Tumajyvänen nukleolus, nukleostemiini ja ubikitiinin merkitys

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2753700/

(Suomennos)  Nukleostemiini tunnistettiin ensin neuraaliista soluista ja siitä on tullut yksi keskiö solusyklin kontrollin, tumorigeneesin ja solun vanhenemisen tutkimuksissa. Entsin selviteltiin nukleostemiinin osuus eri lajeilla ja siten mitä  funktionaalista  eroa on  selkärangattomien ja imettäväisten nukleostemiinillä ja sen homologeilla. Täten  havaittiin vähitetellen nukleostemiinin kiintoisa osuus kantasolun itsestään uusiutumisessa ja kudoksen korjaantumisessa .kokogenomia läpikäytäessä havaittiin, että nukleostemiini ja sen  läheisin homologi on GNL3L esiintyvät vain erillisinä geeneinä selkärankaisissa  ja  käsittävät  konservoituneen proteiinisekvenssin  evoluution  edistyessä imettäväisiin. Nukleostemiinin ha GNL3L:n  selkärangattomissa esiintyvät ortologit muistuttavat enemmän GNL2L:ää kuin nukleostemiiniä funktioltaan . Tästä  tulee ajatus, että  nukleostemiini on hankkinut uusia ominaisuuksia kun taas GNL3L  periytyy  evolutionaalisesti fiksoidussa osassa ja  nukleostemiinin esiintuleminen saatta merkitä selkärankaislinjassa  uusien funktionaalisten  piirteiden ilmenemistä.
AVAINSANAT, nukleostemiini, GNL3L, GNL3, kantasolu, regeneraatio.

Kommenttini: Miten tämä tekijä on löytynyt ja milloin?  En ole ainakaan ennen tästä kuullut. Satuin löytämään, kun etsin  muuta protiinin hajoamista kuin ubikitiinistä riippuvaa proteosomaalista tietä.  josta mainittiin  viime perjantain  väitöskirjassa  Göteborgin Yliopistossa. Seulon hieman tietoa esiin netistä) Ensinnäkin vain nukleostemiinistä.

Figure 2

Distinct modes of operation for NS and GNL3L

• Abstract
  Nucleostemin was first identified in neural stem cells and has become a focus of research in cell cycle control, tumorigenesis and cellular senescence. As the biology of nucleostemin begins to be unveiled in multiple species, an ensuing task is to resolve the apparent differences between the functions of mammalian and invertebrate nucleostemin and its homologues, an issue of pressing interest given the role of nucleostemin in stem cell self-renewal and tissue regeneration. A genome-wide search reveals that nucleostemin and its closest homologue, GNL3L, only emerge as separate genes in vertebrates and possess conserved protein sequences as evolution proceeded to the Mammalia. The invertebrate orthologue of nucleostemin and GNL3L resembles GNL3L more than it does nucleostemin in function, raising the idea that nucleostemin acquires new properties while GNL3L inherits an evolutionarily fixed role, and that the birth of nucleostemin may signify the appearance of new functional features in the vertebrate lineage. Keywords: nucleostemin, GNL3L, GNL3, stem cells, regeneration
  
  (Suom) Johdanto.
   Imettäväisten nukleostemiini tunnistettiin vuonna 2002 geenirikastumana  neuraalisessa kantasolussa(NSC) ja ihmisen syöpäsoluissa(Tsai et McKay 2002) . Sitemmin sitä löytyi runsasti ilmenevänä useista kantasolutyypeistä(Baddoo et al. 2003, Tsai et McKay 2002). Toiminnallisedsti sitä tarvitaan  embryonisen  neuraalin kantasolun ja ihmisen syöpäsolujen lisäämiseen in vitro (tgsai et McKay 2002) ja  sekä varhaiseen  alkionkehitykseen ( Beckman et al.  2006, Zhu et al.  2006). Kun se oli löydetty, alkoi  lukuisat tutkimukset nukleostemiinin ja nukleostemiininsukuisten geenien biologiasta imettäväisillä (Baddoo et l. 2003,  Beckmantt et al,. 2006, Dai et al.  2008, Ma et Pedeson 2007), Meng et al. 2008, Ohmura et al. 2008 , Zhu et al. 2006).  Lisäksi tehtiin  tutkimuksia  sammakolla, vesiliskolla nematoda-lajilla, hedelmäkärpäsellä ja hiivalla. kaikilla lajeilla havaittiin nukleostemiinin ja sen sukuisten geenien obligatorinen osuus alkion varhaiskehityksessä , mutta sen  osuuden  imettäväisissä oli edelleen  hahmottamatta
  
  

  •   Introduction

  • Mammalian nucleostemin was originally identified as a gene enriched in neural stem cells (NSCs) and human cancer cells (Tsai and McKay, 2002), and later found abundantly expressed by several other types of stem cells (Baddoo et al., 2003, Tsai and McKay, 2002). It is functionally required for in vitro propagation of embryonic NSCs and human cancer cells (Tsai and McKay, 2002), as well as for early embryogenesis (Beekman et al., 2006, Zhu et al., 2006). Since its initial report in 2002, growing numbers of studies have begun to explore the biology of nucleostemin and nucleostemin-related genes in mammal (Baddoo et al., 2003, Beekman et al., 2006, Dai et al., 2008, Ma and Pederson, 2007, Meng et al., 2008, Ohmura et al., 2008, Zhu et al., 2006), frog (Beekman et al., 2006), newt (Maki et al., 2007), nematode (Kudron and Reinke, 2008), fruitfly (Kaplan et al., 2008), and yeast (Du et al., 2006). While an obligatory role of nucleostemin and nucleostemin-related genes in early embryogenesis was noted in all species, a critical question has yet to be resolved, i.e. how much does the mammalian nucleostemin abide by the rule set by its invertebrate counterpart?

  Figure 2

  Distinct modes of operation for NS and GNL3L
  
  

  Mitä merkitystä medisiinisesti tällä nukleostemiinillä on? On linkkiä  sen ja kudostenuudistumisen kesken. 

  5. Medical implications: Link between nucleostemin and tissue regeneration

  USuom)  Monisoluiselle organismille on  kriittisen tärkeää kyky regeneroitua ja  korjata vaurioituneita kudoksia  ja tähän sillä onkaksi mekanismia . Toisessa mekanimsissa  rekrytoituu reseorvisolujen joukko esim. kudoksessa  olevat kantasolut, jotka puystyvät itses´tään uusiutumaan ja erilaistumaan moniksi kypsiksi solutyypeiksi.  Toinen mekanismi on  vasteena vaurioon:   solun  asettuu uudelleen  solusykliin, vaikka se on jo erilaistunut.

  Toisaalta nukelostemiini linkkiytyy kudosten uudistumiseen niiden assosioaatioiden välityksellä, joita sillä on multipotenttiin kantasoluun/progeniittorisoluun. Hiireltä on  havaittu myös toisaalta, että nukleostemiinin  ilmenevä voi uudelleen aktivoitua aikuisnhiiren kardiomyosyyteissä vasteena vauriosignaaleille  jo ennenkuin solu on ehtinyt mennä uudelleen solusykliin (Siddiqi et al. 2008) . Samanlainen havainto on tehty vesiliskon  regeneroituvasta silmän linssistä ja raajoista (Cynops pyrrhogaster)) (Maki et al. 2007).  Päinvastoin kuin  hyvin kehittyneillä  selkäranakisilla niin vesiliskolla  regeneraatio käsittää palautuvuutta( dedifferentiaatiota) ja plastisuutta ( transdifferentiaatiota)   vauriokohdan  differentoituneessa tilassa oelvissa  (jo  erikoistuneissa)   soluissa.  Vaikuttaa  siltä, että moni geeni  säätyy ylös tässä dedifferentiaatioprosessissa.  Yksi näistä geeneistä on nukleostemiini.

  
  

  • The ability to regenerate and repair injured tissues is crucial for the viability of multicellular organisms and can be achieved by two mechanisms. One recruits a reserve population of cells, i.e. tissue-resident stem cells, capable of self-renewal and differentiation into multiple mature cell types. The other one involves cell cycle reentry of the already differentiated cells in response to injurys. On one hand, nucleostemin is linked to tissue regeneration via its association with the multipotent stem/progenitor cells. On the other hand, a recent report has shown that the expression of nucleostemin can also be reactivated in the adult cardiomyocytes in mice in response to injury signals before the cells reenter the cell cycle (Siddiqi et al., 2008). A similar observation has been made in the regenerating lens and limbs in newt (Cynops pyrrhogaster) (Maki et al., 2007). Unlike those seen in high vertebrates, regeneration in newt involves reversal (dedifferentiation) and plasticity (transdifferentiation) of the differentiated state of cells at the site of injury. Although not entirely clear, a number of genes have been shown to turn up during the dedifferentiation process. One of them, none other, is nucleostemin.

  
  

  
  

  (Suom). Vesiliskossa  tämän tutkimuksen mukaan nukleostemiinin ilmenemisvaihde  meni päälle   päälle differentioituneissa linssiepiteelisoluissa linssin poiston jälkeen ja myös lihassoluissa raajan poiston jälkeen. nukleostemiinin  ylössäätyminen tapahtui noissa soluissa  ennen kuin solumeni  syklin S-faasiin tai ilmensi FGF2, Pax6, Sox2 ja MafB tekijöitä (makti et al. 2007)

   In this study, it is found that nucleostemin expression is switched on in the originally differentiated pigmented epithelial cells after lentectomy, as well as in the muscle cells after limb amputation. Up-regulation of nucleostemin in those cells occurs before their S-phase reentry or expression of FGF2, Pax6, Sox2, and MafB (Maki et al., 2007). Therefore, a more fitting and inclusive view of the nucleostemin pathway is one used by either tissue-resident stem cells or differentiated cells to stay in or reenter the cell cycle, which may or may not require dedifferentiation.

  Nukleostemiinitien  käyttäminen   merkinnee  kudoksessa olevalle   kantasoluille  tai  erilaistuneelle solulle   päätöksessä  joko  pysyä paikoillaan ( dedifferentiaatio tarve) tai mennä solusykliin ( ei dedifferentiaatiotarvetta).
  
  
  Nukleostemiinin ja ubikitiinin suhteesta on toinen artikkeli:
  http://www.jbc.org/content/early/2012/02/08/jbc.M111.335141.full.pdf