TBX5 (جين)

يُعد عامل النسخ TBX5 ( بروتين صندوق T 5 ) بروتينًا يُشفّر في البشر بواسطة جين TBX5 . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] يمكن أن تؤدي التشوهات في جين TBX5 إلى تغيرات في نمو الأطراف، ومتلازمة هولت-أورام ، ومتلازمة رباعية الأطراف ، ومشاكل في القلب والهيكل العظمي.

ينتمي هذا الجين إلى عائلة جينية محفوظة تطوريًا، تشترك في نطاق ارتباط بالحمض النووي يُعرف باسم صندوق T. تُشفّر جينات صندوق T عوامل نسخ تُشارك في تنظيم العمليات النمائية. ويرتبط هذا الجين ارتباطًا وثيقًا بجين صندوق T 3 (متلازمة الثدي الزندي) الموجود على الكروموسوم البشري 12.

يقع جين TBX5 على الذراع الطويلة للكروموسوم 12. [8 ] ينتج TBX5 بروتينًا يُسمى بروتين T-box 5، والذي يعمل كعامل نسخ . [ 9 ] يشارك TBX5 في نمو الأطراف الأمامية والقلب. [ 10 ] يؤثر هذا الجين على النمو المبكر للأطراف الأمامية عن طريق تحفيز عامل نمو الخلايا الليفية FGF10 . [ 11 ]

وظيفة

يُعدّ TBX5 عامل نسخ يُشفّر بروتينًا يُسمى T-box 5. عوامل النسخ التي يُشفّرها ضرورية للنمو، وخاصةً في تكوين نمط الأطراف العلوية ونمو القلب. [ 12 ] يُشارك TBX5 في نمو حجرات القلب الأربع ، والجهاز الكهربائي، والحاجز الذي يفصل بين جانبي القلب الأيمن والأيسر. [ 13 ] إلى جانب دوره في نمو القلب والحاجز والجهاز الكهربائي للقلب، فإنه يُنشّط أيضًا جينات تُشارك في نمو الأطراف العلوية والذراعين واليدين.

يشارك هذا الجين أيضًا في النسيج الضام العضلي المسؤول عن تشكيل العضلات والأوتار. وقد أظهرت دراسة أن حذف جين TBX5 في الأطراف الأمامية يُسبب خللًا في تشكيل العضلات والأوتار دون التأثير على نمو الهيكل العظمي. [ 14 ] يُعبَّر عن بروتين T-box 5 في خلايا الأديم المتوسط ​​الصفيحي الجانبي التي تُشكِّل برعم الطرف الأمامي وسلسلة بدء نمو الأطراف. وفي غيابه، لا يتكوَّن برعم الطرف الأمامي.

يلعب البروتين المشفر دورًا رئيسيًا في نمو الأطراف ، وتحديدًا خلال مرحلة بدء تكوين برعم الطرف . [ 15 ] على سبيل المثال، في الدجاج، يحدد Tbx5 حالة الطرف الأمامي. [ 16 ] يؤدي تنشيط Tbx5 وبروتينات T-box الأخرى بواسطة جينات Hox إلى تنشيط سلسلة من الإشارات التي تشمل مسار إشارات Wnt وإشارات FGF في براعم الأطراف. [ 15 ] في النهاية، يؤدي Tbx5 إلى تكوين الحافة الأديمية الظاهرة القمية (AER) ومراكز إشارات منطقة النشاط الاستقطابي (ZPA) في برعم الطرف النامي، والتي تحدد اتجاه نمو الطرف النامي. [ 15 ] يلعب Tbx5 ، جنبًا إلى جنب مع Tbx4، دورًا في تشكيل الأنسجة الرخوة (العضلات والأوتار) للجهاز العضلي الهيكلي. [ 17 ]

باعتباره جينًا مُشفِّرًا للبروتين، يُشفِّر TBX5 بروتين عامل النسخ T-box 5، وهو جزء من عائلة عوامل النسخ T-box. كما يتفاعل مع جينات أخرى، مثل GATA4 وNKX2-5، ومركب BAF لإعادة تشكيل الكروماتين، لتحفيز وكبح التعبير الجيني أثناء النمو. [ 18 ]

دورها في الحيوانات غير البشرية

لم تنجُ الفئران المعدلة وراثيًا بحيث لا تحمل جين TBX5 من فترة الحمل، وذلك لعدم اكتمال نمو القلب بعد اليوم الجنيني E10.5 . أما الفئران التي تحمل نسخة واحدة عاملة فقط من جين TBX5، فقد وُلدت بمشاكل مورفولوجية مثل تضخم القلب، وعيوب الحاجز الأذيني والبطني، وتشوهات الأطراف المشابهة لتلك الموجودة في متلازمة هولت-أورام. [ 19 ]

تمتلك الحمام ذات الأقدام المكسوة بالريش جين Tbx5 نشطًا في أقدامها الخلفية، مما يؤدي إلى نمو أطراف خلفية مكسوة بالريش ذات عظام أكثر سمكًا، تشبه إلى حد كبير أجنحة أطرافها الأمامية. [ 20 ] [ 21 ]

دورها في التطور الجنيني البشري

تم استحداث نموذج لحذف جين TBX5 باستخدام تقنية التحرير الجيني CRISPR/Cas9. [ 22 ] حافظ هذا الخط الخلوي المتماثل الزيجوت لخلايا جذعية جنينية بشرية محذوفة جين TBX5، والذي يُطلق عليه اسم TBX5-KO، على مورفولوجيا شبيهة بالخلايا الجذعية، وعلامات تعدد القدرات، ونمط نووي طبيعي، كما تمكن من التمايز إلى الطبقات الجرثومية الثلاث في الجسم الحي. يوفر هذا الخط الخلوي منصة مخبرية لدراسة الآليات المرضية والوظيفة البيولوجية لجين TBX5 في نمو القلب. [ 22 ] من خلال فهم ما يحدث أثناء النمو في غياب هذا الجين، قد يصبح من الممكن توفير خيارات علاجية إضافية للأجنة المصابة بطفرة TBX5، وذلك للوقاية من عيوب القلب الخطيرة المرتبطة بمتلازمة هولت-أورام.

الأهمية السريرية

قد تؤدي الطفرات في هذا الجين إلى متلازمة هولت-أورام، وهي اضطراب نمائي يؤثر على القلب والأطراف العلوية. [ 23 ] [ 10 ] يمكن أن تسبب متلازمة هولت-أورام ثقبًا في الحاجز الأذيني، [ 9 ] وتشوهات عظمية في الأصابع أو الرسغين أو الذراعين، [ 24 ] واضطرابًا في التوصيل الكهربائي للقلب يؤدي إلى عدم انتظام ضربات القلب واضطراب النظم. [ 8 ] أكثر مشاكل القلب شيوعًا المرتبطة بهذه الحالة هو تشوه الحاجز الأذيني، الذي يفصل بين جانبي القلب الأيمن والأيسر. [ 25 ]

متلازمة رباعية الأطراف هي حالة يحدث فيها تشوه في الأطراف الأمامية نتيجة عدم تحفيز عامل نمو الخلايا الليفية 10 (FGF-10) بسبب طفرات في جين Tbx5. [ 26 ] قد تؤدي هذه الحالة إلى غياب أحد الطرفين الأماميين أو كليهما.

قد تشمل العيوب الهيكلية انحناءً غير طبيعي في الأصابع، وانحدارًا في الكتفين، وتشوهًا في الأطراف . أما العيوب القلبية فتشمل انفصال الحاجز البطني والأذيني، ومشاكل في نظام التوصيل الكهربائي للقلب. [ 27 ] وقد وُصفت عدة متغيرات نسخية تُشفّر أشكالًا بروتينية مختلفة لهذا الجين. [ 7 ]

التفاعلات

ثبت أن جين TBX5 يتفاعل مع:

مراجع

  1. 1 2 3 GRCh38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSG00000089225 Ensembl ، مايو 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: إصدار Ensembl رقم 89: ENSMUSG00000018263 Ensembl ، مايو 2017
  3. "مرجع PubMed البشري:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  4. "مرجع PubMed للفأر:" . المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية، المكتبة الوطنية الأمريكية للطب .
  5. باسون سي تي، باتشينسكي دي آر، لين آر سي، ليفي تي، إلكينز جيه إيه، سولتس جيه، وآخرون . (يناير 1997). "طفرات في جين TBX5 البشري [مصحح] تسبب تشوهات في الأطراف والقلب في متلازمة هولت-أورام". علم الوراثة الطبيعية . 15 (1): 30-35 . doi : 10.1038/ng0197-30 . PMID 8988165. S2CID 30763654 .   
  6. تيريت، جيه. إيه.، نيوبري-إيكوب، آر.، كروس، جي. إس.، فينتون، آي.، رايبورن، جيه. إيه.، يونغ، آي. دي.، بروك، جيه. دي. (أبريل 1994). "متلازمة هولت-أورام مرض وراثي غير متجانس، حيث يقع أحد مواقعها على الكروموسوم البشري 12q". مجلة نيتشر جينيتكس . 6 (4): 401-404 . doi : 10.1038/ng0494-401 . PMID 8054982. S2CID 30213 .  
  7. 1 2 "Entrez Gene: TBX5 T-box 5" .
  8. 1 2 باتيل سي، سيلكوك إل، ماكمولان دي، برويتون إل، كوكس إتش (أغسطس 2012). "تضاعف جين TBX5 داخل الجين: عائلة ذات نمط ظاهري غير نمطي لمتلازمة هولت-أورام" . المجلة الأوروبية لعلم الوراثة البشرية . 20 (8): 863-869 . doi : 10.1038/ejhg.2012.16 . PMC 3400730. PMID 22333898 .  
  9. 1 2 جانغ و.ك، لي ب.ه، كيم ج.ه، لي ج.أ، يو ه.و (أغسطس 2015). "التوصيف السريري والجزيئي لمتلازمة هولت-أورام مع التركيز على المظاهر القلبية". طب القلب لدى الشباب . 25 (6): 1093-1098 . doi : 10.1017/s1047951114001656 . PMID 25216260. S2CID 43846874 .  
  10. 1 2 ستيميل، جيه دي، وموسكوفيتز ، آي بي (2017). "TBX5: منظم رئيسي لتطور القلب" . المواضيع الحالية في علم الأحياء التنموي . 122 : 195-221 . doi : 10.1016/bs.ctdb.2016.08.008 . PMC 5371404. PMID 28057264 .  
  11. نيشيموتو إس، وايلد إس إم، وود إس، لوغان إم بي (أغسطس 2015). "يعمل حمض الريتينويك ضمن آلية تغذية أمامية متماسكة مع Tbx5 للتحكم في تحفيز وبدء نمو براعم الأطراف" . تقارير الخلية . 12 (5): 879-891 . doi : 10.1016/j.celrep.2015.06.068 . PMC 4553633. PMID 26212321 .  
  12. "عامل النسخ TBX5 t-Box رقم 5 [ الإنسان العاقل (البشري) ] - جين - المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية" . المركز الوطني لمعلومات التقانة الحيوية . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب.
  13. بوغرد سي جيه، إيفانز إس إم (فبراير 2016). "TBX5 وNuRD يقسمان القلب" . خلية النمو . 36 (3): 242-244 . doi : 10.1016/j.devcel.2016.01.015 . PMC 5542051. PMID 26859347 .  
  14. هاسون ب، ديلورييه أ، بينيت م، غريغورييفا إ، نايش ل أ، بابايوانو ف إ، وآخرون (يناير 2010). "يُعدّ كلٌّ من Tbx4 وtbx5، اللذان يعملان في النسيج الضام، ضروريين لتشكيل عضلات وأوتار الأطراف" . خلية النمو . 18 (1): 148-156 . doi : 10.1016/j.devcel.2009.11.013 . PMC 3034643. PMID 20152185 .   
  15. 1 2 3 تيكل سي (أكتوبر 2015). "كيف يُكوّن الجنين طرفًا: التحديد، والقطبية، والهوية" . مجلة التشريح . 227 (4): 418-430 . doi : 10.1111/joa.12361 . PMC 4580101. PMID 26249743 .  
  16. ^ رودريغيز إستيبان سي، تسوكوي تي، يوني إس، ماجالون جي، تامورا ك، إيزبيسوا بيلمونت جي سي (أبريل 1999). “إن جينات T-box Tbx4 و Tbx5 تنظم نمو الأطراف وهويتها”. طبيعة . 398 (6730): 814– 818. بيب كود : 1999Natur.398..814R . دوى : 10.1038/19769 . بميد 10235264 . S2CID 4330287 .  
  17. هاسون ب، ديلورييه أ، بينيت م، غريغورييفا إ، نايش ل أ، بابايوانو ف إ، وآخرون (يناير 2010). "يُعدّ كلٌّ من Tbx4 وtbx5، اللذان يعملان في النسيج الضام، ضروريين لتشكيل عضلات وأوتار الأطراف" . خلية النمو . 18 (1): 148-156 . doi : 10.1016/j.devcel.2009.11.013 . PMC 3034643. PMID 20152185 .   
  18. ستيميل ، جيه دي، وموسكوفيتز، آي بي (2017). "TBX5: منظم رئيسي لتطور القلب" . المواضيع الحالية في علم الأحياء النمائي . 122 : 195-221 . doi : 10.1016/bs.ctdb.2016.08.008 . PMC 5371404. PMID 28057264 .  
  19. تاكيوتشي جيه كيه، أوهجي إم، كوشيبا-تاكيوتشي كيه، شيراتوري إتش، ساكاكي آي، أوغورا كيه، وآخرون . (ديسمبر 2003). "يحدد Tbx5 موضع البطينين الأيمن والأيسر والحاجز البطيني أثناء تكوين القلب". التطور . 130 (24): 5953-5964 . doi : 10.1242/dev.00797 . PMID 14573514. S2CID 209238 .   
  20. بوير إي إف، فان هولبيك إتش إف، بارك إس، إنفانتي سي آر، مينكي دي بي، شابيرو إم دي (أكتوبر 2019). " ريش أقدام الحمام يكشف عن شبكات هوية الأطراف المحفوظة" . علم الأحياء النمائي . 454 (2): 128-144 . doi : 10.1016/j.ydbio.2019.06.015 . PMC 6726567. PMID 31247188 .  
  21. "تحديد جينات ريش قدم الحمام | أخبار جامعة يوتا" . unews.utah.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 28 مايو 2023 .
  22. 1 2 تشاو تي، باي آر، وو إف، لو دبليو جيه، تشانغ جيه (مارس 2021). "إنتاج سلالة خلايا جذعية جنينية متماثلة الزيجوت لحذف جين TBX5 (WAe009-A-45) باستخدام تقنية تحرير الجينوم CRISPR/Cas9" . أبحاث الخلايا الجذعية . 51 102156. doi : 10.1016/j.scr.2021.102156 . PMID 33497883. S2CID 231753691 .  
  23. فيرديس جي، ديسول إم، ديسول إس، أمبروزيني جي، كوسمي إي، تشيرتشيل بي إل، كابوبيانكو جي (2016). " متلازمة هولت أورام: تقرير حالة ومراجعة للأدبيات" . طب التوليد وأمراض النساء السريري والتجريبي . 43 (1): 137-139 . doi : 10.12891/ceog3060.2016 . PMID 27048037. S2CID 11803484 .  
  24. بيزارد أ، بورغون ب ج، بول د ل، برونو ب ج، سيدمان س إ، سيدمان ج ج (يونيو 2005). " كونيكسين 40، هدف عامل النسخ Tbx5، يُشكّل أنماط الرسغ والأصابع وعظم القص" . علم الأحياء الجزيئي والخلوي . 25 (12): 5073-5083 . doi : 10.1128/mcb.25.12.5073-5083.2005 . PMC 1140596. PMID 15923624 .  
  25. "متلازمة هولت-أورام" . ميدلاين بلس جينيتكس . المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. 18 أغسطس 2020.
  26. نيمان إس (1993)، "متلازمة رباعية الأطراف - فصل متقاعد، للمرجعية التاريخية فقط"، متلازمة رباعية الأطراف ، GeneReviews، جامعة واشنطن، سياتل، PMID 20301453 
  27. باكام إي إيه، بروك جيه دي (أبريل 2003). "جينات صندوق تي في الاضطرابات البشرية" . علم الوراثة الجزيئية البشرية . 12 عدد خاص 1 (عدد خاص 1): R37– R44. doi : 10.1093/hmg/ddg077 . PMID 12668595 . 
  28. 1 2 غارغ ف، كاثيريا آي إس، بارنز ر، شلوترمان إم كيه، كينغ آي إن، بتلر سي إيه، وآخرون . (يوليو 2003) . "طفرات GATA4 تسبب عيوبًا خلقية في القلب لدى الإنسان وتكشف عن تفاعل مع TBX5". نيتشر . 424 (6947): 443-447 . Bibcode : 2003Natur.424..443G . doi : 10.1038/nature01827 . PMID 12845333. S2CID 4304709 .   
  29. هيروي واي، كودوه إس، مونزين كيه، إيكيدا واي، يازاكي واي، ناغاي آر، كومورو آي (يوليو 2001). "يرتبط Tbx5 بـ Nkx2-5 ويعزز بشكل تآزري تمايز خلايا عضلة القلب". علم الوراثة الطبيعية . 28 (3): 276-280 . doi : 10.1038/90123 . PMID 11431700. S2CID 13250085 .  

للمزيد من القراءة