FATTORI DI REGOLAZIONE TRASCRIZIONALE PER LA b -GLOBINA
Il corretto controllo temporale del "gruppo globinico b " è generato in parte dal legame di regolatori trascrizionali tessuto dipendenti sui suoi siti affini. EKLF (erythroid-kruppel-like-factor) è uno di questi attivatori specifici per i globuli rossi ed è particolarmente importante per sintetizzare una b -globina. In ogni modo, la sua semplice presenza non è sufficiente per attivare il promotore della b -globina, così, eritroblasti e altre linee eritrocitarie esprimono EKLF, nonostante non sia presente la b -globina matura. Una spiegazione di questo fatto è che le modificazioni postraduzionali di EKLF differiscono nelle popolazioni delle cellule suddette. Perciò si sta indagando sulla fosforilazione, ossia se questa giochi un ruolo nella modulazione dell’attività di EKLF. In vivo e in vitro sono stati fatti degli esperimenti per dimostrare che EKLF e una fosfoproteina la cui proprietà di legare il DNA e, trascrizionalmente, per attivare un promotore, è criticamente dipendente dal suo stato di fosforilazione (tra le chinasi coinvolte in questa funzione di particolare interesse e la caseina chinasi II).Tramite esperimenti su cellule staminali embrioniche di topo, finalizzati ad inattivare il gene EKLF, si è verificata, in seguito, un’ematopoiesi difettosa. Il gene di EKLF è stato isolato per la prima volta dall’RNA di cellule eritroidi e questo ha dimostrato che esso è un fattore eritroide specifico, anche se un livello più basso di EKLF è stato ritrovato nei mastociti. EKLF contiene tre motivi "zinc-finger" omologhi a quelli trovati nella famiglia dei fattori di trascrizione "kruppel". Poiché esso si lega alla sequenza CCACACCCT, si è pensato, all’inizio, che EKLF agiva sullo sviluppo delle cellule eritrocitarie attraverso la sua capacità di legarsi alla CAC box del promotore della b globina. Una mutazione in questo fattore induce una riduzione dell’espressione della b globina, e sembra che moduli l’effetto della regione di controllo del locus della globina sul promotore. Da studi su topi transgenici, eterozigoti per la sequenza presentante "Lac Z" del gene di EKLF, si è trovato che il gene riportante "Lac Z" e espresso progressivamente in modo specifico in tutti i tipi di eritroblasti presenti nel fegato fetale e nel midollo osseo adulto. I topi omozigoti mancanti di EKLF si presentano normali durante lo stadio embrionale di ematopoiesi nel sacco vitellino, ma sviluppano un’anemia letale durante la prima vita fetale, quando l’ematopoiesi si spostava al fegato fetale. Gli eritrociti maturi si formavano, ma non presentavano una giusta quantità di emoglobina. Studi condotti in seguito hanno attestato che questo tipo di anemia letale ha caratteristiche molecolari ed ematologiche della deficienza della b -globina riscontrata nella b talassemia. Quindi, sebbene EKLF è presente in tutte le fasi esso non è coinvolto nell’eritropoiesi vitellina. La sua richiesta di una fase di sviluppo specifica e di un gene della b -globina suggerisce che EKLF può facilitare il compimento dello scambio globinag -globina b , che avviene nel passaggio dalla vita fetale a quella adulta.L’inattivazione di EKLF non solo abolisce l’espressione genica della b globina umana, ma determina anche un aumento dell’espressione genica della g globina. Comunque, nonostante ciò, EKLF non è sufficiente, da solo, ad indurre questo scambio. Ricerche effettuate nel 1982 dimostravano che un fattore umorale induceva lo scambio dalla g -globina alla b -globina nelle cellule neonatali ed adulte. Le cellule fetali non sono responsive a questo fattore. Nell’anno successivo si studiò la correlazione tra la sintesi della g globina e di quella b , con trascritti intronici da e globina, a g globina, d globina, b globina, mostranti sequenze complementari a quelle del "loop". Fu proposto un modello per lo scambio della b globina basato su scambi nella struttura secondaria del DNA e nell’accoppiamento del trascritto intronico. Solo nel 1987 si è attestato che i geni che controllano lo scambio dalla g globina alla b globina sono localizzati nel cromosoma 11; se essi operino con un meccanismo in cis o in trans non è stato appurato dagli esperimenti ! le ricerche sono andate avanti confrontando composizioni cromosomiche di ibridi tra cellule eritroleucemiche di topo (MEL) e cellule eritroidi fetali umane, producendo uno o più tipi di globina umana. Sono stati fatti due tipi di paragoni. Nel primo, la composizione cromosomiale degli ibridi iniziali esprimenti la globina fetale umana era stata comparata a quella degli ibridi primordiali che avevano ingranato lo scambio per la globina adulta.Nel secondo, gli ibridi erano stati inizialmente subclonati, e la composizione cromosomiale dei subcloni, esprimenti l’emoglobina fetale, veniva comparata agli scambi per la formazione della globina adulta. Le ricerche mostravano che la ritenzione dell’unico cromosoma 11 è richiesta per l’espressione della globina fetale e per il successivo cambiamento di produzione della globina adulta e non più di quella fetale. I dati dimostrano che il cambiamento da g a b globina è controllato da un meccanismo che è particolarmente affine al locus della b globina. In vitro si è visto che EKLF richiede un complesso rimodellante la cromatina, associato a SWI/SNF, e il complesso 1 (ERC1), che modula il coattivatore di EKLF per generare un fattore ipersensibile di DNAsi I. Tra i vari fattori costituenti ERC1 di notevole importanza è risultato BAF57, critico per il rimodellamento della cromatina e per la trascrizione di EKLF. Ricerche compiute nel corso degli ultimi anni hanno attestato che fattori influenzanti la corretta trascrizione della b globina, oltre ad EKLF, sono anche altri. Tra questi è stata identificata una nuova proteina "zinc-finger", chiamata UKLF (ubiquitans-kruppel-like-factor). Questo fattore è stato isolato usando oligonucleotidi degenerati corrispondenti al dominio del DNA legante EKLF e cDNA preparato dalle cellule umane dell’endotelio vascolare. La porzione carbossi-terminale di UKLF contiene 3 "zinc-fingers" di tipo Cys2-Hys2 e si lega in vitro alla sequenza CACCC del promotore della b globina, e alla sequenza di riconoscimento Sp1. La porzione ammino-terminale di UKLF è caratterizzata da una regione idrofobica ricca in serine e da un segmento carico negativamente con molti residui di acido glutammico. I primi 47 a.a. della regione acida sono molto simili alla porzione ammino-terminale di un altro fattore "kruppel-like", CPBP o ZF9 (core-promoter-binding-protein). Come ZF9, anche UKLF può funzionare come un attivatore trascrizionale negli esperimenti di cotrasferimento. Comunque questa attività è persa quando la parte ammino-terminale (altamente conservata) è deleta. Queste ricerche indicano che UKLF e CPBP rappresentano un sottogruppo distinto di attivatori della trascrizione strettamente affini al "kruppel-like".
Mutazioni riguardanti il gene Beta-Globinico
Manifestazioni cliniche delle diverse forme di Beta-Talassemia
Base molecolare della Beta-Talassemia in Campania
Nuove Mutazioni Beta-Talassemiche: Hb Neapolis