Biopolym. Cell. 2010; 26(4):273-278.
http://dx.doi.org/10.7124/bc.00015F
Геноміка, транскриптоміка та протеоміка
Транскрипційний фактор Runx2 регулює генетичні програми, пов’язані із сигналінгом і метаболізмом попередників остеобластів
1, 2Теплюк Н. М., 2Теплюк В. І.
  1. Університет Массачусетса медична школа
    просп Лейк нос, 55, 01655, Ворсестер, МА, США
  2. Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
    Вул. Академіка Заболотного, 150, Київ, Україна, 03680

Abstract

Транскрипційний фактор Runx2 (AML3) є важливим регулятором диференціації остеобластів, необхідним для формування кісток. Експресія гена Runx2 зростає в процесі диференціації остеобластів і призводить до активації остеобласт-специфічних генів, відповідальних за продукування мінерального матриксу. Мета роботи полягала у визначенні функції гена Runx2 у попередниках остеобластів, де він експресується на досить низькому рівні. Методи. Ми дослідили функцію гена Runx2 на ранніх стадіях розвитку остеобластів за допомогою модельної системи Runx2-нокаутних клітин скальпів мишей, яким вводили ген Runx2. Результати. При дослідженні експресії геному за допомогою чипів Affymetrix виявлено, що разом із індукцією фенотипових маркерів відкладання зовнішньоклітинного мінерального матриксу ген Runx2 регулює декілька генетичних програм, пов’язаних із сигналінгом і метаболізмом попередників остеобластів. Зокрема, Runx2 регулює гени сигнальної мережі, зчепленої з G-білками, сигнальні шляхи FGF, BMP/TGF, а також ферментативні системи біосинтезу і метаболізму стероїдних гормонів. Висновки. Отримані дані вказують на те, що частина програми спеціалізації, яку виконує ключовий транскрипційний фактор, складається з програмування сигнальних шляхів та метаболізму клітини, дозволяючи ранньоспеціалізованій клітині реагувати та функціонувати певним чином у мікросередовищі.
Keywords: попередники остеобластів, Runx2, сигналінг
Повний текст: (PDF, англійською)

References

[1] Komori T., Yagi H., Nomura S., Yamaguchi A., Sasaki K., Deguchi K., Shimizu Y., Bronson R. T., Gao Y. H., Inada M., Sato M., Okamoto R., Kitamura Y., Yoshiki S., Kishimoto T. Targeted disruption of Cbfa1 results in a complete lack of bone formation owing to maturational arrest of osteoblasts Cell 1997 89, N 5:755–764.
[2] Nakashima K., Zhou X., Kunkel G., Zhang Z., Deng J. M., Behringer R. R., de Crombrugghe B. The novel zinc fingercontaining transcription factor osterix is required for osteoblast differentiation and bone formation Cell 2002 108, N 1:17–29.
[3] Lian J. B., Stein J. L., Stein G. S., van Wijnen A. J., Montecino M., Javed A., Gutierrez S., Shen J., Zaidi S. K., Drissi H. Runx2/Cbfa1 functions: diverse regulation of gene transcription by chromatin remodeling and co-regulatory protein interactions Connect Tissue Res 2003 44, Suppl. 1 P. 141–148.
[4] Bae J. S., Gutierrez S., Narla R., Pratap J., Devados R., van Wijnen A. J., Stein J. L., Stein G. S., Lian J. B., Javed A. Reconstitution of Runx2/Cbfa1-null cells identifies a requirement for BMP2 signaling through a Runx2 functional domain during osteoblast differentiation J. Cell Biochem 2007 100, N 2:434–449.
[5] Teplyuk N. M., Galindo M., Teplyuk V. I., Pratap J., Young D. W., Lapointe D., Javed A., Stein J. L., Lian J. B., Stein G. S., van Wijnen A. J. Runx2 regulates G protein-coupled signaling pathways to control growth of osteoblast progenitors J. Biol. Chem 2008 283, N 41:27585–27597.
[6] Dennis G. Jr., Sherman B. T., Hosack D. A., Yang J., Gao W., Lane H. C., Lempicki R. A. DAVID: Database for Annotation, Visualization, and Integrated Discovery. Genome Biol 2003 4, N 5:3.
[7] Turner P. R., Mefford S., Christakos S., Nissenson R. A. Apoptosis mediated by activation of the G protein-coupled receptor for parathyroid hormone (PTH)/PTH-related protein (PTHrP) Mol. Endocrinol 2000–14, N 2:241–254.
[8] Roy A. A., Nunn C., Ming H., Zou M. X., Penninger J., Kirshenbaum L. A., Dixon S. J., Chidiac P. Up-regulation of endogenous RGS2 mediates cross-desensitization between Gs and Gq signaling in osteoblasts J. Biol. Chem 2006 281, N 43:32684–32693.
[9] Kronenberg H. M. PTHrP and skeletal development Ann. N. Y. Acad. Sci 2006 1068:1–13.
[10] Jackson R. A., Nurcombe V., Cool S. M. Coordinated fibroblast growth factor and heparan sulfate regulation of osteogenesis Gene 2006 379, N 1:79–91.
[11] De Cat B., Semin D. G. Developmental roles of the glypicans Cell Develop. Biol 2001 12, N 2:117–125.
[12] Lamanna W. C., Kalus I., Padva M., Baldwin R. J., Merry C. L., Dierks T. The heparanome – the enigma of encoding and decoding heparan sulfate sulfation J. Biotechnol 2007 129, N 2:290–307.
[13] Soltanoff C. S., Yang S., Chen W., Li Y. P. Signaling networks that control the lineage commitment and differentiation of bone cells Crit. Rev. Eukaryot. Gene Exp 2009 19, N 1 P. 1–46.