Mất Biểu Hiện Lamins Loại A Khiến Tính Toàn Vẹn Của Nhu Mô Hạt Nhân Bị Tổn Hại Dẫn Đến Bệnh Lý Mắc Phải Cơ

Journal of Cell Biology - Tập 147 Số 5 - Trang 913-920 - 1999
Teresa Sullivan1, Diana Escalante‐Alcalde1, Harshida Bhatt2, Miriam R. Anver3, Narayan Bhat3, Kunio Nagashima3, Colin L. Stewart1, Brian Burke4
1aAdvanced BioScience Laboratories–Basic Research Program, National Cancer Institute–Frederick Cancer Research and Development Center, Frederick, Maryland 21702
2bHoffmann-LaRoche, Nutley, New Jersey 07110
3cScience Applications International Corporation, National Cancer Institute–Frederick Cancer Research and Development Center, Frederick, Maryland 21702
4dDepartment of Cell Biology and Anatomy, University of Calgary, Faculty of Medicine, Calgary, Canada T2N 4N1

Tóm tắt

Màng hạt nhân là một cấu trúc protein bao bọc mặt hạt nhân của màng nhân trong và là yếu tố quan trọng quyết định kiến trúc hạt nhân trong giai đoạn giữa. Các thành phần chính của nó là các loại lamins A và B. Trong khi lamins loại B xuất hiện ở tất cả các tế bào động vật có vú, sự biểu hiện của lamins loại A có tính điều chỉnh phát triển. Ở chuột, lamins loại A không xuất hiện cho đến nửa đường trong quá trình phát triển phôi, cho thấy rằng các protein này có thể liên quan đến việc điều chỉnh sự biệt hóa cuối cùng. Ở đây, chúng tôi cho thấy rằng chuột thiếu lamins loại A phát triển đến khi sinh mà không có bất kỳ dị thường rõ rệt nào. Tuy nhiên, sự tăng trưởng sau sinh của chúng bị chậm lại nghiêm trọng và được đặc trưng bởi sự xuất hiện của bệnh cơ liệt phát triển. Phân loại hình thái này liên quan đến các rối loạn siêu cấu trúc của màng nhân. Những rối loạn này bao gồm sự phân bố sai của emerin, một protein màng nhân trong, mà các khuyết tật của nó có liên quan đến bệnh cơ Emery-Dreifuss (EDMD), một trong ba bệnh lý di truyền liên quan đến nhiễm sắc thể giới tính X chính. Chuột thiếu lamins loại A thể hiện những thay đổi đặc thù mô học đối với tính toàn vẹn của màng nhân và sự phân bố emerin. Ở cơ xương và cơ tim, điều này biểu hiện dưới dạng một tình trạng dị dưỡng liên quan đến EDMD.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Ash, 1977, Antibody-induced linkages of plasma membrane proteins to intracellular actomyosin-containing filaments in cultured fibroblasts, Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 74, 5584, 10.1073/pnas.74.12.5584

Bione, 1994, Identification of a novel X-linked gene responsible for Emery-Dreifuss muscular dystrophy, Nat. Genet., 8, 323, 10.1038/ng1294-323

Bodoor, 1999, Sequential recruitment of NPC proteins to the nuclear periphery at the end of mitosis, J. Cell Sci., 112, 2253, 10.1242/jcs.112.13.2253

Bonne, 1999, Mutations in the gene encoding lamin A/C cause autosomal dominant Emery-Dreifuss muscular dystrophy, Nat. Genet., 21, 285, 10.1038/6799

Bulfield, 1984, X chromosome-linked muscular dystrophy (mdx) in the mouse, Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 81, 1189, 10.1073/pnas.81.4.1189

Ellenberg, 1997, Nuclear membrane dynamics and reassembly in living cellstargeting of an inner nuclear membrane protein in interphase and mitosis, J. Cell Biol., 138, 1193, 10.1083/jcb.138.6.1193

Ellis, 1998, Aberrant intracellular targeting and cell cycle-dependent phosphorylation of emerin contribute to the Emery-Dreifuss muscular dystrophy phenotype, J. Cell Sci., 111, 781, 10.1242/jcs.111.6.781

Fairley, 1999, The Emery-Dreifuss muscular dystrophy phenotype arises from aberrant targeting and binding of emerin at the inner nuclear membrane, J. Cell Sci., 112, 2571, 10.1242/jcs.112.15.2571

Foisner, 1993, Integral membrane proteins of the nuclear envelope interact with lamins and chromosomes, and binding is modulated by mitotic phosphorylation, Cell, 73, 1267, 10.1016/0092-8674(93)90355-T

Fuchs, 1998, A structural scaffolding of intermediate filaments in health and disease, Science, 279, 514, 10.1126/science.279.5350.514

Furukawa, 1998, The major nuclear envelope targeting domain of LAP2 coincides with its lamin binding region but is distinct from its chromatin interaction domain, J. Biol. Chem, 273, 4213, 10.1074/jbc.273.7.4213

Galou, 1997, The importance of intermediate filaments in the adaptation of tissues to mechanical stressevidence from gene knockout studies, Biol. Cell, 89, 85, 10.1111/j.1768-322X.1997.tb00997.x

Gant, 1997, Nuclear assembly, Annu. Rev. Cell Dev. Biol, 13, 669, 10.1146/annurev.cellbio.13.1.669

Gerace, 1988, Functional organization of the nuclear envelope, Annu. Rev. Cell Biol., 4, 335, 10.1146/annurev.cb.04.110188.002003

Gonda, 1976, Ultrastructural studies of surface features of human normal and tumor cells in tissue culture by scanning and transmission electron microscopy, J. Natl. Cancer Inst, 56, 245, 10.1093/jnci/56.2.245

Horton, 1992, Independent expression and assembly properties of heterologous lamins A and C in embryonal carcinomas, Eur. J. Cell Biol., 57, 172

Lenz-Bohme, 1997, Insertional mutation of the Drosophila nuclear lamin Dm0 gene results in defective nuclear envelopes, clustering of nuclear pore complexes, and accumulation of annulate lamellae, J. Cell Biol, 137, 1001, 10.1083/jcb.137.5.1001

Manilal, 1996, The Emery-Dreifuss muscular dystrophy protein, emerin, is a nuclear membrane protein, Hum. Mol. Genet., 5, 801, 10.1093/hmg/5.6.801

McKeon, 1986, Homologies in both primary and secondary structure between nuclear envelope and intermediate filament proteins, Nature, 319, 463, 10.1038/319463a0

McLean, 1995, Intermediate filaments in disease, Curr. Opin. Cell Biol, 7, 118, 10.1016/0955-0674(95)80053-0

Moir, 1995, The dynamic properties and possible functions of nuclear lamins, Int. Rev. Cytol., 162, 141, 10.1016/S0074-7696(08)62616-9

Nagano, 1996, Emerin deficiency at the nuclear membrane in patients with Emery-Dreifuss muscular dystrophy, Nat. Genet., 12, 254, 10.1038/ng0396-254

Ostlund, 1999, Intracellular trafficking of emerin, the Emery-Dreifuss muscular dystrophy protein, J. Cell Sci., 112, 1709, 10.1242/jcs.112.11.1709

Powell, 1990, Internuclear exchange of an inner nuclear membrane protein (p55) in heterokaryonsin vivo evidence for the association of p55 with the nuclear lamina, J. Cell Biol., 111, 2225, 10.1083/jcb.111.6.2225

Rober, 1989, Differential timing of nuclear lamin A/C expression in the various organs of the mouse embryo and the young animala developmental study, Development, 105, 365, 10.1242/dev.105.2.365

Rober, 1990, Cells of the cellular immune and hemopoietic system of the mouse lack lamins A/Cdistinction versus other somatic cells, J. Cell Sci., 95, 587, 10.1242/jcs.95.4.587

Spann, 1997, Disruption of nuclear lamin organization alters the distribution of replication factors and inhibits DNA synthesis, J. Cell Biol, 136, 1201, 10.1083/jcb.136.6.1201

Stewart, 1993, Production of chimeras between embryonic stem cells and embryos, Methods Enzymol, 225, 823, 10.1016/0076-6879(93)25053-5

Stewart, 1987, Teratocarcinoma stem cells and early mouse embryos contain only a single major lamin polypeptide closely resembling lamin B, Cell, 51, 383, 10.1016/0092-8674(87)90634-9

Stuurman, 1998, Nuclear laminstheir structure, assembly, and interactions, J. Struct. Biol., 122, 42, 10.1006/jsbi.1998.3987

Wehnert, 1999, 60th ENMC international workshopnon X-linked Emery-Dreifuss muscular dystrophy 1998, Neuromuscul. Disord, 9, 115, 10.1016/S0960-8966(98)00095-9

Yang, 1997, Integral membrane proteins of the nuclear envelope are dispersed throughout the endoplasmic reticulum during mitosis, J. Cell Biol., 137, 1199, 10.1083/jcb.137.6.1199