Πυρινικοί trans-παράγοντες που συνδέονται με λειτουργικές περιοχές των υποκινητών των γονιδίων της α και ζ-σφαιρίνης του ανθρώπου

Abstract

In our effort to discover and isolate factors which regulate adult and embryonic globin gene expression, we characterized differences in binding of nuclear transcriptional regulatory proteins to the 5' regions of adult ( a ) and embryonic (z ) globin genes. We found a GC-rich region embedded in the 5' region of the a globin gene, which bound both an 84-kDa protein and a 125-kDa protein, and a GC-rich region in the 5' region of the z globin gene, which bound only the 84-kDa protein. These proteins bound to the GC-rich region in a manner which correlated with the differential expression of a and z globin genes in the HEL and K562 erythroleukemia cell lines. We have purified these two proteins to homogeneity and conducted an analysis of their function using a transient expression system. The 84-kDa protein appears to be an ubiquitous regulatory protein which is necessary for the expression of both a and z globin genes. The 125-kDa protein may be a stage-specific nuclear regulatory protein which acts to restrict expression of adult genes in embryonic cells.

Ο σκοπός της μελέτης αυτής ήταν η αναγνώριση των ειδικών μεταγραφικών πυρηνικών παραγόντων οι οποίοι ενώνονται αποκλειστικά με τους υποκινητές των γονιδίων της ανθρώπινης α και ζ-σφαιρίνης και οι οποίοι ρυθμίζουν την αναπτυξιακή τους έκφραση. Βρήκαμε ότι μια πυρηνική πρωτεΐνη των 125-KDa και μια των 84-KDa συναγωνίζονται για τη σύνδεση με την πλούσια σε GC περιοχή από -249 μέχρι -214 νουκλεοτίδια 5΄ως προς το σημείο έναρξης μεταγραφής του γονιδίου της α-σφαιρίνης. Η πυρηνική πρωτεΐνη των 125-KDa ήταν ανιχνεύσιμη μόνο στις ερυθρολευχαιμικές κυτταρικές σειρές στις οποίες παρατηρήθηκε έκφραση των εμβρυονικών γονιδίων σφαιρίνης, ενώ η πυρηνική πρωτεΐνη των 84-KDa ήταν παρούσα σε όλες τις ερυθρολευχαιμικές κυτταρικές σειρές που εξετάσθηκαν. Πειράματα συνδιαμόλυνσης χρησιμοποιώντας ένα γονίδιο αναφοράς που ήταν συνδεδεμένο είτε σε μια 5΄περιοχή του γονιδίου της α σφαιρίνης είτε σε μια 5΄περιοχή του ζ γονιδίου σφαιρίνης υποδηλώνουν ότι η πυρηνική πρωτεΐνη των 84-KDa προάγει την έκφραση του γονιδίυ της α σφαιρίνης ενώ η πυρηνική πρωτεΐνη των 125-KDa την αναστέλλει. Τα ευρήματά μας προτείνουν ότι αυτές οι δύο πρωτεΐνες μπορεί να συμμετέχουν στην διαφορετική ρύθμιση των γονιδίων της α και ζ σφαιρίνης κατά τη διάρκεια της οντογένεσης.