Das murine Bptf/Fac1-Gen: Struktur, Expression und Funktion während der frühen Postimplantationsentwicklung

Goller, Tobias

In der Maus besteht das Gen für den Transkriptionsfaktor Bptf/Fac1 - das Säuger-Ortholog des Drosophila Gens Nurf301 - aus 31 Exons und kodiert für eine lange Isoform (Bptf) und eine kurze Isoform (Fac1). Fac1 ist identisch mit der 5'-Sequenz von Bptf. Beide Isoformen enthalten mehrere DNA-Bindungsdomänen (PHD/LAP-Zinkfingermotiv, DDT-Domäne) sowie Signalsequenzen für den Kernimport und -export, aber nur Bptf besitzt eine Bromodomäne, die an der Acetylierung der Histone während der Nukleosomenumbildung beteiligt ist. Die Expression von Bptf/Fac1 ist entwicklungsspezifisch reguliert. Während der Embryonalentwicklung weitet sich das Expressionsmuster - insbesondere in neuronalen Geweben - immer weiter aus, wohingegen die Expression während der postnatalen Entwicklung in den meisten Geweben immer weiter abnimmt. Als deutliche Expressionsdomänen verbleiben im adulten Stadium nur der Hippocampus und die granuläre Zellschicht im Cerebellum. Eine Gene Trap-Vektor-Integration in Intron 1 des Bptf/Fac1-Gens verursacht in homozygot mutanten Embryonen einen Defekt während der frühen Postimplantationsentwicklung. Nach der Implantation in den Uterus entwickeln diese Embryonen keinen ausreichenden ektoplazentalen Kegel, der einen für die Versorgung des Embryos notwendigen Kontakt zum maternalen Decidualgewebe herstellen kann, weshalb diese Embryonen um E9.5 absterben. Die homozygot mutanten Embryonen sind insgesamt in ihrer Entwicklung retardiert. Neben der Entwicklung der extraembryonalen Gewebe sind auch die Proliferation und die Differenzierung des Epiblasts (embryonales Ektoderm) durch die Mutation beeinflußt. So erfolgt die Ausbildung von anterioren und posterioren Organisatorstrukturen wie dem anterioren visceralen Endoderm und dem Primitivstreifen sowie die Anlage des Knotens mit einer Verzögerung um bis zu zwei Tage.

In the mouse the gene for the transcription factor Bptf/Fac1, the mammalian ortholog of the Drosophila gene Nurf301, consists of 31 exons and encodes a long isoform (Bptf) and a short isoform (Fac1). Fac1 is identical to the 5'sequence of Bptf. Both isoforms contain sveral DNA binding motifs (PHD/LAP zinc finger motif, DDT domain) as well as signal sequences for nuclear import and export, but only Bptf possess a bromodomain, which is involved in histone actetylation during nucleosome remodelling. The expression of Bptf/Fac1 is developmentally regulated. During embryogenesis the expression pattern is extending steadily, especially in neuronal tissues, whereas during postnatal development the expression is decreasing in most tissues. At the adult stage only the hippocampus and the granular layer of the cerebellum remain as distinct expression domains. A gene trap vector integration in intron 1 of the Bptf/Fac1 gene leads to a defect during early postimplantation development in homozygous mutant embryos. After implantation in the uterus these embryos do not form a sufficient ectoplacental cone, which would be able to get in contact with the maternal decidual tissue and which would be necessary for the supply of the embryo, so that these embryos die around E9.5. Generally the homozygous embryos are retarded in development. Besides the development of extraembryonic tissues also the proliferation and differentiation of the epiblast (embryonic ectoderm) is affected by the mutation. So the formation of anterior and posterior organizer structures like the anterior visceral endoderm and the primitive streak as well as the establishment of the node are retarded for up to two days.

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Goller, Tobias: Das murine Bptf/Fac1-Gen: Struktur, Expression und Funktion während der frühen Postimplantationsentwicklung. 2007.

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