Белок PIT-1 состоит из двести девяносто одной аминокислоты, узнает мотив ATGNATA(A/T)(A/T) [124].

Ген bPit-1 человека больше 14 кб, расположен в локусе 3p11 [125]. Ген bPit-1 мыши локализован в шестнадцатой хромосоме [126]. Ген bPit-1 крупного рогатого скота расположен в центромерной зоне первой хромосомы между локусами TGLA57 и RM95 [127]. Мутации в гене bPit-1 приводят к гипоплазии гипофиза, синдрому врожденного гипотиреоза у мышей, а также к отсутствию соматотропина [126]. Удаление из организма гена bPit-1 приводит к эмбриональной смертности [128, 129].

У млекопитающих bPit-1 имеет три варианта сплайсинга. Основной тип, Pit-1 -α, два других – Pit-1 -β и Pit-1 -T [130, 131]. Все варианты сплайсинга являются биологически активными. Каждый из вариантов избирательно воздействует на промоторные зоны генов мишеней. Pit-1 -α активирует промоторы Pit-1 -β и Pit-1 -α. Pit-1 -β активирует промотор гена соматотропина [132]. Pit-1 Т стимулирует экспрессию TSH-β [133, 134].

Контрольные вопросы:

1. Биологическая функция гипофизарного фактора транскрипции.

2. На какой хромосоме расположен ген bPit-1 мышей?

3. Из скольких аминокислот состоит белок гипофизарного фактора

транскрипции?

1. Сколько вариантов сплайсинга имеет ген гипофизарного фактора

транскрипции у млекопитающих?

1. К чему приведет удаление гена bPit-1 ?

2.1.1 Структура гена bPit-1 и механизм регуляции его экспрессии

Бычий ген bPit-1 локализован на первой хромосоме [127]. Исследования структуры гена bPit-1 показали, что он имеет шесть экзонов и его способность регулировать работу разных генов обусловлена наличием различных вариантов сплайсинга. У млекопитающих bPit-1 имеет три различных варианта сплайсинга, основной тип - Pit-1а, и два других - тип Pit-1b и Pit- 1t [130, 131, 135]. Все варианты сплайсинга биологически активны. Эти разные варианты по-разному воздействуют на промоторные элементы регулируемых генов. Вариант Pit-1а строго активизирует Pit-1а и Pit-1b промоторы [136, 137]. Вариант Pit-1b содержит 26-аминокислотную вставку в трансактивационном домене благодаря альтернативному сплайсингу транскрипта гена bPit-1 и первого интрона [121, 130, 138]. В результате он утрачивает способность активировать промотор гена bPRL и предпочтительно активирует промотор bGH гена [130, 135]. Форма Pit-1t содержит в трансактивационном домене инсерцию четырнадцати аминокислот, благодаря чему стимулирует только TSH-b ген. Такая форма экспрессируется только в клетках производных тиротрофов [132, 133]. Наличие альтернативного сплайсинга обуславливает различия в физиологическом эффекте мутаций данного гена в зависимости от места их возникновения. Участие первого интрона в образовании Pit-1b формы, регулирующей работу гена гормона роста, позволяет предположить, что присутствие точковых мутаций в этой области может быть ассоциировано с развитием признаков продуктивности у домашнего скота регулируемых непосредственно соматотропином.

Молекулярный механизм участия белковых продуктов экспрессии гена bPit-1 в регуляции работы генов гормона роста и пролактина заключается в следующем. В генах bGH и bPRL регуляторная область, расположенная выше сайта транскрипции, содержит А/Т регион общий для обоих генов и необходимый для их экспрессии [139-141]. Ген bPit-1 был клонирован в 1988 году благодаря его афинности к этим А/Т богатым сайтам и была показана его роль в контроле транскрипции этих генов [119, 121, 124, 128]. Дальнейшие исследования показали так же его участие в регуляции экспрессии гена β- субъединицы тироид-стимулирующего гормона [142-145], гена рецептора GHвысвобождающего гормона (growth hormone releasing hormone receptor ( bGHRH-R ) [146]. Имуно-гистологический анализ выявил высокую экспрессию гена bPit-1 в трех типах клеток гипофиза: соматотрофы, лактотрофы и тиреотофы [144, 147], которые секретируют гипофизарные гормоны GH, PRL, и TSH-β, соответственно. Было показано, что bPit-1 играет важную роль в дифференциации и пролиферации этих трех типов клеток [128].

Контрольные вопросы:

1. Структура гена гипофизарного фактора транскрипции.

1. Сколько экзонов имеет ген гипофизарного фактора транскрипции?

2. Где локализован ген bPit-1 крупного рогатого скота?

3. Присутствие мутаций в какой области гена гипофизарного фактора

транскрипции может ассоциироваться с продуктивностью крупного рогатого скота?

1. В каком году был клонирован ген гипофизарного фактора

транскрипции?

1. В каких клетках гипофиза установлена высокая экспрессия гена bPit-1 ?

2.1.2 Биологическая роль белка Pit-1

Физиологическая роль белка Pit-1 в развитии клеток и секреции гормонов была продемонстрирована на мутациях гена bPit-1 у мышей и человека. Так мутации гена bPit-1 приводят карликовости у мышей [126]. Мутация у Snell dwarf мышей, идентифицированная как одиночная рецессивная аутосомная мутация, препятствует развитию клеток гипофиза, которые секретируют гормон роста, пролактин и тиреотропин. Это нарушает пролиферацию соматотрофов, лактотрофов и тиротрофов и приводит к отсутствию экспрессии генов гормона роста, пролактина и тиреотропина [148-150].

Другая мутация у карликовых мышей Jackson mouse представляет собой значительное изменение структуры гена bPit-1 и отсутствию экспрессии bPit-1 [126]. Такие мыши так же имеют недоразвитый гипофиз и характеризуются комбинированным дефицитом гормона роста, пролактина и β-субъединицы тиреотропина.

У человека и грызунов Pit-1 выполняет сходные функции. Как и следовало ожидать, возникновение мутаций в гене bPit-1 у человека вызывает комбинированный гормональный дефицит гипофизарных гормонов сопровождающийся различными эндокринных заболеваний [151].

Имеются данные в пользу того, что мутации, возникающие в гене bPit-1 , могут быть ассоциированы со скоростью роста, признаками мясной и молочной продуктивности у животных, в том числе и домашнего скота. В частности, было обнаружено, что ген bPit-1 ассоциирован с мясными признаками у свиней [152, 153].

Контрольные вопросы:

1. На мутациях генов у каких организмов демонстрируется физиологическая роль гена гипофизарного фактора транскрипции?

2. К чему приводят мутации гена гипофизарного фактора транскрипции у мышей?

3. Каковы последствия в организме мышей при отсутствии экспрессии гена гипофизарного фактора транскрипции?

4. Какие последствия вызывает мутация гена bPit-1 у человека?