Вернуться к проекту
Глеб Придворов

Глеб Придворов

Ген puc​

Данный ген кодирует белок, регулирующий широкий спектр метаболических процессов, в т.ч. и апоптоз за счет участия в реализации защитных механизмов клеток.

Генетика

Поясним, что апоптоз – это контролируемый (и это важно) самим организмом процесс программируемой, естественной гибели клеток. Противоположностью ему является пролиферация – увеличение популяции клеток за счет деления.

Ген экспрессируется в ряде структур:

  • эпителий;
  • личиночная имагинальная ткань;
  • миотом;
  • мужская репродуктивная система;
  • фоторецепторные клетки.


Ортологичен нескольким генам человека, включая DUSP10.

Белок гена puc​

Белок этого гена повышает фосфатазную активность киназы Jun, взаимодействуя с протеинкиназой А. Способствует завершению в клетке митотического цикла.1

Участвует в нескольких процессах, включая отрицательную регуляцию апоптоза2 и каскада MAPK,3 обеспечивает клеточный ответ на оксидативный стресс4 и репарацию повреждений5.

Расположен в аппарате Гольджи и эндоплазматическом ретикулуме.

Сигнальный путь и функции белка гена puc​ и его роль в продлении жизни

В контексте разговора о данном гене необходимо уделить особое внимание N-концевой киназе транскрипционного фактора Jun (JNK), которая, как уже указывалось выше, находится под непосредственным влиянием гена puc. Дело в том, что эта киназа участвует в каскаде биохимических реакций, связанных с митоген-активируемой протеинкиназой (MAPK). Данный каскад завершается в клеточном ядре и напрямую влияет на транскрипцию генов.2

Данное влияние зависит от конкретной ткани, где протекает процесс, но в конечном итоге сводится к модуляции пролиферации, дифференцировки или апоптоза. То есть, в зависимости от условий, JNK и, как следствие, MAPK регулирует процессы роста и гибели клеток, усиливая то один из них, то другой. При этом ген puc подавляет процессы апоптоза, обусловленные каскадом MAPK, тем самым увеличивая выживаемость клеток. Однако, и это на первый взгляд нелогично, передача сигналов через JNK, в случае блокировки апоптоза иным путем (например, через блокаду каспаз) данный каскад реакций приводит к стимуляции пролиферации клеток. Соответственно, если подавить апоптоз, а затем снизить активность гена puc, мы увидим, что сигнальный путь МАР-киназ ускорил образование новых тканей, приводя к продлению жизни экспериментальных организмов и к ускорению регенерации их тканей.

Кроме того, активация JNK-пути приводит к экспрессии генов, повышающих устойчивость клеток к оксидативному стрессу (например, hsp68, gstD1, fer1HCH и mtnA). Поскольку ген puc участвует в петле обратной связи, подавляя JNK, его репрессия в клетках модельных организмов приводит к повышению степени сопротивления клеток воздействию активных форм кислорода (АФК). Более того, здесь уместно вспомнить свободнорадикальную теорию старения, которая связывает продолжительность жизни и способность организма сопротивляться воздействию АФК. То есть, повысив устойчивость клеток к оксидативному стрессу, мы увеличиваем и срок их жизни.

Рис.1. На изображении представлена активность puc во время репарации повреждений имагинального диска. Зеленым окрашены зоны активности puc. (А) Схематическое изображение основных компонентов сигнального пути JNK у дрозофилы. (В) Неповрежденный диск, заметен участок активности в области роста. (С-D, G-I) Процесс заживления повреждений. Заметна постепенно нарастающая активность puc в области раны. (E, F) Увеличение отдельной области рисунка D. Заметны отдельные клетки, экспрессирующие puc. (J, K) Увеличение отдельной области рисунка G. Заметно большее (в сравнении с E и F) количество клеток, экспрессирующих puc.5

Глеб Придворов

Глеб Придворов

Читайте также

Генетическое редактирование

Увеличение продолжительности жизни мух за счет комбинации отдельных генов, что в последствие может быть перенесено на человека

Подробнее

Напишите нам

  1. https://www.uniprot.org/uniprotkb/P25009/entry#function[↩]
  2. McEwen, D. G., & Peifer, M. (2005). Puckered, a Drosophila MAPK phosphatase, ensures cell viability by antagonizing JNK-induced apoptosis. Development (Cambridge, England), 132(17), 3935–3946. https://doi.org/10.1242/dev.01949[↩][↩]
  3. Gaudet, P., Livstone, M. S., Lewis, S. E., & Thomas, P. D. (2011). Phylogenetic-based propagation of functional annotations within the Gene Ontology consortium. Briefings in bioinformatics, 12(5), 449–462. https://doi.org/10.1093/bib/bbr042[↩]
  4. Wu, H., Wang, M. C., & Bohmann, D. (2009). JNK protects Drosophila from oxidative stress by trancriptionally activating autophagy. Mechanisms of development, 126(8-9), 624–637. https://doi.org/10.1016/j.mod.2009.06.1082[↩]
  5. Bosch, M., Serras, F., Martín-Blanco, E., & Baguñà, J. (2005). JNK signaling pathway required for wound healing in regenerating Drosophila wing imaginal discs. Developmental biology, 280(1), 73–86. https://doi.org/10.1016/j.ydbio.2005.01.002[↩][↩]