Экспрессия транскрипционных факторов семейства Vsx в морфогенезе сетчатки кур Gallus domesticus тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.07, кандидат наук Андрейченко, Ирина Николаевна

• Андрейченко, Ирина Николаевна
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Андрейченко, Ирина Николаевна

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Молекулярно-генетические механизмы морфогенеза сетчатки позвоночных

1.2. Транскрипционные факторы, принимающие участие в морфогенезе сетчатки позвоночных

1.2.1. Ген Retina and anterior neural fold homeobox (Rax)

1.2.2. Ген Paired box 6 (Pax6)

1.2.3. Ген Orthodenticle homeobox 2 (Otx2)

1.2.4. Ген Sine Oculis Homeobox 3 (Six3)

1.2.5. Ген Prospero-related homeobox 1 (Proxl)

1.2.6. Гены Distal-Less Homeobox 1 и 2 (Dlxl, Dlx2)

1.2.7. Гены Visual system homeobox 1 и 2 (Vsxl, Vsx2)

1.3. Фундаментальные исследования для регенеративной медицины

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1. Объект исследования

2.2. Препарирование тканей

2.3. Выделение РНК

2.4. Удаление геномной ДНК

2.5. Синтез кДНК

2.7. Конструирование праймеров

2.6. Нормировка кДНК библиотек

2.8. Полимеразная цепная реакция

2.10. Секвенирование

2.11. Полимеразная цепная реакция в режиме «реального времени»

2.12. Иммуногистохимия

2.13. ImageJ

2.14. Интернет-ресурсы

Глава 3. Результаты исследования

3.1. Анализ динамики экспрессии генов семейства Vsx, Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10, в процессе формирования сетчатки глаза кур Gallus domesticus

3.2. Структурный анализа ДНК ПЦР-фрагментов, соответствующих генам Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 кур

3.3. Сравнительный анализ уровней экспрессии генов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 в ходе развития сетчатки у эмбрионов кур

3.4. Локализации экспрессии белков Vsx1/Chx10-1 в сетчатке кур (Gallus domesticus)

3.5. Локализации экспрессии белков Vsx2/Chx10 в сетчатке кур (Gallus domesticus)

Глава 4. Обсуждение результатов

4.1. Эволюционные аспекты молекулярно-генетических механизмов морфогенеза сетчатки

4.2. Взаимодействия генов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10

Заключение

Список сокращений

Список литературы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспрессия транскрипционных факторов семейства Vsx в морфогенезе сетчатки кур Gallus domesticus»

Введение

Общая характеристика работы

Изучение экспрессии регуляторных генов в ходе онтогенеза и их участие в дифференцировке клеток различного типа - центральное направление современной генетики и биологии развития. В результате дифференциальной активности генов формируются различные клетки, ткани и органы, а также механизмы поддержания их формирования и регенерации. Одной из классических экспериментальных моделей биологии развития являются эмбрионы кур, закономерности эмбриогенеза которых хорошо изучены как в норме, так и при воздействии широкого спектра эндогенных и экзогенных факторов. Сетчатка позвоночных как объект исследования представляет удобную модельную систему с детально описанными стадиями морфогенеза во времени. Нейральная сетчатка содержит шесть типов высокоспециализированных нейронов и один тип глии: амакриновые, биполярные, горизонтальные, фоторецепторные (палочки и колбочки), ганглиозные и клетки Мюллеровской глии. Морфогенез сетчатки у представителей различных систематических групп существенно различается, однако дифференцировка клеток у всех изученных видов - от дрозофилы до человека - происходит в строгой последовательности и регулируется согласованной работой каскада транскрипционных факторов (Harada et al., 2007). Установлено, что для специализации клеток сетчатки необходима экспрессия регуляторных генов Pax6, Pax2, Rx, Lhx2, Vsx2, Optx2 (Zagozewski et al., 2014). Определяющая роль в морфогенезе сетчатки принадлежит транскрипционным факторам семейства Vsx (Visual system homeobox), которые начинают экспрессироваться на ранних этапах формирования глаза. Изучение Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 имеет не только фундаментальное, но и прикладное значение, так как аномалии развития глаз и заболевания сетчатки у человека

связывают с мутациями этих генов (Reis et al., 2011). Понимание регуляторных механизмов дифференцировки клеток сетчатки важно для развития технологий регенеративной медицины.

Цель и задачи исследования

Целью работы является сравнительное исследование экспрессии генов, кодирующих транскрипционные факторы семейства Vsx/Chx (Visual system homeobox/Ceh-10 homeodomain-containing homolog), в сетчатке глаза кур Gallus domesticus на последовательных стадиях развития.

В работе были поставлены следующие задачи:

1. Изучить характер экспрессии генов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10, с помощью метода ПЦР, в формирующейся сетчатке кур на стадиях Е4-Е14.

2. Провести количественный анализ уровня экспрессии генов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 с помощью ПЦР в реальном времени.

3. Исследовать локализацию белковых продуктов транскрипционных факторов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 в ходе формирования сетчатки.

4. Выявить пространственные и временные особенности экспрессии анализируемых регуляторных факторов в ходе морфогенеза сетчатки кур.

Научная новизна полученных результатов

Для исследования характера экспрессии генов, кодирующих транскрипционные факторы Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10, в формирующейся сетчатке эмбрионов кур впервые применен комплексный подход. Использование широкого спектра молекулярно-генетических методов и методов классической иммуногистохимии позволило охарактеризовать

пространственно-временные особенности экспрессии исследуемых генов. Впервые локализация экспрессии проведена не на срезах, а на целой сетчатке с помощью конфокальной микроскопии. Получены данные об активности этих генов и локализации на последовательных стадиях развития. Одним из основных результатов работы является установление факта участия генов, Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10, в регуляции дифференцировки биполярных клеток сетчатки, однако уровень экспрессии генов, динамика и локализация белка существенно отличаются. Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 могут принимать участие в дифференцировке биполярных клеток разного типа.

Научная и практическая значимость работы

Анализ особенностей экспрессии генов Vsx1/Chx10-1 и Vsx2/Chx10 в формирующейся сетчатке кур представляет общебиологический интерес, поскольку позволяет получить более целостное представление о молекулярно-генетических механизмах развития глаза. Несмотря на то, что экспрессия Vsx1 в морфогенезе сетчатки позвоночных достаточно хорошо охарактеризована, его роль в заболеваниях человека изучена мало. Имеются данные о связи мутаций VSX1 с макулярной дегенерацией сетчатки (Valleix et al, 2006). Показано, что мутации VSX2/CHX10 у человека, являются причиной многих аномалий развития глаз и заболеваний сетчатки (Reis et al., 2011).

Нами получены принципиальные результаты, которые расширяют и углубляют представления о молекулярно-генетических механизмах дифференцировки биполярных клеток сетчатки в ходе эмбриогенеза. Эти данные могут быть использованы в медико-биологических исследованиях, а также при чтении лекций по биологии и генетике развития.

1. Применение комплекса молекулярно-генетических методов и методов классической имуногистохимии при изучении экспрессии регуляторных генов семейства Vsx в ходе формирования сетчатки у кур позволило охарактеризовать пространственно-временные особенности экспрессии исследуемых генов.

2. С помощью методов ПЦР и ПЦР-РВ установлены различия в уровне экспрессии генов семейства Vsx.

3. С помощью иммуногистохимии выявлены различия в локализации белков исследуемых генов в ходе формирования сетчатки кур.

4. Полученные результаты свидетельствуют о том, что родственные гены семейства Vsx играют важную, но отличающуюся роль в дифференцировке клеток сетчатки.

Личное участие автора

Все этапы работы: планирование, выполнение экспериментов и дальнейший анализ полученных данных, выполнены автором лично в Институте биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН.

Основные результаты диссертационной работы были представлены на обсуждение научной общественности на семи российских и международных форумах:

1. Всероссийская научная конференция молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия», Санкт-Петербург, 2010 г.;

2. Конференция молодых ученых ИБР РАН, Москва, 2012 г.;

3. IX Международный междисциплинарный конгресс «Нейронаука для медицины и психологии», Судак, Крым 2013 г.;

4. XVI школа-конференция «Актуальные проблемы биологии развития» ИБР РАН, Москва, 2013 г.;

5. XI Международная конференция «Проблемы современной биологии», Москва, 2014 г.;

6. Отчётная конференция «Живая природа: современное состояние и проблемы развития. Динамика и сохранение генофондов», Москва: ИОГен, 2014;

7. III Всероссийская научная конференция молодых ученых «Проблемы биомедицинской науки третьего тысячелетия», Санкт-Петербург, 2016 г.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 4 печатных работы (из них 3 статьи в журналах, соответствующих перечню ВАК, 1 статья в научном сборнике) и 7 тезисов конференций.

1. Российский фонд фундаментальных исследований. Проект №14-04-00745А «Исследование основного каскада регуляторных факторов контролирующих морфогенез глаза позвоночных» руководитель Р.Д. Зиновьева.

2. Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Биоразнообразие природных систем». Проект «Молекулярно-генетические механизмы дифференцировки клеток в норме и при воздействии различных факторов» руководитель Озернюк Н.Д., раздел «Молекулярно-генетические механизмы развития глаз позвоночных».

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа изложена на 100 страницах, содержит 33 рисунка, 12 таблиц и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы, результаты, обсуждение, заключение, выводы и список литературы. Библиография включает 117 источников.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Молекулярно-генетические механизмы морфогенеза

сетчатки позвоночных

Исследование молекулярно-генетических механизмов регуляции онтогенеза и органогенеза представляет основное направление современной генетики и биологии развития. В результате дифференциальной активности генов в ходе эмбриогенеза формируются различные типы клеток, из которых образуются органы и ткани. Глаз является уникальной модельной системой для исследования механизмов эмбриональной индукции, пролиферации, клеточной дифференцировки, миграции клеток, апоптоза, а также экспрессии регуляторных генов в ходе развития. Развитие глаз позвоночных - сложный и динамичный процесс, для которого необходимы координированные действия многих факторов и клеточные взаимодействия различных тканей.

Несмотря на наличие временных и топологических особенностей формирования глаза позвоночных, морфогенез глаза находится под контролем каскада эволюционно консервативных транскрипционных факторов. Существует, по меньшей мере, 30 транскрипционных факторов и сигнальных белков, функциональная роль которых у представителей различных систематических групп универсальна (Graw, 2010; Arendt, 2003; Chow and Lang, 2001). Наиболее важная роль в регуляции развития глаза позвоночных принадлежит гомеобокс содержащих транскрипционным факторам из семейств Rax, Pax, Prox, Six, Vsx и другие. Сетчатка глаза является нервным центром, который принимает зрительные сигналы, преобразует их в нервные импульсы и передает их в зрительную зону коры головного мозга. Любые нарушения межклеточных взаимодействий приводят к нарушению зрения.

Сетчатка позвоночных содержит ограниченное число высокоспециализированных клеток, поэтому является удобным объектом для

изучения молекулярно-генетических механизмов морфогенеза. Основные данные о развитии и функционировании сетчатки представлены на сайте http: //webvision. med.utah. edu/book/.

На стадии гаструлы в передней части нервной пластинке определяется область глазного поля, которая под действием сигнальных молекул, разделится на два билатерально симметричных домена. Сигнальные пути FGF (fibroblast growth factor), BMP (bone morphogenetic protein) и Wnt (Wingless-Type MMTV Integration Site Family) направляют перемещение нервных клеток в глазное поле и поддерживают его территорию. На стадии нейрулы нейроэпителий эвагинирует до поверхностной эктодермы, что приводит к клеточному и молекулярному взаимодействию двух тканей. Эктодерма утолщается, формируя плакоду хрусталика. В момент инвагинации хрусталиковой плакоды, дистальная часть глазного пузыря формирует двухслойный глазной бокал.

Рисунок 1. Ранние стадии развития глаза. а) Поверхностная эктодерма инвагинирует вместе с нейроэпителием оптической везикулы. б) Созревание нейральной сетчатки и пигментного эпителия сетчатки (ПЭ) от внутреннего слоя глазного бокала. с) Формирование трех клеточных слоев: фоторецепторы, интернейроны (горизонтальные, амакриновые и биполярные клетки) и ганглиозные клетки сетчатки (Ali and Sowden, 2011).

По мере роста глазного пузыря, проксимальная часть увеличивается, а дистальная сужается, формируя глазной стебелек. Сигналы поверхностной эктодермы инициациируют образование нейральной сетчатки. Факторы роста фибробластов, FGF1 и FGF2, экспрессирующиеся на высоком уровне в поверхностной эктодерме (Nguyen and Arnheiter, 2000), специфицируют дистально-вентральную часть глазного пузыря как нейральную сетчатку (Рис.1). FGF1 и FGF2, действуя через соответствующие рецепторы, инициируют экспрессию в сетчатке гена Vsx2 (Atkinson-Leadbeater et al., 2014). Этот фактор поддерживает качественные особенности клеток нейральной сетчатки, за счет подавления гена Mitf (Microphthalmia-associated transcription factor) (Horsford et al., 2005). Другой фактор Six3 также участвует в спецификации нейральной сетчатки, подавляя действие Wnt8b (Liu et al., 2010). Все клетки сетчатки возникают из общего пула мультипотентных клеток предшественников. Нейральная сетчатка позвоночных содержит 6 нейральных и один глиальный тип клеток, которые зарождаются в строгой последовательности.

Схема последовательной дифференцировки клеток сетчатки

Рисунок 2. Дифференцировка клеток сетчатки во времени. Серые стрелки -латеральное торможение, цветные стрелки - сигналы образовавшихся нейронов, обеспечивающие разнообразие типов клеток (Reese, 2011).

Сначала появляются ганглиозные, затем горизонтальные клетки, колбочки фоторецепторов, амакриновые клетки, биполярные клетки, палочковидные фоторецепторы и Мюллерова глия. Развивающаяся сетчатка проходит три важных процесса: пролиферация прогениторных клеток, нейрогенез и глиогенез. Большинство ранних клеток сетчатки делятся симметрично, образуя две прогениторные клетки, но позднее во время развития клетки делятся ассиметрично, формируя одну митотическую другую постмитотическую дочерние клетки. Образовавшийся тип клеток влияет на последующую дифференцировку, что приводит к образованию семи типов клеток сетчатки (Mione et al, 1997; Zhong et al, 1996) (Рис.2).

На эмбрионах кур и кроликов было показано, что при помещении прогениторных клеток в другое окружение тип клеток сетчатки не меняется. Ранние прогениторные клетки эмбриона цыпленка, которые в нормальном состоянии дифференцируются в ганглиозные клетки in vivo, несмотря на изменение окружающих условий, в которые они были перемещены, также дают ганглиозные клетки (Austin et al., 1995).

Сетчатка состоит из трех слоев, различающихся по типам образующих их клеток (Рис.3)

Рисунок 3. Схематическое изображение клеточных слоев сетчатки позвоночных

Внутренний поверхностный слой образован ганглиозными клетками, которые формируют зрительный нерв. Промежуточный слой содержит ядра интернейронов - биполярных, амакриновых и горизонтальных клеток, которые передают зрительный импульс от фоторецепторов в слой ганглиозных клеток. Наружный слой состоит из светочувствительных клеток - палочек и колбочек, частично погруженных в пигментный эпителий (ПЭ). Наружные сегменты фоторецепторов находятся в тесном контакте с пигментным эпителием -однорядным слоем интенсивно пигментированных эпителиальных клеток. Клетки слоя ПЭ выполняют ряд физиологических функций сетчатки -участвуют в зрительном процессе и снабжении сетчатки питательными веществами, а также в фагоцитозе слущивающихся дисков наружных члеников фоторецепторов. Сетчатка имеет желтое пятно, в центре него расположена центральная ямка, где истончены все слои сетчатки, кроме наружного ядерного, состоящего преимущественно из тел колбочковых фоторецепторов, которые отвечают за цветное зрение. В стороне от желтого пятна располагается слепое пятно - место выхода зрительного нерва.

Передача зрительного сигнала осуществляется двумя типами проведения импульса - палочковый (rod) и колбочковый (cone) путями. Фоторецепторы участвующие в rod пути передают зрительную информацию определенному типу биполяров, в то время как в cone пути колбочки связаны с несколькими типами биполярных интернейронов. Биполярные нейроны позвоночных принято классифицировать по мембранному потенциалу в 3 группы: OFF-нейроны колбочек (OFF cone bipolar cell); ON-нейроны колбочек (ON cone bipolar cell) и R-нейроны палочек (Rode bipolar cell). Нервные импульсы фоторецепторов гиперполяризуют или деполяризуют мембранный потенциал биполярных нейронов. Биполярные клетки ON- и R- типов гиперполяризуются в темноте, а деполяризуются на свету, в то время как OFF-биполяры наоборот гиперполяризуются на свету, а деполяризуются в темноте (Strettoi et al., 2012). Различают три вида колбочек чувствительных к свету с различными длинами

волн: S - коротковолновой спектр (443нм), М - средневолновой (544нм) и L -длинноволновой (570нм). Человеку цветное зрение обеспечивают именно три вида колбочек и палочки, чувствительные в зеленой части спектра.

1.2. Транскрипционные факторы, принимающие участие в морфогенезе сетчатки позвоночных

Помимо получения сигналов от окружающих тканей переднего мозга, в клетках глазного поля экспрессируются транскрипционные факторы, которые контролируют миграцию клеток, их адгезию, пролиферацию и поддержание мультипотентности клеток нейральной сетчатки (Giudetti et al., 2014). Как было показано, эти процессы контролируются транскрипционными факторами нескольких семейств (basic helix-loop-helix (bHLH), forkhead box (FOX) и homeodomain генов) (Рис.4).

homeobox bHLH

Рисунок 4. Схема взаимодействий bHLH и гомеобокс содержащих генов в спецификации клеточных слоев сетчатки (Ohsawa and Kageyama, 2007).

Факторы транскрипции могут контролировать процесс синтеза мРНК на матрице ДНК самостоятельно или в комплексе с другими белками.

15

Гомеобоксные гены, кодируют белки, относящиеся к классу эволюционно консервативных транскрипционных факторов, которые содержат последовательность из 60 аминокислот - ДНК-связывающий домен, а также парный и другие домены, которые придают специфичность связывания отдельным транскрипционным факторам.

Рисунок 5. Схематическое изображение расположения доменов генов -регуляторов морфогенеза сетчатки.

Гомеодомен содержит мотив «спираль-поворот-спираль» (ИеИх-Шт-ИеИх), в котором три а-спирали разделяются неспиральными участками. Две короткие а-спирали антипараллельны и расположены на К-конце, а длинная а-спираль, перпендикулярная осям коротких, - на С-конце, которая связывается с ДНК. Все гомеодоменные транскрипционные факторы соединяются с консервативным мотивом ДНК ТАТА-боксом. ТАТА-бокс элемент промотор, состоящий обычно из 6 пар оснований (ТАТААТ/А), расположен на расстоянии около 30 нуклеотидов перед сайтом начала транскрипции. Другие мотивы являются специфичными для каждого семейства гомеобоксных генов - одного гомеодомена не хватает для распознавания гена-мишени.

Гомеобоксные гены играют важную роль в развитии мозга и глаз позвоночных, включая определение глазного поля, детерминации прогениторных клеток и в дифференцировке клеток сетчатки (Wigle and Eisenstat, 2008). Для специализации клеток различных слоев сетчатки необходимы гомеобоксные транскрипционные факторы (Rx1; Optx2; Six3; Pax6; Otx2; Chx10, Proxl, и др.), экспрессирующиеся на ранних стадиях развития. С мутациями в гомеобоксных генах связывают целый ряд аномалий развития и/или функционирования глаз человека, включая колобомы и анафтальмию (Таблица 1.).

Таблица 1. Фенотипы нокаутных мышей и заболеваний глаз человека, связанные с мутациями в гомеобоксных генов.

Ген Экспрессия Фенотип нокаутных мышей Транскрипци онные гены-мишени Заболевания человека

Rax Прогениторные клетки (ПК) Eyeless Pax6(+), Otx2(+), ß-arrestin (+), rhodopsin (+) Анафтальмия

Otx2 ПК, фоторецепторы, биполярные клетки Микрофтальмия (CKO) Rax (+), Crx(+), Blimp1(+) Микрофтальм ия Дисплазия глазного нерва

Pax6 ПК, амакриновые клетки Small eye Pax2(-), Atoh7(+), Ngn2(+), Crx(-) Аниридия, Катаракта, Колобома,

Prox1 Горизонтальные, амакриновые клетки Летальны в эмбриональном развитии p27KIP1(+), p57KIP2(+) Дистрафия сетчатки

Vsx1 Клетки колбочковых биполяров Дефекты в дифференцировке биполярных клеток Recoverin(+), Neto1(+), NK3R(+), Vsx2(-) макулярная дегенерация сетчатки

Vsx2 ПК, биполярные клетки Редукция пролиферации ПК p27KIP1(-), Crx(-), Vsx1(-) Микрофтальм ия

В настоящем обзоре мы не ставили задачи рассмотреть имеющиеся в литературе данные обо всех регуляторных факторах и их возможных взаимодействиях в ходе развития глаза позвоночных. Целью обзора является попытка создания целостной картины молекулярно-генетических механизмов морфогенеза сетчатки позвоночных, на примере функционирования и взаимодействия, основных гомеобоксных генов и их роли в спецификации прогениторных клеток, дифференцировке клеток сетчатки и в наследственных заболеваниях глаз.

1.2.1. Ген Retina and anterior neural fold homeobox (Rax)

Высоко консервативный транскрипционный фактор Rax (retina and anterior neural fold homeobox), содержащий кроме гомеодомена OAR-домен и октопептид (Рис.5), необходимые для связывания с ДНК при контроле активности подчиненных генов. Rax выполняет критическую роль в развитии глаза и сетчатки многих видов позвоночных и беспозвоночных. В таблице.2 приведена информация об ортологах гена RAX человека (для примера приведено 6 из 15 видов различных систематических групп из базы данных Gene Cards).

Как видно из таблицы структура генов Rax очень консервативна, однако паттерн экспрессии схож, но не идентичен между различными видами позвоночных и беспозвоночных, включая мушку дрозофилу, мышь, тропическую лягушку, кур и человека (Casarosa et al., 1997, Loosli et al., 2001). Различно и число генов этого семейства: у мыши идентифицирован один ген Rax, у амфибий Xenopus laevis - два, xRx, xRxL/xRx2, у рыб Zebrafish три гена (zRx1,2,3) (Mathers et al.,1997). Экспрессия гена Rax впервые детектируется в передней части нейрального региона развивающегося эмбриона, позднее

наблюдается в сетчатке, в вентральном гипоталамусе и в шишковидной железе (эпифизе).

Таблица 2. Ортологи гена RAX человека (из базы данных Gene Cards).

Организм Систематика (таксономия) Ген % гомологии*

Мышь (mouse) Млекопитающие Rax 84.8 (н) S7.13 (a)

Шимпанзе (Pan troglodytes) Млекопитающие RAX 99.23 (н) 99.71 (a)

Курица (gallus gallus) Птицы Rax Rx 75.S7 (н) 71.11 (a)

Тропическая лягушка (Silurana tropicalis) Амфибии rax 61.11 (н) 62.96 (a)

Рыбы (Danio rerio) Лучеперые рыбы Rx3 Rx2 59.25 (н) 57.SS (a)

Плодовая мушка (Drosophila M) Насекомые Rx 96(a)

* (н) - нуклеотидные и (а) - аминокислотные последовательности.

Показано участие гена Rax в специализации клеток глазного поля в передней части нервной пластинки на стадии ранней нейрулы (Рис. 6А), при разделении глазного поля на два билатерально симметричных домена и в дифференцировке клеток сетчатки (Рис. 6С) (Stigloher et al., 2006; Bailey et al, 2004). Эвагинация глазных пузырей из боковых стенок переднего мозга у рыб обеспечивается латеральной миграцией rx3 позитивных клеток - предшественников сетчатки (Rembold et al., 2006). Мутации гена Rax (rx3 у zebrafish Danio rerio) приводят к

нарушению этого процесса (Loosli et al., 2003). У человека один ген семейства RAX, RAX, участвует в самых ранних процессах развития глаз, в пролиферации стволовых клеток сетчатки, второй ген RAX2 детектируется в наружном и во внутреннем слое зрелой сетчатки, влияя на экспрессию фоторецепторных генов (Furukawa et al., 1997).

Рисунок 6. Экспрессия, фенотипы и регуляция генов Rx. (А-С) Паттерн экспрессии гена Xrxl у эмбрионов ксенопуса. Экспрессия гена Xrxl в области глазного поля (А); в шишковидной железе (PG), вентральном гипоталамусе (VH) и в развивающихся сетчатках (R); в сетчатке (R) и в шишковидной железе (PG) (С). Эффект элиминации функции Rx у эмбрионов мышей Rx-/- (справа) с Rx+/- (D). Нокаут гена Xrxl с помощью специфического морфолино (RxMO) у эмбрионов ксенопуса приводит к полному отсутствию глаз (F) в сравнение с нормальным развитием глаз (Е) (Bailey et al., 2004).

Семейство Rax у Gallus gallus также имеет два гена, cRax и cRaxL. Ген cRax преимущественно экспрессируется в прогениторных клетках сетчатки, для второго гена cRaxL показано участие в дифференцировке фоторецепторных колбочек (Chen et al., 2002). У эмбрионов мыши высокий уровень экспрессии гена Rax детектируется в прогениторных клетках сетчатки, а позднее Rax участвует в дифференцировке фоторецепторных клетках и в формировании Мюллеровской глии (Furukawa et al., 2000).

Рисунок 7. Фенотипы инъекцированных эмбрионов Rx1 РНК Шпорцевой лягушки (а) Эктопический пигментный эпителий (ПЭ), соединенный с глазом (левая стрелка) и изолированный эктопический ПЭ (правая стрелка). (b, c, d, e) Поперечный срез глаза эмбриона Xenopus. (b) Эктопический ПЭ окрашенный антителами против ПЭ (красным). (с) Дупликация передней нейральной трубки (стрелка), формирование эктопического ПЭ и частичное дублирование сетчатки. (d) Дубликация сетчатки и эктопический ПЭ, PR - фоторецепторный слой, IN - внутренний ядерный слой, GC - ганглиозный слой. (e) Выпячивание тканей сетчатки за пределы ПЭ (Mathers et al.,1997).

В результате элиминации функции Rx у эмбрионов мышей, содержащих один ген семейства Rx (Рис. 6D), не формируется оптический бокал и глаз в целом. Нокаут гена Xrx1 у эмбрионов xenopus также приводит к полному отсутствию глаза (Рис. 6F,6E) (Bailey et al., 2004). И наоборот, суперэкспрессия гена Rx у эмбрионов шпорцевой лягушки способствует гиперпролиферации в результате чего формируется эктопический пигментный эпителий (Рис. 7а), происходит дупликация сетчатки (Рис. 7d) (Mathers et al.,1997). Описано множество случаев микрофтальмии и анофтальмии у человека связанных с мутации в гене Rax (Voronina et al., 2004), некоторые связывают с тяжелыми аномалиями развития мозга (Abouzeid et al., 2012). Показано, что в процессах нейрогенеза сетчатки принимают участие транскрипционные факторы Pax6, Chx10, Rax, Six3, коэкспрессия которых в прогениторных клетках сетчатки указывает на возможное взаимодействие. В исследованиях на шпорцевой лягушке доказано прямое взаимодействие Rax с факторами транскрипции Sox2 и Otx2 (Danno et al, 2008).

Транскрипционный фактор Rax участвует в спецификации нейральной сетчатки, регулируя активность 52 нижестоящих генов. К ним относятся EphrinBl и Sh2d3c, являющиеся позитивными регуляторами передачи сигналов TCR (T-Cell Receptor) и EGF (Epidermal Growth Factor), которые контролируют миграцию, адгезию, пролиферацию и поддержание мультипотентного статуса клеток нейральной сетчатки (Giudetti et al., 2014).

1.2.2. Ген Paired box 6 (Pax6)

Транскрипционные факторы семейства Paired box (Pax) принимают участие в регуляции молекулярных механизмов развития мозга и глаза позвоночных и беспозвоночных. У млекопитающих описано 9 генов семейства Pax, которые объединены в 4 группы. Для генов этого класса характерно кроме гомеодомена,

наличие специфического консервативного paired домена, длиной 128 аминокислотных остатков (Рис. 5). Ортологи гена Pax6 описаны у многих видов от дрозофилы до человека. В таблице приведена информация об ортологах гена PAX6 человека (для примера приведено 6 из 16 видов различных систематических групп из базы данных Gene Cards).

Таблица 3. Ортологи гена PAX6 человека (из базы данных Gene Cards).

Организм Систематика (таксономия) Ген % гомологии*

Мышь (mouse) Млекопитающие Pax6 94.34 (н) 99.77 (a)

Шимпанзе (Pantroglodytes) Млекопитающие PAX6 99.15 (н) 99.49 (a)

Курица (gallus gallus) Птицы PAX6 87.54 (н) 99.31 (a)

Тропическая лягушка (Silurana tropicalis) Амфибии pax6 83.02 (н) 98.58 (a)

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Андрейченко, Ирина Николаевна, 2017 год

Список литературы

1. Нейфах АА и Лозовская ЕР. Гены и развитие организма // М. Наука. 1984. С. 26.

2. Abouzeid H, Youssef MA, Bayoumi N, ElShakankiri N, Marzouk I, Hauser P, Schorderet DF. RAX and anophthalmia in humans: evidence of brain anomalies // Mol Vis. 2012. V. 18. P. 1449-1456.

3. Aijaz S, Allen J, Tregidgo R, Heyningen V, Hanson I, Clark B.J. Expression analysis of SIX3 and SIX6 in human tissues reveals differences in expression and a novel correlation between the expression of SIX3 and the genes encoding isocitrate dehyhrogenase and cadherin 18 // Gen. 2005. V. 86(1). P. 86-99.

4. Ali R.R and Sowden J.C. Regenerative medicine: DIY eye // Nature. 2011. V. 472. P. 42-43.

5. Arendt D. Evolution of eyes and photoreceptor cell types // Dev. Bio. 2003. V. 47. P. 563-571.

6. Atkinson-Leadbeater K, Hehr C.L, Mcfarlane S. Fgfr signaling is required as the early eye field forms to promote later patterning and morphogenesis of the eye // Dev. Dyn. 2014. V. 243. P. 663-675.

7. Austin C.P, Feldman D.E, Ida J.J, Cepko C.L. Vertebrate retinal ganglion cells are selected from competent progenitors by the action of Notch // Dev. 1995. V. 121(11). P. 3637-3650.

8. Bailey TJ, El-Hodiri H, Zhang L, Shah R, Mathers PH, Jamrich M. Regulation of vertebrate eye development by Rx genes // Dev Biol. 2004. V. 48. P. 761-770.

9. Bardakjian T.M, Schneider A. The genetics of anophthalmia and microphthalmia // Curr Opin Ophthalmol. 2011. V. 22(5). P. 309-313.

10. Bar-Yosef U, Abuelaish I, Harel T, Hendler N, Ofir R, Birk O.S. CHX10

mutations cause non-syndromic microphthalmia/anophthalmia in Arab and Jewish

kindreds // Hum Genet. 2004. V. 115. P. 302-309.

88

11. Beby F and Lamonerie T. The homeobox gene Otx2 in development and disease // Exp Eye Res. 2013. V. 111. P. 9-16.

12. Burmeister M, Novak J, Liang MY, Basu S, Ploder L, Hawes NL, Vidgen D, Hoover F, Goldman D, Kalnins VI, Roderick TH, Taylor BA, Hankin MH, McInnes RR. Ocular retardation mouse caused by Chx10 homeobox null allele: impaired retinal progenitor proliferation and bipolar cell differentiation // Nat Genet. 1996. V. 12(4). P. 376-384.

13. Casarosa S, Andreazzoli M, Simeone A, Barsacchi G. Xrx1, a novel Xenopus homeobox gene expressed during eye and pineal gland development // Mech Dev. 1997. V. 61. P. 187-198.

14. Chen C.M and Cepko C.L. Expression of Chx10 and Chx10-1 in the developing chicken retina // Mech Dev. 2000. V. 90(2). P. 293-297.

15. Chen C.M and Cepko C.L. The chicken RaxL gene plays a role in the initiation of photoreceptor differentiation // Dev. 2002. V.129. P. 5363-5375.

16. Chograni M, Derouiche K, Chaabouni M, Lariani I, Chaabouni HB. Molecular analysis of the PAX6 gene for aniridia and congenital cataracts in Tunisian families // Hum Gen. 2014. V. 1. P. 14008

17. Chow R.L and Lang R.A. Early eye development in vertebrates // Cell Dev Biol. 2001. V. 17. P. 255-296.

18. Chow R.L, Snow B, Novak J, Looser J, Freunda C, Vidgena D, Plodera L, Mc Innes R.R. Vsx1, a rapidly evolving paired-like homeobox gene expressed in cone bipolar cells // Mech Dev. 2001. V. 109 P. 315-322.

19. Chow R.L, Volgyi B, Szilard R.K, Ng D, McKerlie C, Bloomfield S.A, Birch D.G, McInnes R.R. Control of late off-center cone bipolar cell differentiation and visual signaling by the homeobox gene Vsx1 // Proc Natl Acad Sci. 2004. V. 101(6). P. 1754-1759.

20. Cideciyan A.V, Aleman T.S, Boye S.L, Schwartz S.B, Kaushal S, Roman A.J, Pang J.J, Sumaroka A, Windsor E.A, Wilson J.M, Flotte T.R, Fishman G.A, Heon E, Stone E.M, Byrne B.J, Jacobson S.G, Hauswirth W.W. Human gene therapy

for RPE65 isomerase deficiency activates the retinoid cycle of vision but with slow rod kinetics // Proc Natl Acad Sci. 2008. V. 105(39). P. 15112-15117.

21. Clark A.M, Yun S, Veien E.S, Wu Y.Y, Chow R.L, Dorsky R.I, Levine E.M. Negative regulation of Vsx1 by its paralog Chx10/Vsx2 is conserved in the vertebrate retina // Brain Res. 2008. V. 4. P. 99-113.

22. Danno H., Michiue T., Hitachi K., Yukita A., Ishiura S., Asashima M. Molecular links among the causative genes for ocular malformation: Otx2 and Sox2 coregulate Rax expression // Proc Natl Acad Sci. 2008. V. 105(14). P. 5408-5413.

23. De Melo J, Du G, Fonseca M, Gillespie L.A, Turk W.J, Rubenstein J.L, Eisenstat D.D. Dlx1 and Dlx2 function is necessary for terminal differentiation and survival of late-born retinal ganglion cells in the developing mouse retina // Dev. 2005. V. 132(2). P. 311-322.

24. De Melo J, Qiu X, Du G, Cristante L, Eisenstat D.D. Dlx1, Dlx2, Pax6, Brn3b, and Chx10 homeobox gene expression defines the retinal ganglion and inner nuclear layers of the developing and adult mouse retina // Neurol. 2003. V. 461. P. 187-204.

25. De Melo J, Zhou Q.P, Zhang Q, Zhang S, Fonseca M, Wigle J.T, Eisenstat D.D. Dlx2 homeobox gene transcriptional regulation of Trkb neurotrophin receptor expression during mouse retinal development // Nuc Acids. 2008. V. 36(3). P. 872884.

26. Doe C.Q, Chu-LaGraff Q, Wright D.M, Scott M.P. The prospero gene specifies cell fates in the Drosophila central nervous system // Cell. 1991. V. 65(3). P. 451-464.

27. Dorval K.M, Bobechko B.P, Ahmad K.F, Bremner R. Transcriptional activity of the paired-like homeodomain proteins CHX10 and VSX1 // J Biol Chem. 2005. V. 280(11). P. 10100-10108.

28. Dyer M.A, Livesey F.J, Cepko C.L, Oliver G. Prox1 function controls progenitor cell proliferation and horizontal cell genesis in the mammalian retina // Nat Gen. 2003. V. 34. P. 53 - 58.

29. Edqvist P, Myers S, Hallbook F. Early identification of retinal subtypes in the developing, pre-laminated chick retina using the transcription factors Proxl, Liml, Ap2a, Pax6, Isll, Isl2, Lim3 and ChxlO // Eur Jour of Histoch. 2006. V. 50. P. 147-154.

30. Eisenstat D.D, Liu J.K, Mione M, Zhong W, Yu G, Anderson S.A, Ghattas I, Puelles L, Rubenstein J.L. DLX-1, DLX-2, and DLX-5 expression define distinct stages of basal forebrain differentiation // Comp Neurol. 1999. V. 414(2). P. 217-237.

31. Fuhrmann S. Eye Morphogenesis and Patterning of the Optic Vesicle // Dev Biol. 2010. V. 93. P. 61-84.

32. Furukawa T, Kozak CA, Cepko CL. Rax, a novel paired-type homeobox gene, shows expression in the anterior neural fold and developing retina // Proc Natl Acad Sci. 1997. V. 94(7). P. 3088-3093.

33. Furukawa T, Mukherjee S, Bao ZZ, Morrow EM, Cepko CL. Rax, Hes1, and notch1 promote the formation of Muller glia by postnatal retinal progenitor cells // Neuron. 2000. V. 26(2). P. 383-394.

34. Gehring W.J, Willoughby A.R. The medial frontal cortex and the rapid processing of monetary gains and losses // Science. 2002. V. 295. P. 2279-2282.

35. Gehring WJ. The master control gene for morphogenesis and evolution of the eye // Genes Cells. 1996. V. 1(1). P. 11-15.

36. Ghanem N, Jarinova O, Amores A, Long Q, Hatch G, Park B.K, Rubenstein J, Ekker M. Regulatory Roles of Conserved Intergenic Domains in Vertebrate Dlx Bigene Clusters // Gen Res. 2003. V. 13(4). P. 533-543.

37. Giudetti G, Giannaccini M, Biasci D, Mariotti S, Degl'innocenti A, Perrotta M, Barsacchi G, Andreazzoli M. Characterization of the Rx1-dependent transcriptome during early retinal development // Dev Dyn. 2014. V. 243(10). P. 1352-1361.

38. Glaser T, Jepeal L, Edwards JG, Young SR, Favor J, Maas RL. PAX6 gene dosage effect in a family with congenital cataracts, aniridia, anophthalmia and central nervous system defects // Nat Genet. 1994. V. 7(4) P. 463-71.

39. Gonzalez-Rodriguez J1, Pelcastre EL, Tovilla-Canales JL, Garcia-Ortiz JE, Amato-Almanza M, Villanueva-Mendoza C, Espinosa-Mattar Z, Zenteno JC. Mutational screening of CHX10, GDF6, OTX2, RAX and SOX2 genes in 50 unrelated microphthalmia-anophthalmia-coloboma (MAC) spectrum cases // Br J Ophthalmol. 2010. V. 94(8). P. 1100-1104.

40. Granadino B, Gallardo M.E, López-Ríos J, Sanz R, Ramos C, Ayuso C, Bovolenta P, Rodríguez de Córdoba S. Genomic cloning, structure, expression pattern, and chromosomal location of the human SIX3 gene // Genomics. 1999. V. 55(1). P. 100-105.

41. Graw J. Eye development // Dev. Bio. 2010. V. 90. P. 343-386.

42. Graw J. Genetic aspects of embryonic eye development in vertebrates // Dev Genet. 1996. V. 18(3). P. 181-197.

43. Graw J. The genetic and molecular basis of congenital eye defects // Nat Rev Genet. 2003. V. 4(11). P. 876-888.

44. Green E.S, Stubbs J.L, Levine E.M. Genetic rescue of cell number in a mouse model of microphthalmia: interactions between Chx10 and G1-phase cell cycle regulators // Dev. 2003. V. 130(3). P. 539-552.

45. Halder G, Callaerts P, Gehring WJ. Induction of ectopic eyes by targeted expression of the eyeless gene in Drosophila // Science. 1995. V. 267(5205). P. 17881792.

46. Hamilton S.P, Woo J.M, Carlson E.J, Ghanem N, Ekker M, Rubenstein J.L. Analysis of four DLX homeobox genes in autistic probands // BMC Genet. 2005. V. 2. P. 52.

47. Harada T, Harada C, Parada L. Molecular regulation of visual system development: more than meets the eye // Genes Dev. 2007. V. 21. P. 367-378.

48. Hatakeyama J, Kageyama R. Retinal cell fate determination and bHLH factors // Cell Dev Biol. 2004. V. 15(1). P. 83-89.

49. Ma H, Marti-Gutierrez N, Park S, Wu J, Lee Y, Suzuki K, Koski A, Ji D, Hayama T, Ahmed R, Darby H, Dyken C, Li Y, Kang E, Park R, Kim D, Kim S,

Gong J, Gu Y, Xu X, Battaglia D, Krieg S, Lee D, Wu D, Wolf D. Correction of a pathogenic gene mutation in human embryos // Nature. 2017. V. 24. P. 413-419.

50. Horsford D. J, Nguyen M. T, Sellar G.C, Kothary R, Arnheiter H, Mclnnes R.R. Chx10 repression of Mitf is required for the maintenance of mammalian neuroretinal identity // Dev. 2005. V. 132. P. 177-187.

51. Inoue T, Hojo M, Bessho Y, Tano Y, Lee J, Kageyama R. Math3 and NeuroD regulate amacrine cell fate specification in the retina // Dev. 2002. V. 129. P. 831-842.

52. Jacobson S.G, Acland G.M, Aguirre G.D, Aleman T.S, Schwartz S.B, Cideciyan A.V, Zeiss C.J, Komaromy A.M, Kaushal S, Roman A.J, Windsor E.A, Sumaroka A, Pearce-Kelling S.E, Conlon T.J, Chiodo V.A, Boye S.L, Flotte T.R, Maguire A.M, Bennett J, Hauswirth W.W. Safety of recombinant adeno-associated virus type 2-RPE65 vector delivered by ocular subretinal injection // Mol Ther. 2006. V. 13(6). P. 1074-84.

53. Jimenez N.L, Flannick J, Yahyavi M, Li J, Bardakjian T, Tonkin L, Schneider A, Sherr E.H, Slavotinek A.M. Targeted 'next-generation' sequencing in anophthalmia and microphthalmia patients confirms SOX2, OTX2 and FOXE3 mutations // Med Genet. 2011. V. 12. P. 172.

54. Juan Pedro Martinez-Barbera, Massimo Signore, Pietro Pilo Boyl, Eduardo Puelles, Dario Acampora, Robin Gogoi, Frank Schubert, Andrew Lumsden, Antonio Simeone. Regionalisation of anterior neuroectoderm and its competence in responding to forebrain and midbrain inducing activities depend on mutual antagonism between OTX2 and GBX2 // Dev. 2001. V. 128. P. 4789-4800.

55. Koike C, Nishida A, Ueno S, Saito H, Sanuki R, Sato S, Furukawa A, Aizawa S, Matsuo I, Suzuki N, Kondo M, Furukawa T. Functional roles of Otx2 transcription factor in postnatal mouse retinal development // Mol Cell Biol. 2007. V. 27(23). P. 8318-8329.

56. Lagutin O, Zhu C, Kobayashi D, Topczewski J, Shimamura K, Puelles L, Russell H, McKinnon P, Solnica-Krezel L, Oliver G. Six3 repression of Wnt

signaling in the anterior neuroectoderm is essential for vertebrate forebrain development // Genes Dev. 2003. V. 17(3). P. 368-379.

57. Lane B and Lister J. Otx but Not Mitf Transcription Factors Are Required for Zebrafish Retinal Pigment Epithelium Development // PLoS One. 2012. V. 7(11). e49357.

58. Levine E.M, Passini M, Hitchcock P.F, Glasgow E, Schechter N. Vsx-1 and Vsx-2: two Chx10-like homeobox genes expressed in overlapping domains in the adult goldfish retina // Comp. Neurol. 1997. V. 387. P. 439-448.

59. Livne-bar I, Pacal M, Cheung M.C, Hankin M, Trogadis J, Chen D, Dorval K.M, Bremner R. Chx10 is required to block photoreceptor differentiation but is dispensable for progenitor proliferation in the postnatal retina // Dev Bio. 2006. V. 103(13). P. 4988-4993.

60. Li L, Chen R, Weng Z. RDOCK: refinement of rigid-body protein docking predictions // Proteins. 2003. V. 53(3). P. 693-707.

61. Li X, Li W, Dai X, Kong F, Zheng Q, Zhou X, Lü F, Chang B, Rohrer B, Hauswirth W.W, Qu J, Pang J.J. Gene therapy rescues cone structure and function in the 3-month-old rd12 mouse: a model for midcourse RPE65 leber congenital amaurosis // Vis Sci. 2011. V. 52(1). P. 7-15.

62. Liu I.S, Chen J.D, Ploder L, Vidgen D, Kooy D, Kalnins V.I, McInnes R.R. Developmental expression of a novel murine homeobox gene (Chx10): evidence for roles in determination of the neuroretina and inner nuclear layer // Neuron. 1994. V. 13(2). P. 377-393.

63. Liu W, Lagutin O, Swindell E, Jamrich M, Oliver G. Neuroretina specification in mouse embryos requires Six3-mediated suppression of Wnt8b in the anterior neural plate // Clin Invest. 2010. V. 120(10). P. 3568-3577.

64. Liu X, Long F, Peng H, Aerni S.J, Jiang M, Sánchez-Blanco A, Murray J.I, Preston E, Mericle B, Batzoglou S, Myers E.W, Kim S.K. Analysis of cell fate from single-cell gene expression profiles in C. elegans // Cell. 2009. V. 139(3). P. 623-633.

65. Loosli F, Staub W, Finger-Baier K, Ober E, Verkade H, Wittbrodt J, Baier H. Loss of eyes in zebrafish caused by mutation of chokh/rx3 // EMBO Rep. 2003. V. 4(9). P. 894-899.

66. Loosli F, Winkler S, Burgtorf C, Wurmbach E, Ansorge W, Henrich T, Grabher C, Arendt D, Carl M, Krone A, Grzebisz E, Wittbrodt J. Medaka eyeless is the key factor linking retinal determination and eye growth // Dev. 2001. V. 128. P. 4035-4044.

67. Lupo G, Harris W.A, Lewis K.E. Mechanisms of ventral patterning in the vertebrate nervous system // Nat Rev Neurosci. 2006. V. 7. P. 103-114.

68. Mann I, 1949

69. Mathers, P. H., Grinberg, A., Mahon, K. A., Jamrich, M. The Rx homeobox gene is essential for vertebrate eye development // Nature. 1997. V. 387. P. 1997 603-607.

70. Mey J and Thanos S. Development of the visual system of the chick. I. Cell differentiation and histogenesis // Brain Res Brain Res Rev. 2000. V. 32. P. 343-79.

71. Mione M.C, Cavanagh J.F, Harris B, Parnavelas J.G. Cell Fate Specification and Symmetrical/Asymmetrical Divisions in the Developing Cerebral Cortex // Neurosci. 1997. V. 17 (6). P. 2018-2029.

72. Monaghan A, Davidson D, Sime C, Graham E, Baldock R, Bhattacharya S, Hill R. The Msh-like homeobox genes define domains in the developing vertebrate eye // Dev. 1991. V. 112(4). P. 1053-1061.

73. Nguyen M and Arnheiter H. Signaling and transcriptional regulation in early mammalian eye development: a link between FGF and MITF // Dev. 2000. V. 127 P. 3581-3591.

74. Nishida A, Furukawa A, Koike C, Tano Y, Aizawa S, Matsuo I, Furukawa T. Otx2 homeobox gene controls retinal photoreceptor cell fate and pineal gland development // Nat Neurosci. 2003. V. 6(12). P. 1255-1263.

75. Ohsawa R and Kageyama R. Regulation of retinal cell fate specification by multiple transcription factors // Brain res. 2008. V. 1192. P. 90-98.

76. Okamoto S and Takahashi M. Induction of retinal pigment epithelial cells from monkey iPS cells // Vis Sci. 2011. V. 52(12). P. 8785-8790.

77. Oliver G, Sosa-Pineda B, Geisendorf S, Spana E.P, Doe C.Q, Gruss P. Prox 1, a prospero-related homeobox gene expressed during mouse development // Mech Dev. 1993. V. 44(1). P. 3-16.

78. Panganiban G and Rubenstein J.L. Developmental functions of the Distal-less/Dlx homeobox genes // Dev. 2002. V. 129(19). P. 4371-4386.

79. Panigrahy D, Kalish B.T, Huang S, Bielenberg D.R, Le H.D, Yang J, Edin M.L, Lee C.R, Benny O, Mudge D.K, Butterfield C.E, Mammoto A, Mammoto T, Inceoglu B, Jenkins R.L, Simpson M.A, Akino T, Lih F.B, Tomer K.B, Ingber D.E, Hammock B.D, Falck J.R, Manthati V.L, Kaipainen A, D'Amore P.A, Puder M, Zeldin D.C, Kieran M.W. Epoxyeicosanoids promote organ and tissue regeneration // Proc Natl Acad Sci. 2013. V. 110(33). P. 13528-13533.

80. Passini M.A, Levine E.M, Canger A.K, Raymond P.A, Schechter N. Vsx-1 and Vsx-2: differential expression of two paired-like homeobox genes during zebrafish and goldfish retinogenesis // Comp Neurol. 1997. V. 388(3). P. 495-505.

81. Percin E.F, Ploder L.A, Yu J.J, Arici K, Horsford D.J, Rutherford A, Bapat B, Cox D.W, Duncan A.M, Kalnins V.I, Kocak-Altintas A, Sowden J.C, Traboulsi E, Sarfarazi M, McInnes R.R. Human microphthalmia associated with mutations in the retinal homeobox gene CHX10 // Nature Gen. 2000. V. 25. P. 397- 401.

82. Perusek L and Maeda T. Vitamin A derivatives as treatment options for retinal degenerative diseases // Nutrients. 2013. V. 5(7). P. 2646-2666.

83. Poitras L, Ghanem N, Hatch G, Ekker M. The proneural determinant MASH1 regulates forebrain Dlx1/2 expression through the I12b intergenic enhancer // Dev. 2007. V. 134(9). P. 1755-1765.

84. Porter FD, Drago J, Xu Y, Cheema S, Wassif C, Huang S, Lee E, Grinberg A, Massalas J, Bodine D, Alt F, Westphal H. Lhx2, a LIM homeobox gene, is required for eye, forebrain, and definitive erythrocyte development // Dev. 1997. V. 124(15). P. 2935-2944.

85. Quiring R, Walldorf U, Kloter U, Gehring WJ. Homology of the eyeless gene of Drosophila to the Small eye gene in mice and Aniridia in humans // Science. 1994. V. 265(5173). P. 785-789.

86. Reese B.E. Development of the Retina and Optic Pathway // Vision Res. 2011. V. 51(7). P. 613-632.

87. Reichman S, Kalathur R, Lambard S, Ali N, Yang Y, Lardenois A, Ripp R, Poch O, Zack D, Sahel J, Thierry Le. The homeobox gene CHX10/VSX2 regulates RdCVF promoter activity in the inner retina // Mol Genet. 2010. V. 19. P. 250-261.

88. Reis L, Khan A, Kariminejad A, Ebadi F, Tyler R, Semina E. VSX2 mutations in autosomal recessive microphthalmia // Mol Vision. 2011. V. 17. P. 2527-2532.

89. Rembold M, Lahiri K, Foulkes N, Wittbrodt J. Transgenesis in fish: efficient selection of transgenic fish by co-injection with a fluorescent reporter construct // Nat Protoc. 2006. V.1(3). P. 1133-1139.

90. Rowan S and Cepko C.L. Genetic analysis of the homeodomain transcription factor Chx10 in the retina using a novel multifunctional BAC transgenic mouse reporter // Dev Biol. 2004. V. 271(2). P. 388-402.

91. Samuel A, Rubinstein A.M, Azar T.T, Livne Z, Kim S, Inbala A. Six3 regulates optic nerve development via multiple mechanisms // Sci Rep. 2016. V. 6. 20267.

92. Schmitt S, Aftab U, Jiang C, Redenti S, Klassen H, Miljan E, Sinden J, Young M. Molecular characterization of human retinal progenitor cells // Vis Sci. 2009. V. 50(12). P. 5901-5908.

93. Shi Z, Trenholm S, Zhu M, Buddingh S, Star E, Awatramani G, Chow R. Vsx1 Regulates Terminal Differentiation of Type 7 ON Bipolar Cells // Neurosci. 2011. V. 31. P. 13118-13127.

94. Semina E.V, Mintz-Hittner H.A, Murray J.C. Isolation and Characterization of a Novel Human paired-like Homeodomain-Containing Transcription Factor Gene, VSX1, Expressed in Ocular Tissues // Gen. 2000. V. 63. P. 289-293.

95. Sigulinsky C.L, Green E.S, Clark A.M, Levine E.M. Vsx2/Chx10 ensures the correct timing and magnitude of Hedgehog signaling in the mouse retina // Dev Biol. 2008. V. 317(2). P. 560-575.

96. Simeone A, Acampora D, Mallamaci A, Stornaiuolo A, D'Apice M, Nigro V, and Boncinelli E. Vertebrate gene related to orthodenticle contains a homeodomain of the bicoid class and demarcates anterior neuroectoderm in the gastrulating mouse embryo // EMBO J. 1993. V. 12(7). P. 2735-2747.

97. Sohocki M.M, Sullivan L.S, Mintz-Hittner H.A, Birch D, Heckenlively J.R, Freund C.L, McInnes R.R, Daiger S.P. A range of clinical phenotypes associated with mutations in CRX, a photoreceptor transcription-factor gene // Hum Genet. 1998. V. 63(5). P. 1307-1315.

98. Stigloher C, Ninkovic J, Laplante M, Geling A, Tannhäuser B, Topp S, Kikuta H, Becker TS, Houart C, Bally-Cuif L. Segregation of telencephalic and eye-field identities inside the zebrafish forebrain territory is controlled by Rx3 // Dev. 2006. V. 133(15). P. 2925-2935.

99. Strettoi E, Novelli E, Mazzoni F, Barone I, Damiani D. Complexity of retinal cone bipolar cells // Prog Retin Eye Res. 2010. V. 29(4). P. 272-283.

100. Takahashi K and Yamanaka S. Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors // Cell. 2006. V. 126(4). P. 663-676.

101. Takeda Y and Jetten A.M. Prospero-related homeobox 1 (Prox1) functions as a novel modulator of retinoic acid-related orphan receptors a- and y-mediated transactivation // Nuc Acids Res. 2013. V. 41(14). P. 6992-7008.

102. Tomarev S.I, Callaerts P, Kos L, Zinovieva R, Halder G, Gehring W, Piatigorsky J. Squid Pax-6 and eye development // Proc Natl Acad Sci. 1997. V. 94(6). P. 2421-2426.

103. Tomarev S.I, Sundin O, Banerjee-Basu S, Duncan M.K, Yang J, Piatigorsky J. Chicken homeobox gene prox 1 related to Drosophila prospero is expressed in the developing lens and retina // Dev Dyn. 1997. V. 206. P. 354-367.

104. Valleix S, Nedelec B, Rigaudiere F, Dighiero P, Pouliquen Y, Renard G, Gargasson J, Delpech M. H244R VSX1 Is Associated with Selective Cone ON Bipolar Cell Dysfunction and Macular Degeneration in a PPCD Family // IOVS. 2006. V. 47. P. 48-54.

105. Vopalenskya P, Pergnera J, Liegertovaa M, Benito-Gutierrezb E, Arendtb D, Kozmika Z. Molecular analysis of the amphioxus frontal eye unravels the evolutionary origin of the retina and pigment cells of the vertebrate eye // 2012. V. 109. P. 15383-15388.

106. Voronina V.A, Kozhemyakina E.A, O'Kemick C.M, Kahn N.D, Wenger S.L, Linberg J.V, Schneider A.S, Mathers P.H. Mutations in the human RAX homeobox gene in a patient with anophthalmia and sclerocornea // Mol Genet. 2004. V. 13. P. 315-322.

107. Wai M, Lorke D, Kung L, Wai D. Morphogenesis of the different types of photoreceptors of the chicken (Gallus domesticus) retina and the effect of amblyopia in neonatal chicken // Micros Res Tech 2006. V. 69. P. 99-107.

108. Wang Z, Yasugi S, Ishii Y. Chx10 functions as a regulator of molecular pathways controlling the regional identity in the primordial retina // Dev Bio. 2016. V. 413. P. 104-111.

109. Wiggan O, Taniguchi-Sidle A, Hamel P.A. Interaction of the pRB-family proteins with factors containing paired-like homeodomains // Oncogene. 1998. V. 16(2). P. 227-236.

110. Wigle J.T and Oliver G. Prox1 function is required for the development of the murine lymphatic system // Cell. 1999. V. 98(6). P. 769-778.

111. Wigle J.T, Eisenstat D.D. Homeobox genes in vertebrate forebrain development and disease // Clin Genet. 2008. V. 73(3). P. 212-226.

112. Wu F, Li R, Umino Y, Kaczynski T.J, Sapkota D, Li S, Xiang M, Fliesler S.J, Sherry D.M, Gannon M, Solessio E, Mu X. Onecut1 is essential for horizontal cell genesis and retinal integrity // Neurosci. 2013. V. 33(32). P. 13053-13065.

113. Yamanaka S. Strategies and new developments in the generation of patient-specific pluripotent stem cells // Cell Stem Cell. 2007. V. 1. P. 39-49.

99

114. Zagozewski J.L, Zhang Q, Pinto V.I, Wigle J.T, Eisenstat D.D. The role of homeobox genes in retinal development an ddisease // Dev Bio. 2014. V. 393. P. 195-208.

115. Zhong W, Feder J.N, Jiang M.M, Jan L.Y, Jan Y.N. Asymmetric localization of a mammalian numb homolog during mouse cortical neurogenesis // Neuron. 1996. V. 17. P. 43-53.

116. Zhong X, Gutierrez C, Xue T, Hampton C, Vergara N, Cao L, Peters A, Park T, Zambidis E, Meyer J, Gamm D, Yau K, Canto-Soler V. Generation of three dimensional retinal tissue with functional photoreceptors from human iPSCs // Nat Com. 2014. V. 5. P. 4047-4063.

117. Zuber M.E, Gestri G, Viczian A.S, Barsacchi G, Harris W.A. Specification of the vertebrate eye by a network of eye field transcription factors // Dev. 2003. V. 130(21). P. 5155-5167.