1994 , Shan B., Chang C.-Y., ea., 1994 ). Белок рRB, связываясь с фактором E2F-1 подавляет его способность активировать транскрипцию ( рис.1 ) ( Shan B., Chang C.-Y., ea., 1994 ).
Таким образом, связывание факторов E2F с сайтом в регуляторном районе гена RB1 замыкает петлю отрицательной обратной связи в авторегуляции этого гена.
Авторепрессия гена RB1 имеет место в ранней фазе G1, снимается в поздней G1 и последующих фазах фосфорилированием белка pRB. В S-фазе происходит автоиндукция гена RB1. Ген RB1 связывает фактор ATF-2 ( рис.3 ) (Park K., Choe J., ea., 1994), белок pRB взаимодействует с фактором ATF-2, что и приводит к индукции. Это взаимодействие требует присутствия домена pRB, отличного от домена , связывающего фактор E2F (Park K., Choe J., ea., 1994,).
Таким образом, авторегуляция гена RB1 является сложной, и ее направление изменяется с отрицательного, в ранней фазе G1 (через фактор E2F) на положительное во время G1/S-перехода и в S-фазе ( через фактор ATF-2), причем различные функциональные домены белка pRB вовлечены в различные типы авторегуляции ( Park K., Choe J., ea., 1994 ) .
Выше сайта ATF-2 , в позициях +77...+85, идентифицирован сайт связывания фактора E4TF1 , который является членом семейства ETS ( Savoysky E., Muzino T., ea., 1994 ). Природные точковые мутации в Ets-мотиве, а также в сайте ATF-2 выявлены в семьях с наследственной ретинобластомой ( Sakai T., Ohtani N., ea., 1991 ). Ген с такими мутациями экспрессируется, но уровень экспрессии снижен ( Sakai T., Ohtani N., ea., 1991 ).
Еще один сайт, значимый для регуляции транскрипции гена RB1 , выявлен в позиции +122...132 ( рис.3КЕЛ ). Предполагается, что фактор E4TF1 может регулировать транскрипцию, связываясь с этим сайтом ( Cowell J.K., Bia B., ea., 1996 ). Замена G на C в позиции + 128 связана с развитием наследственной ретинобластомы ( Cowell J.K., Bia B., ea., 1996 ). E4TF1 относится к семейству факторов с ETS- типом ДНК-связывающего домена, а ATF-2 к семейству факторов bZIP (см. ) ( Osifchin N.E., Jiang D., ea., 1994 ).
Однако при высоких концентрациях белок р53 слегка снижает транскрипционную активность гена RB1 ( Shiio Y., Yamamoto T., ea., 1992 , Osifchin N.E., Jiang D., ea., 1994 ).
Сайт, отрицательной регуляции белком р53 , локализован в позиции +80...+91 и перекрывается с сайтами связывания факторов E4TF-1 и ATF-2.( Shiio Y., Yamamoto T., ea., 1992 ). Вероятно, при высоких концентрациях белок р53 конкурирует за связывание и вытесняет белки E4TF-1 и ATF-2, и , таким образом, подавляет транскрипцию гена RB1.
