Both A- and B-type lamins, LAP2α and LAP2β are early targets for caspase degradation, before detectable DNA cleavage or chromatin condensation occurs 19. and 20.. Other INM proteins, including LBR, are targeted later 21. Lamins are cleaved in the α-helical rod domain, probably by caspase 6 (22). LAP2β is cleaved by caspase 3 (21). Cleaved fragments of lamins and LAP2β remain associated with the NE but are not known to play further roles.
Apoptotic nuclei resemble nuclei in lamin-deficient cells, which have clustered NPCs, detached chromatin and odd shapes 23., 24. and 25.. Thus, lamin destruction probably causes these same changes during apoptosis. Direct evidence for the importance of lamins in apoptosis was found by expressing an uncleavable mutant form of lamin in cultured cells 22; although caspases were activated, chromatin failed to condense and DNA cleavage was delayed. This result suggests that lamin degradation facilitates nuclease activation during apoptosis. It would be interesting to follow apoptosis in C. elegans cells that express uncleavable lamin, and to determine whether CED-4 can translocate to a lamin-depleted NE.
5. Heterochromatin tends to associate with the INM
Constitutive heterochromatin is transcriptionally repressed; it is also highly condensed, late replicating, rich in repetitive sequences, does not recombine during meiosis and has regular nucleosome spacing. Repressive chromatin structure can spread to genes near heterochromatin 26. A comparison between four model organisms – S.cerevisiae, C. elegans, D. melanogaster and mouse – shows that the amount of constitutive heterochromatin increases from less to more complex organisms. Heterochromatin in S. cerevisiae is limited to telomeres and silent mating type loci 26. C. elegans has condensed chromatin at its periphery (e.g. see electron micrographs in 27) and tandem repeats, a hallmark of constitutive heterochromatin, accounting for ∼2.7% of the genome 28. The Drosophila genome contains an estimated 30% heterochromatin, including most of the Y chromosome. About 40% of human chromosome 22 is repetitive noncoding DNA ( 29).
Cytological studies show that a large proportion of condensed chromatin, including centromeres and telomeres, borders the INM (30). The positioning of inactive DNA is not random, because the inactive X chromosome in female mammalian cells is located near the NE, whereas the active X chromosome extends into the nuclear interior 31. Even in S. cerevisiae, INM proximity helps to silence partially silenced genes: when the DNA-binding domain of the yeast transcription factor Gal4 was fused to a transmembrane protein, Gal4 became localized to the nuclear periphery, as did target genes containing the Gal4 operator. Furthermore, these genes became completely silenced, in a Sir (silent information regulatory protein)-dependent manner 32.
Many nuclear lamina proteins interact directly with chromosomal proteins and might thereby affect chromatin structure at the nuclear periphery. For example, LBR interacts with the heterochromatin-specific protein HP1 (33), and LEM-domain protein LAP2β interacts with barrier-to-autointegration factor (BAF) 34, a DNA-binding protein that inhibits autointegration of retroviral DNA (35). Lamins themselves can bind specific histones 36. Young arrest (YA) is a Drosophila protein with developmentally regulated expression that is required for the transition from meiosis to mitosis; YA binds to both lamin B and chromatin 37. A key question for the future is whether interactions between NE proteins and chromatin directly modulate the higher-order structure of chromatin.
6. Nuclear lamina and transcription
A growing number of transcription factors, most of which are repressors, localize at the nuclear periphery. Oct-1, a transcription factor containing a POU domain that represses the aging-associated collagenase gene, co-localizes with lamin B (38). In aging cells, the departure of Oct-1 from the NE coincides with increased collagenase activity; both events are reverted in immortalized cells 38. This result suggests that Oct-1 is active as a repressor only when it is located at the NE. The retinoblastoma (Rb) protein binds transcription factor E2F and represses transcription by recruiting histone deacetylase 39. The active (hypophosphorylated) form of Rb co-localizes with lamins A/C at the nuclear periphery in vivo and binds lamins A/C in vitro 40. Thus, transcriptional repression by Rb correlates with its lamin-binding activity ( Fig. 5). A third example is the germ-cell-less (GCL) protein, which in Drosophila is required to establish the germ cell lineage during development 41. The mouse GCL is active in Drosophila ( 42), where it localizes primarily at the NE. Mouse GCL protein interacts with DP protein, which heterodimerizes with transcription factor E2F and regulates the cell cycle 43. Intriguingly, mouse GCL was independently identified in a two-hybrid screen by its interaction with the β-specific region of the INM protein LAP2β; in addition, GCL co-localizes with LAP2β at the nuclear lamina (A. Simon, pers. commun.). Fig. 5 shows a model in which these pair-wise interactions (e.g. between Rb and lamin A) occur simultaneously to repress a given target gene. However, it is equally possible that Rb and LAP2β form separate complexes. The nuclear periphery is also used for tethering transcription activators. For example, at low glucose levels, the insulin activator IPF-1/PDX-1 is localized to the nuclear periphery. Elevated glucose causes a rapid translocation of IPF-1/PDX-1 to the nucleoplasm where it stimulates the transcription of the insulin gene 44.
ทั้งสองและประเภทข lamins lap2αและlap2βเป็นเป้าหมายต้นเซ่ย่อยสลายก่อนที่ความแตกแยกดีเอ็นเอที่ตรวจพบหรือไอน้ำที่เกิดขึ้น 19 โครมาติ และ 20 .. โปรตีน inm อื่น ๆ รวมถึง LBR, มีการกำหนดเป้าหมายต่อ 21 lamins จะตัดในโดเมนคันα-ลานอาจจะโดยเซ่ 6 (22) lap2βถูกตัดโดยเซ่ 3 (21)ตัดชิ้นส่วนของ lamins และlap2βยังคงเกี่ยวข้องกับ ne แต่ไม่เป็นที่รู้จักในการเล่นบทบาทต่อไป.
นิวเคลียส apoptotic คล้ายนิวเคลียสใน lamin ขาดเซลล์ที่มีการกระจุกตัว NPCs, โครมาเดี่ยวและรูปทรงแปลก ๆ 23., 24 และ 25 .. จึง lamin ทำลายอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในช่วงเดียวกันตายหลักฐานสำหรับความสำคัญของการตายใน lamins ถูกพบโดยการแสดงรูปแบบกลายพันธุ์ uncleavable ของ lamin ในเซลล์เพาะเลี้ยง 22; แม้ว่า caspases ถูกเปิดใช้งานโครมาล้มเหลวในการรวมตัวและความแตกแยกดีเอ็นเอถูกเลื่อนออกไป ผลนี้แสดงให้เห็นว่าการย่อยสลาย lamin อำนวยความสะดวกในการเปิดใช้ nuclease ระหว่างการตายของเซลล์ มันจะน่าสนใจที่จะปฏิบัติตามการตายของเซลล์ในคelegans เซลล์ที่แสดง lamin uncleavable และเพื่อตรวจสอบว่า CED-4 สามารถที่จะโยกย้าย ne lamin หมด.
5 heterochromatin มีแนวโน้มที่จะเชื่อมโยงกับ inm
heterochromatin ที่เป็นส่วนประกอบที่อัดอั้น transcriptionally มันเป็นยังข้นสูงจำลองปลายอุดมไปด้วยลำดับซ้ำไม่ recombine ระหว่างเซลล์ชนิดหนึ่งและมีระยะห่าง nucleosome ปกติโครงสร้างโครมาติปราบปรามสามารถแพร่กระจายไปยังยีนใกล้ heterochromatin 26 เปรียบเทียบระหว่างสิ่งมีชีวิตรูปแบบที่สี่ - s.cerevisiae ค elegans, D melanogaster และเมาส์ - แสดงให้เห็นว่าจำนวนเงินที่เพิ่มขึ้นจากที่เป็นส่วนประกอบ heterochromatin น้อยที่จะมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้น heterochromatin ใน s cerevisiae ถูก จำกัด ไว้ที่ telomeres และชนิดการผสมพันธุ์เงียบตำแหน่ง 26 คelegans ได้ข้นโครมาติที่ขอบของ (เช่นเห็นอิเล็กตรอนใน 27) และควบคู่ซ้ำจุดเด่นของ heterochromatin ที่เป็นส่วนประกอบบัญชีสำหรับ ~ 2.7% ของจีโนม 28 จีโนมแมลงหวี่มี heterochromatin 30% ประมาณรวมทั้งส่วนใหญ่ของโครโมโซม y ประมาณ 40% ของมนุษย์โครโมโซม 22 dna noncoding ซ้ำ (29).
การศึกษาแสดงให้เห็นว่าเซลล์วิทยาเป็นสัดส่วนใหญ่ของโครมาติที่ย่อและรวมทั้ง centromeres telomeres เส้นขอบ inm (30) การวางตำแหน่งของดีเอ็นเอไม่ได้ใช้งานไม่ได้เป็นแบบสุ่มเพราะโครโมโซม x ใช้งานในเซลล์ที่เลี้ยงลูกด้วยนมหญิงตั้งอยู่ใกล้กับ ne ในขณะที่โครโมโซม x ที่ใช้งานขยายเข้าไปภายในนิวเคลียร์ 31 แม้ใน s cerevisiae,ความใกล้ชิด inm ช่วยเงียบเงียบยีนบางส่วนเมื่อโดเมน dna-binding ของปัจจัย gal4 ถอดความยีสต์ถูกหลอมรวมกับโปรตีนรน, gal4 กลายเป็นท้องถิ่นที่ขอบนิวเคลียร์เช่นยีนเป้าหมายที่มีผู้ประกอบการ gal4 นอกจากนี้ยีนเหล่านี้กลายเป็นเงียบสนิทในครับ (ข้อมูลเงียบโปรตีน) ขึ้นอยู่กับลักษณะ 32.
หลายแผ่นโปรตีนนิวเคลียร์ติดต่อโดยตรงกับโปรตีนของโครโมโซมและจึงอาจส่งผลกระทบต่อโครงสร้างโครมาติที่ขอบนิวเคลียร์ ตัวอย่างเช่น LBR โต้ตอบกับ HP1 โปรตีน heterochromatin เฉพาะ (33) และโปรตีนlap2βสมุทรโดเมนโต้ตอบกับอุปสรรคการ autointegration ปัจจัย (BAF) 34, โปรตีน dna-ผูกพันที่ยับยั้ง autointegration ของดีเอ็นเอไวรัส (35)lamins ตัวเองสามารถผูก histones เฉพาะ 36 จับกุมหนุ่ม (ยา) เป็นโปรตีนแมลงหวี่ที่มีการแสดงออกของการควบคุมการพัฒนาที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจากการแบ่งเซลล์ชนิดหนึ่งเซลล์; ya ผูกกับทั้งสองข lamin และโครมาติ 37 คำถามที่สำคัญสำหรับอนาคตก็คือว่าการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรตีน ne และโครมาโดยตรงปรับโครงสร้างขั้นสูงของโครมาติ.
6แผ่นนิวเคลียร์และการถอดรหัส
จำนวนที่เพิ่มขึ้นของปัจจัยการถอดความซึ่งส่วนใหญ่เป็น repressors, จำกัด วงที่ขอบนิวเคลียร์ ตุลาคม-1, ถอดความปัจจัยที่มีโดเมน Pou ที่ represses ริ้วรอยที่เกี่ยวข้องยีนคอลลาร่วม localizes ด้วย lamin ข (38) ในเซลล์อายุการจากไปของตุลาคม-1 จาก ne สอดคล้องกับกิจกรรมที่เพิ่มขึ้นคอลลา;เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นทั้งสองจะหวนกลับในเซลล์ immortalized 38 ผลนี้แสดงให้เห็นว่าตุลาคม-1 มีการใช้งานเป็นอดกลั้นเฉพาะเมื่อมีการตั้งอยู่ที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ retinoblastoma (RB) โปรตีนผูกถอดความปัจจัย E2F และ represses ถอดความโดยการสรรหาสโตน deacetylase 39รูปแบบที่ใช้งาน (hypophosphorylated) ของ RB ร่วม localizes ด้วย lamins / C ที่ขอบนิวเคลียร์ในร่างกายและผูก lamins / C ในหลอดทดลอง 40 ดังนั้นการปราบปรามการถอดรหัสโดย RB มีความสัมพันธ์กับกิจกรรม lamin-ผูกพัน (รูปที่ 5) ตัวอย่างที่สามเป็นเชื้อโรคเซลล์น้อยกว่า (GCL) โปรตีนซึ่งในแมลงหวี่จะต้องสร้างเชื้อสายเซลล์สืบพันธุ์ในระหว่างการพัฒนา 41GCL เมาส์มีการใช้งานในแมลงหวี่ (42) โดยที่มัน localizes หลักที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ เมาส์โปรตีน GCL ปฏิสัมพันธ์กับโปรตีน DP ซึ่ง heterodimerizes ด้วยปัจจัยการถอดความ E2F และควบคุมวงจรมือถือ 43 น่าดู, GCL เมาส์ถูกระบุอย่างเป็นอิสระในหน้าจอสองไฮบริดโดยปฏิสัมพันธ์กับภูมิภาคβเฉพาะของโปรตีนlap2β inm; ในนอกจากนี้GCL ร่วม localizes ด้วยlap2βที่แผ่นนิวเคลียร์ (ก. simon, หงิง COMMUN..) มะเดื่อ 5 แสดงให้เห็นถึงรูปแบบในการที่คู่ฉลาดเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์ (เช่นระหว่าง RB และ lamin) เกิดขึ้นพร้อมกันที่จะระงับยีนเป้าหมายที่กำหนด แต่ก็เป็นไปได้อย่างเท่าเทียมกันที่ RB และlap2βรูปแบบคอมเพล็กซ์ที่แยกจากกัน ขอบนิวเคลียร์ยังใช้สำหรับ tethering activators ถอดความ ตัวอย่างเช่นที่ระดับน้ำตาลต่ำ ipf-1/pdx-1 กระตุ้นอินซูลินเป็นภาษาท้องถิ่นเพื่อให้ขอบนิวเคลียร์ กลูโคสสูงทำให้เกิดการโยกย้ายอย่างรวดเร็วของการ ipf-1/pdx-1 nucleoplasm ที่มันจะช่วยกระตุ้นการถอดความของยีนอินซูลิน 44
การแปล กรุณารอสักครู่..

ทั้ง A และ B-ชนิด lamins, LAP2α และ LAP2β มีเป้าหมายเริ่มต้นสำหรับย่อยสลาย caspase ก่อนที่จะตรวจดีเอ็นเอ ปริหรือโครมาตินควบแน่นเกิดขึ้น 19 และ 20 ... โปรตีนอื่น ๆ INM รวม LBR, 21 เป้าหมายในภายหลังได้ Lamins จะแหวกในโดเมนα helical ร็อด คง โดย caspase 6 (22) LAP2β จะแหวก โดย caspase 3 (21) ยังคงเกี่ยวข้องกับ NE ที่ cleaved ชิ้นส่วนของ lamins และ LAP2β แต่ไม่ทราบว่าจะเล่นอีกบทบาทการ
แอลฟา Apoptotic คล้ายแอลฟาเซลล์ไม่ lamin ซึ่งมีจับกลุ่ม NPCs โครมาตินเดี่ยวและรูปร่างแปลก 23., 24 และ 25 ... ดังนั้น lamin ทำลายอาจทำให้งานเหล่านี้ระหว่างการ apoptosis พบหลักฐานโดยตรงที่เห็นความสำคัญของ lamins ใน apoptosis โดยแสดงแบบกลายพันธุ์ uncleavable ของ lamin ในอ่างเซลล์ 22 แม้ caspases ถูกใช้งาน ไม่สามารถบีบโครมาติน และแนวแตกเรียบดีเอ็นเอล่าช้า ผลลัพธ์นี้แนะนำว่า lamin สลายตัวช่วยเปิดใช้งาน nuclease ระหว่าง apoptosis มันจะน่าสนใจไปตาม apoptosis ในค elegans เซลล์ว่า lamin ด่วน uncleavable และการตรวจสอบว่า CED-4 สามารถ translocate กับ NE. ที่ lamin-หมด
5 Heterochromatin มีแนวโน้มที่จะ เชื่อมโยงกับ INM
heterochromatin ขึ้นเป็น repressed; transcriptionally มันจะสูง condensed สายจำลอง อุดมลำดับซ้ำ ไม่ recombine ในไมโอซิส และมีระยะห่างปกติ nucleosome โครงสร้างโครมาตินอดกลั้นสามารถแพร่กระจายไปยังยีนใกล้ heterochromatin 26 การเปรียบเทียบระหว่างสิ่งมีชีวิตรุ่นสี่ – S.cerevisiae, C. elegans วันทอง D. และเมาส์ – แสดงว่า จำนวน heterochromatin ขึ้นเพิ่มจากน้อยกับสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน Heterochromatin ใน S. cerevisiae มี telomeres จำกัด และสภาพการผสมพันธุ์ชนิด loci 26 ค elegans มีโครมาตินบีบที่ยสปริงของ (เช่นดูอิเล็กตรอน micrographs ใน 27) และตัวตามกันไปทำ ซ้ำ จัดเตรียมขึ้น heterochromatin บัญชี ∼2.7% ของจีโนม 28 กลุ่มแมลงประกอบด้วยการประเมิน 30% heterochromatin รวมทั้งโครโมโซม Y ประมาณ 40% ของมนุษย์โครโมโซม 22 เป็นซ้ำ noncoding DNA (29) .
Cytological การศึกษาแสดงว่า สัดส่วนใหญ่ของโครมาติบีบน centromeres และ telomeres เส้นขอบของ INM (30) ตำแหน่งของดีเอ็นเอไม่ได้สุ่ม เนื่องจากโครโมโซม X ไม่ได้ใช้งานใน mammalian เซลล์เพศหญิงอยู่ใกล้ NE ในขณะที่โครโมโซม X ใช้งานอยู่ครอบคลุมไปถึง 31 ภายในนิวเคลียร์ แม้ใน S. cerevisiae ห้อง INM ช่วยวิพากษ์ยีนบางส่วน silenced: เมื่อโดเมนรวมดีเอ็นเอของตัวคูณการ transcription ยีสต์ Gal4 ถูก fused ถึงโปรตีน transmembrane, Gal4 เป็นภาษาท้องถิ่นกับยสปริงนิวเคลียร์ ตามที่ได้กำหนดเป้าหมายดำเนินการ Gal4 ที่ประกอบด้วยยีน นอกจากนี้ ยีนเหล่านี้กลายเป็นสมบูรณ์ silenced ในรัก (ข้อมูลสภาพทางโปรตีน) -ขึ้นอยู่กับลักษณะ 32.
โปรตีน lamina นิวเคลียร์จำนวนมากติดต่อโดยตรงกับโปรตีนของโครโมโซม และอาจมีโครงสร้างโครมาตินที่ยสปริงนิวเคลียร์ ตัวอย่าง LBR โต้ตอบกับโปรตีนเฉพาะ heterochromatin HP1 (33), และโปรตีนโดเมน LEM LAP2β โต้ตอบกับปัจจัยอุปสรรค autointegration (BAF) 34 การรวมดีเอ็นเอโปรตีนที่ยับยั้ง autointegration retroviral เอ็น (35) Lamins ตัวเองสามารถผูกเฉพาะ histones 36 จับหนุ่ม (ยา) เป็นโปรตีนแมลงกับนิพจน์ developmentally ควบคุมที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนจากไมโอซิสจะไมโทซิส ยา binds lamin B และโครมาติน 37 คำถามสำคัญในอนาคตคือ ว่าระหว่างโปรตีน NE และโครมาตินโดยตรง modulate โครงสร้างขั้นสูงของโครมาติน
6 Lamina นิวเคลียร์และ transcription
เพิ่มจำนวน transcription ปัจจัย ซึ่งส่วนใหญ่เป็น repressors แปลที่ยสปริงนิวเคลียร์ ต.ค.-1 ปัจจัยการ transcription ประกอบด้วยโดเมน POU ที่ represses ยีนเกี่ยวข้องอายุ collagenase, localizes ร่วมกับ lamin B (38) ในเซลล์อายุ ห้อง 1 ต.ค.จาก NE กรุณาเพิ่ม collagenase กิจกรรม ทั้งสองเหตุการณ์จะแปลงกลับในเซลล์ immortalized 38 ผลลัพธ์นี้แนะนำว่า 1 ต.ค.อยู่เป็น repressor เป็นเฉพาะเมื่อมันอยู่ NE. โปรตีน retinoblastoma (Rb) binds transcription ปัจจัย E2F และ represses transcription โดยสรรหาฮิสโตน deacetylase 39 แบบฟอร์มใช้งาน (hypophosphorylated) ของ Rb localizes ร่วมกับ lamins บัญชีที่ยสปริงนิวเคลียร์ในสัตว์ทดลอง และ binds lamins บัญชี 40 การเพาะเลี้ยง ดังนั้น ปราบปราม transcriptional โดย Rb คู่กับกิจกรรมของผูก lamin (Fig. 5) ตัวอย่างที่สามคือ โปรตีนจมูกเซลล์น้อย (GCL) ซึ่งในแมลงจะต้องสร้างลินเนจเจิร์มเซลล์ในระหว่างการพัฒนา 41 เมาส์ GCL อยู่ในแมลง (42), ซึ่งมัน localizes หลักที่โปรตีน GCL เมาส์ NE. โต้ตอบกับ DP โปรตีน ปัจจัย E2F ที่ heterodimerizes กับ transcription และกำหนดรอบเซลล์ 43 Intriguingly เมาส์ GCL อิสระระบุในหน้าจอสองแบบผสมผสาน โดยการติดต่อกับภูมิภาคβ-เฉพาะโปรตีน INM LAP2β นอกจากนี้ GCL ร่วม localizes กับ LAP2β ที่ lamina นิวเคลียร์ (ไซมอน commun อาทิ) Fig. 5 แสดงแบบจำลองการโต้ตอบเหล่านี้ pair-wise (เช่นระหว่าง Rb lamin A) เกิดพร้อมปราบปรามยีนเป้าหมายที่กำหนด อย่างไรก็ตาม มันเป็นไปได้เท่า ๆ กันว่า Rb และ LAP2β แยกคอมเพล็กซ์ นอกจากนี้ยังมีใช้ยสปริงนิวเคลียร์สำหรับ tethering transcription คริปต์ ตัวอย่าง ที่ระดับน้ำตาลต่ำ activator อินซูลิน IPF-1/PDX-1 เป็นภาษาท้องถิ่นกับยสปริงนิวเคลียร์ น้ำตาลกลูโคสที่สูงขึ้นทำให้เกิดการสับเปลี่ยนอย่างรวดเร็วของ IPF-1/PDX-1 เพื่อ nucleoplasm ที่มันกระตุ้น transcription ของยีนอินซูลิน 44
การแปล กรุณารอสักครู่..
