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10.13:

Facteurs de transcription maitres

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Biologie moléculaire
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Master Transcription Regulators

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Many complex cellular processes are controlled by a few key transcription factors, known as master transcription regulators. These master regulators promote or inhibit the transcription of groups of genes, such as those required for cell differentiation.  These important proteins can function either directly or indirectly to regulate gene expression. Master transcription regulators can bind directly to cis-regulatory sequences to control the transcription of multiple genes involved in related cellular responses.  MyoD is a master transcriptional regulator required for muscle cell differentiation. It binds to cis-regulatory sequences of hundreds of genes involved in muscle development, including the myosin heavy chain, a motor protein found in muscle, and desmin, a muscle-specific intermediate filament. Master transcription regulators can also act indirectly by binding to cis-regulatory sequences that control the production of other transcription factors.  MyoD binds to regulatory sequences that induce the expression of other transcription factors, such as myocyte-specific enhancer factor 2, that regulates additional genes needed for the development and repair of muscle tissue. Master regulators often work together to promote cell differentiation. The master regulators Oct4 and Sox2 work together to regulate the expression of Zfp206. This transcription factor must be highly expressed in the embryonic stem cells of mice and humans to trigger cell differentiation.  Similarly, together, PPARγ and C/EBPα trigger adipocyte, or fat cell development by binding to cis-regulatory sites for adipocyte-specific proteins. Additionally, PPARγ and C/EBPα each bind to a transcription regulatory site for the other creating a positive feedback loop to increase transcription during differentiation further. 

10.13:

Facteurs de transcription maitres

Les régulateurs principaux de la transcription sont des protéines régulatrices qui sont principalement responsables de la régulation de l’expression de plusieurs gènes. Ces gènes agissent souvent de concert pour piloter un processus complexe. L’activation d’un régulateur principal de la transcription peut conduire à une cascade de l’activation nécessaire à ce résultat. Ces régulateurs peuvent se lier directement aux séquences régulatrices des divers gènes impliqués, ou ils peuvent réguler indirectement la transcription en se liant à des séquences régulatrices de régulateurs transcriptionnels supplémentaires et induire leur production. L’expression d’un phénotype particulier dans un organisme est souvent sous le contrôle d’un ou deux régulateurs principaux de la transcription. L’importance de ces régulateurs dans le fonctionnement des organismes et l’expression des phénotypes malades en font des cibles idéales pour la recherche sur le développement de médicaments.

MEF2C est un régulateur transcriptionnel principal qui est principalement responsable du développement du cancer du sein. Il appartient à la famille Mef2 d’activateurs de transcription responsables de la différenciation et du développement cellulaire. Il existe plusieurs caractéristiques de MEF2C qui démontrent sa fonction de régulateur principal de la transcription.  Il se compose de deux domaines de liaison à l’ADN – Mef2 et MADS-box. Le domaine Mef2 est connu pour sa fonction de liaison à l’ADN et de dimérisation de haute affinité. MEF2C possède également des sites de liaison pour TEAD1, un co-régulateur responsable de l’amélioration de la transcription ; MAPK7, un facteur de transcription qui régule la prolifération et la différenciation cellulaires ; EP300, un facteur de transcription impliqué dans la régulation de la croissance et de la division cellulaires ; et plusieurs histones désacétylases, telles que HDAC4, HDAC7 et HDAC9.

Une analyse expérimentale a montré que MEF2C peut réguler directement de nombreux gènes responsables du phénotype oncogène.  Il peut également réguler indirectement le phénotype en activant d’autres facteurs de transcription : 1896 gènes et 2156 interactions régulatrices au second ordre et 5852 gènes et 18801 interactions au troisième ordre.

Suggested Reading

  1. Hernández-Lemus, E., Baca-López, K., & Tovar, H. (2015). What makes a transcriptional master regulator? A systems biology approach. Frontiers in Pharmacology, 9, 697.
  2. Chan, S. S., & Kyba, M. (2013). What is a Master Regulator?. Journal of stem cell research & therapy, 3, 114.
  3. Hernández-Lemus, E., Baca-López, K., Lemus, R., & García-Herrera, R. (2015). The role of master regulators in gene regulatory networks. arXiv preprint arXiv:1511.09367.