GATA1
Эритро́идный фа́ктор транскри́пции, известный также как GATA-свя́зывающий фактор 1 или GATA-1 — белок, кодируемый у человека геном GATA1, локализованным на Х-хромосоме[1].
GATA-1 является членом семейства факторов транскрипции GATA и участвует в росте клеток и развитии раковых заболеваний. Этот белок играет важную роль в развитии эритроцитов, регулируя переход от гемоглобина плода (F) к гемоглобину взрослого (A). Мутации в этом гене связаны с развитием Х-хромосомной дизеритропоэтической анемии и тромбоцитопении[2].
Общие сведения
Функции
GATA-1 играет важную роль в развитии эритроцитов и мегакариоцитов, из которых в дальнейшем образуются тромбоциты. Мыши без GATA1 умирают ещё на стадии внутриутробного развития. Показано, что GATA-1 облегчает транскрипцию структурного белка α-спектрина, который имеет решающее значение для формы красных кровяных клеток. Так, установлено, что в организме человека в присутствии GATA-1 скорость транскрипции гена α-спектрина повышается на два порядка[3].
Структура
Молекула GATA-1 содержит три области: С-палец[4], N-палец[5] и активационный домен. С-палец, названный так в связи с близостью C-конца, имеет ДНК-связывающий домен типа цинкового пальца. N-палец, названный так в связи с близостью N-конца, связывается с ДНК и белковым кофактором FOG1[6][7]. Активационный домен несет ответственность за акселерацию активации транскрипции GATA-1.
Клиническое значение
Мутации в GATA1 вызывают анемию и тромбоцитопению[8][9]. Патологические мутации GATA1 могут затрагивать цинковые пальцы в ДНК-связывающих доменах, а также домены, ответственные за взаимодействия GATA1 с другими белками[10].
Мутации в экзоне 2 гена GATA1 присутствуют почти во всех случаях острого мегакариобластного лейкоза (AMKL), ассоциированного с синдромом Дауна (DS)[11][12]. В то время как AMKL, как правило, связан с транслокацией (1; 22) и экспрессией слитого мутантного белка, генетические изменения, которые свойственны людям с DS-AMKL, связаны с мутаций GATA1 и формированием усечённого фактора транскрипции (GATA1s).
Те же мутации в экзоне 2 GATA1 присутствует почти при всех случаях переходного миелопролиферативного расстройства (TMD), ассоциированного с синдромом Дауна, или транзиторной лейкемией (TL). Предшествующее состояние, которое переходит в AMKL у 30 % пациентов, может развиться больше чем у 10 % детей с синдромом Дауна[13]. Встречаемость мутации GATA1 составляет примерно 4 % у пациентов с синдромом Дауна, но менее чем у 10 % из них развивается AMKL[14]. Эта мутация присутствует в зародыше, играя раннюю роль в возникновении и развитии лейкемии. В дополнение к скринингу по TL мутация GATA1 при рождении может служить биомаркером повышенного риска развития DS-связанной AMKL[15].
Повышенные уровни экспрессии GATA1 были выявлены у пациентов с большим депрессивным расстройством. Экспрессия GATA1 в префронтальной коре приводит к снижению экспрессии генов, необходимых для формирования синапсов, потере дендритных шипиков и дендритов и может вызывать депрессивное поведение у крыс[16].
Взаимодействия с другими белками
Примечания
Литература
- Ohneda K., Yamamoto M. Roles of hematopoietic transcription factors GATA-1 and GATA-2 in the development of red blood cell lineage. (англ.) // Acta haematologica. — 2002. — Vol. 108, no. 4. — P. 237—245. — doi:10.1159/000065660. — PMID 12432220.
- Gurbuxani S., Vyas P., Crispino J. D. Recent insights into the mechanisms of myeloid leukemogenesis in Down syndrome. (англ.) // Blood. — 2004. — Vol. 103, no. 2. — P. 399—406. — doi:10.1182/blood-2003-05-1556. — PMID 14512321.
- Muntean A. G., Ge Y., Taub J. W., Crispino J. D. Transcription factor GATA-1 and Down syndrome leukemogenesis. (англ.) // Leukemia & lymphoma. — 2006. — Vol. 47, no. 6. — P. 986—997. — doi:10.1080/10428190500485810. — PMID 16840187.
- Trainor C. D., Evans T., Felsenfeld G., Boguski M. S. Structure and evolution of a human erythroid transcription factor. (англ.) // Nature. — 1990. — Vol. 343, no. 6253. — P. 92—96. — doi:10.1038/343092a0. — PMID 2104960.
- Zon L. I., Tsai S. F., Burgess S., Matsudaira P., Bruns G. A., Orkin S. H. The major human erythroid DNA-binding protein (GF-1): primary sequence and localization of the gene to the X chromosome. (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. — 1990. — Vol. 87, no. 2. — P. 668—672. — PMID 2300555.
- Martin D. I., Tsai S. F., Orkin S. H. Increased gamma-globin expression in a nondeletion HPFH mediated by an erythroid-specific DNA-binding factor. (англ.) // Nature. — 1989. — Vol. 338, no. 6214. — P. 435—438. — doi:10.1038/338435a0. — PMID 2467208.
- Mouthon M. A., Bernard O., Mitjavila M. T., Romeo P. H., Vainchenker W., Mathieu-Mahul D. Expression of tal-1 and GATA-binding proteins during human hematopoiesis. (англ.) // Blood. — 1993. — Vol. 81, no. 3. — P. 647—655. — PMID 7678994.
- Zon L. I., Yamaguchi Y., Yee K., Albee E. A., Kimura A., Bennett J. C., Orkin S. H., Ackerman S. J. Expression of mRNA for the GATA-binding proteins in human eosinophils and basophils: potential role in gene transcription. (англ.) // Blood. — 1993. — Vol. 81, no. 12. — P. 3234—3241. — PMID 8507862.
- Tsang A. P., Visvader J. E., Turner C. A., Fujiwara Y., Yu C., Weiss M. J., Crossley M., Orkin S. H. FOG, a multitype zinc finger protein, acts as a cofactor for transcription factor GATA-1 in erythroid and megakaryocytic differentiation. (англ.) // Cell. — 1997. — Vol. 90, no. 1. — P. 109—119. — PMID 9230307.
- Rekhtman N., Radparvar F., Evans T., Skoultchi A. I. Direct interaction of hematopoietic transcription factors PU.1 and GATA-1: functional antagonism in erythroid cells. (англ.) // Genes & development. — 1999. — Vol. 13, no. 11. — P. 1398—1411. — PMID 10364157.
- Freson K., Devriendt K., Matthijs G., Van Hoof A., De Vos R., Thys C., Minner K., Hoylaerts M. F., Vermylen J., Van Geet C. Platelet characteristics in patients with X-linked macrothrombocytopenia because of a novel GATA1 mutation. (англ.) // Blood. — 2001. — Vol. 98, no. 1. — P. 85—92. — PMID 11418466.
- Mehaffey M. G., Newton A. L., Gandhi M. J., Crossley M., Drachman J. G. X-linked thrombocytopenia caused by a novel mutation of GATA-1. (англ.) // Blood. — 2001. — Vol. 98, no. 9. — P. 2681—2688. — PMID 11675338.
- Crawford S. E., Qi C., Misra P., Stellmach V., Rao M. S., Engel J. D., Zhu Y., Reddy J. K. Defects of the heart, eye, and megakaryocytes in peroxisome proliferator activator receptor-binding protein (PBP) null embryos implicate GATA family of transcription factors. (англ.) // The Journal of biological chemistry. — 2002. — Vol. 277, no. 5. — P. 3585—3592. — doi:10.1074/jbc.M107995200. — PMID 11724781.
- Freson K., Matthijs G., Thys C., Mariën P., Hoylaerts M. F., Vermylen J., Van Geet C. Different substitutions at residue D218 of the X-linked transcription factor GATA1 lead to altered clinical severity of macrothrombocytopenia and anemia and are associated with variable skewed X inactivation. (англ.) // Human molecular genetics. — 2002. — Vol. 11, no. 2. — P. 147—152. — PMID 11809723.
- Molete J. M., Petrykowska H., Sigg M., Miller W., Hardison R. Functional and binding studies of HS3.2 of the beta-globin locus control region. (англ.) // Gene. — 2002. — Vol. 283, no. 1-2. — P. 185—197. — PMID 11867225.
- Hirasawa R., Shimizu R., Takahashi S., Osawa M., Takayanagi S., Kato Y., Onodera M., Minegishi N., Yamamoto M., Fukao K., Taniguchi H., Nakauchi H., Iwama A. Essential and instructive roles of GATA factors in eosinophil development. (англ.) // The Journal of experimental medicine. — 2002. — Vol. 195, no. 11. — P. 1379—1386. — PMID 12045236.
