logo
Гилберт С

Гилберт с. Биология развития: в 3-х т. Т. 3: Пер. С англ. – м.: Мир, 1995. – 352с.

152 ГЛАВА 18

Рис. 18.30. Зависимость экспрессии двух гомеозисных генов от активности гена сегментации fushi tarazu. Гибридизация in situ радиоактивных зондов ДНК ftz проведена на соседних срезах от двух зародышей на стадии клеточной бластодермы: нормальном (верхний из двух представленных на каждой части рисунка) и мутантном по гену ftz (нижний). А. Радиоавтография среза, на котором проводилась гибридизация с радиоактивной ДНК ftz: 7 полос РНК обнаружены в зародышах дикого типа и не обнаружены у мутантов по гену ftz. Б. Темнопольный радиоавтограф, полученный с использованием радиоактивной ДНК гена Antennapedia, показывает его экспрессию в 4-м парасегменте нормального зародыша (ПС4 и маленькие стрелки) и ее отсутствие у зародышей с мутацией ftz (большие стрелки). В. Темнопольный радиоавтограф гибридизации радиоактивной ДНК гена Sex comb reduced (Scr), выявленной в 7 полосах у зародыша дикого типа, которые совпадают с активностью гена ftz. мРНК гена Scr не обнаружена у мутантных по гену ftz зародышей даже во 2-м парасегменте (ПС2 и большие стрелки). (Ingham, Martinez-Arias, 1986; фотография с любезного разрешения авторов.)

зародышей ftz– активность гена Antennapedia (который обычно экспрессируется в парасегментах 3 и 4) и гомеотического гена Sex comb reduced (который обычно экспрессируется в семи парасегментах) ингибирована.

Удалось получить прямые данные, свидетельствующие о взаимодействии гена ftz с гомеозисными генами (Robertson, 1987). Это оказалось возможным благодаря конструированию плазмиды, у которой промоторы генов Ubx и Antp соединены с геном хлорамфениколацетилтрансферазы (ген CAT). По наличию или отсутствию хлорамфениколацетилтрансферазы можно судить о том, экспрессировался ли ген СAT или нет. Кроме того, была сконструирована плазмида с геном ftx, имеющим сильный актановый промотор, благодаря которому ген экспрессировался практически в любой клетке. Различные комбинации плазмид трансфицировали в культуру клеток дрозофилы, инкубировали их в течение 1-3 сут и измеряли уровень ферментативной активности белка CAT (рис. 18.31). Клетки, трансфицированные геном CAT с промотором Ubx или Antp не экспрессировали хлорамфениколацетилтрансферазу. Однако если ген ftz также трансфицировали в клетку, то актиновый промотор активировал ген CAT. Таким образом, присутствие гена сегментации ftz необходимо для активация промоторов гомеозисных генов Ultrabithorax и Antennapedia.

Гомеозисные гены также способны регулировать экспрессию других гомеозисных генов. Гены Antennapedia и Ultrabithorax характеризуются комплементарностью экспрессии: Ubx активен в парасегментах с пятого по тринадцатый (с максимальным уровнем транскрипции в шестом парасегменте), а Antp - в третьем и четвертом. В Ubx––зародыше активность гена Antennapedia не ограничена третьим и четвертым парасегментами, он начинает транскрибироваться в брюшке (Hafen et al., 1984b). Ген комплекса bithorax – abd А – также регулирует активность гена Ubx. Отсутствие активности Abd А приводит к сильно выраженной экспрессии гена Ubx в парасегментах 6-12, хотя обычно он экспрессируется в сегменте 6. В результате происходит гомеозисная трансформация парасегментов 7-12 в копии парасегмента 6. Следовательно, abd А осуществляет негативную регуляцию гена Ubx (Struhl, White, 1985).