Генная сеть хорды и её гомологов у млекопитающих и насекомых

Полногеномные данные сравнивают признаки (органы, функции, патологии) у отдалённых филумов по общему набору генов и их белков – набору гомологизации. Для хорды набор выявлен у рыб и аннелид (Lauri et al., 2014). По этому набору гомологизации в системе ANDSystem на основе методов автоматического извлечения знаний из текстов научных публикаций, патентов и фактографических баз данных (см. разделы 2.5.1 – 2.5.2) построены ассоциативные сети (АС) хорды у насекомых (дрозофила) – первичноротых (Protostomia), как аннелиды, но с экзоскелетом; и у млекопитающих (человек), где хорда полнее рыб замещена позвоночником. Т.е. хорда или её гомологи по-разному, но редуцированы у взрослых, но не в эмбриогенезе. Показано: 1) АС дрозофилы распалась на несвязанные фрагменты; 2) в АС хорды человека (1458 генов, 370 белков, 3097 связей, рис.1а) белки и гены набора гомологизации дали рядовые по важности узлы, а постройка АС для каждого белка и гена из набора гомологизации не охватила весь набор, хотя и выявила медицински интересную связь генов хордин (chrd) и ноггин (noggin) из набора с развитием гепатоцеллюлярной карциномы. Вывод, 1) ANDSystem говорит в пользу блочно-модульной организации морфогенеза, но у насекомых, в отличие от аннелид (Lauri et al., 2014), гены хорды уже не работают в рамках единой структуры или функции, а у млекопитающих гены хорды, кроме формирования её самой в эмбриогенезе, вносят вклад в развитие мезодермальных органов и в ориентацию и рост органов по осям тела. В частности, связь с гепатоцеллюлярной карциномой генов chrd и noggin отражает регуляцию роста. К тому же у морского ежа ANDSystem выявила коэкспрессию chrd и Lefty1 и оба участвуют в ориентации органов по осям тела (рис.1б). Отсюда, интересен поиск мутаций по генам chrd, noggin и Lefty1 у млекопитающих как кандидатных маркеров гепатоцеллюлярной карциномы.

Приложение – литература и рисунки. Литература. Lauri A., Brunet Th., Handberg-Thorsager M., Fischer A.H.L., Simakov O., Steinmetz P.R.H., Tomer R., Keller Ph.J., Arendt D. Development of the annelid axochord: insights into notochord evolution // Science. 2014. V.345, №6202. P. 1365-1368. DOI: 10.1126/science.1253396

а)

б)

Рис.1. Ассоциативная сеть хорды для человека (а), построенная в ANDSystem по набору генов гомологизации хорды из (Lauri et al., 2014) и регуляторная связь гена chrd из набора гомологизации с гепатоцеллюлярной карциномой. Ген Lefty1 коэкспрессируется с геном chrd у морского ежа, у человека коэкспрессия не изучена.