genetik:regulatoren_der_melanogenese
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Regulatoren der Melanogenese
Tabelle 1: Regulatoren der Melanogenese; als Versuchstiere dienten chinesische Rexkaninchen
| Gen | Allgemeine Funktion(en) | Einfluss auf die Melaninsynthese | Einfluss auf die Expression von Melanin-verwandten Genen | Einfluss auf Proliferation/ Apoptose der Melanozyten | Sonstiges |
|---|---|---|---|---|---|
| SLC7A11 (Solute carrier family 7 member 11) | Codiert xCT (Cystin/Glutamat xCT Transporter), Transport von extrazellulärem Cystin in Zellen wie Melanozyten | Förderung der (Phäo-)Melaninsynthese (höchstes SLC7A11-Expressionslevel bei gelbem, „protein yellow“ Rückenfell)1) | Veränderung der Expression von MITF, TYR, TYRP1, CREB1 und ASIP2) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose3) | POU2F1 kann spezifisch an den SLC7A11 Promoter binden und die Transkription des SLC7A11 hemmen4) |
| POU2F1 (POU class 2 homeobox 1)/ Oct-1 (Octamer Transcription factor-1) | Transkriptionsfaktor | Höchstes Expressionslevel bei braunem, „brown“, gefolgt von gelbem, „protein yellow“ Rückenfell5) | Negative Regulation von SLC7A11, SLC24A5 und MITF; positive Regulation von ASIP6) | Hohes Expressionslevel in der Lunge7) | |
| KIT (v-kit Hardy-Zuckerman 4 feline sarcoma viral oncogene homolog) | Tyrosinkinase-Rezeptor, Signalübertragung | Förderung der Melaninsynthese8) | Förderung der Expression von TYR, MITF, PMEL und DCT9) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose10) | Ligand: KITL (Synonym SCF, stem cell factor; aus der dermalen Papille stammend) |
| MITF-M (Microphthalmia-associated transcription factor-M) * | Transkriptionsfaktor, Hauptregulator der Melanogenese | Förderung der Melaninsynthese11) | Förderung der Expression von TYR, DCT, GPNMB und PMEL12) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose13) | Post-translationale Modifikationen spielen eine entscheidende Rolle für die MITF-M-Aktivität; wichtiger Regulator/ Stabilisator: Deubiquitinase USP1314) |
| GNAI2 (G protein subunit alpha i2) | Intrazelluläre Signalübertragung | Förderung der Melaninsynthese15) | Förderung der Expression von TYR, DCT, GPNMB und PMEL16) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose17) | |
| NRAS (Neuroblastoma RAS viral oncogene homolog) | Intrinsische GTPase-Aktivität, Signalübertragung im MAPK-Signalweg | Förderung der Melaninsynthese18) | Förderung der Expression von MITF, TYR, DCT, PMEL und CREB19) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose20) | |
| CDK1 (Cyclin-dependent kinase 1) | [21)] | ||||
| CREB (cAMP response element-binding protein) | |||||
| PMEL (Premelanosome protein) | Glykoprotein; Reifung und Transport der Melanosomen | Förderung der Melaninsynthese22) | Förderung der Expression von MITF, TYR, TYRP1 und GPNMB23) | Förderung der Proliferation, Hemmung der Apoptose24) | |
| GPNMB (Glycoprotein nmb) | |||||
| SOX10 (sex determining region Y-box 10) | Regulation der Melanozyten-Proliferation | Hemmung der Melaninsynthese bei SOX10-Silencing25) | SOX10-Silencing in den Melanozyten durch aus der dermalen Papille stammende, exosomale miRNA („miR-222-3p“), folglich Hemmung der Melanozyten-Proliferation, bzw. Förderung der -Apoptose26) |
*: Melanozyten exprimieren verschiedene MITF-Isoformen, z.B. „MITF-A“ oder „MITF-M“ (mit spezifischen Promotoren), die sich unterschiedlich auf die Entwicklung von Organen wie Haut oder Augen – und damit auf deren Pigmentierung – auswirken können. Ergebnisse von Versuchen mit MITF-A- und MITF-M-Knockout-Mäusen: • MITF-A-Null-Mäuse wiesen nur geringfügige Veränderungen in der Melaninansammlung im Fell und eine verminderte TYR-Expression im Auge auf. • Dagegen fehlten MITF-M-Null-Mäusen aus der Neuralleiste stammende Melanozyten in der Haut, der Aderhaut und dem Irisstroma, während die Pigmentierung im RPE und im Irispigmentepithel des Auges erhalten blieb.27)
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1)
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Chen, Y., Hu, S., Mu, L., Zhao, B., Wang, M., Yang, N., … & Wu, X. 2019. Slc7a11 modulated by POU2F1 is involved in pigmentation in rabbit. International journal of molecular sciences, 20(10), 2493.
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Yang, N., Zhao, B., Hu, S., Bao, Z., Liu, M., Chen, Y., & Wu, X. (2020). Characterization of POU2F1 gene and its potential impact on the expression of genes involved in fur color formation in Rex Rabbit. Genes, 11(5), 575.
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Hu, S., Chen, Y., Zhao, B., Yang, N., Chen, S., Shen, J., … & Wu, X. 2020. KIT is involved in melanocyte proliferation, apoptosis and melanogenesis in the Rex Rabbit. PeerJ, 8, e9402.
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Hu, S., Bai, S., Dai, Y., Yang, N., Li, J., Zhang, X., … & Wu, X. 2021. Deubiquitination of MITF-M regulates melanocytes proliferation and apoptosis. Frontiers in Molecular Biosciences, 8, 692724.
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Hu, S., Dai, Y., Bai, S., Zhao, B., Wu, X., & Chen, Y. 2021. GNAI2 promotes proliferation and decreases apoptosis in rabbit melanocytes. Genes, 12(8), 1130.
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Bai, S., Hu, S., Dai, Y., Jin, R., Zhang, C., Yao, F., … & Chen, Y. 2022. NRAS promotes the proliferation of melanocytes to increase melanin deposition in Rex rabbits. Genome, 66(1), 1-10.
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Dai, Y., Hu, S., Bai, S., Li, J., Yang, N., Zhai, P., … & Wu, X. 2022. CDK1 promotes the proliferation of melanocytes in Rex rabbits. Genes & Genomics, 44(10), 1191-1199.
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Hu, S., Zhang, J., Zhang, P., Shi, M., & Zhang, Y. (2025). Integrative Transcriptomic and Proteomic Profiling Identifies PMEL as a Critical Regulator of Melanogenesis in Rex Rabbits. Animals, 15(21), 3135.
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Chen, Y., Lu, T., Dai, Y., Xue, Y., Zhao, B., & Wu, X. (2024). Exosomal miR-222-3p derived from dermal papilla cells inhibits melanogenesis in melanocytes by targeting SOX10 in rabbits. Animal Bioscience, 38(2), 236.
27)
Flesher, J. L., Paterson‐Coleman, E. K., Vasudeva, P., Ruiz‐Vega, R., Marshall, M., Pearlman, E., … & Ganesan, A. K. (2020). Delineating the role of MITF isoforms in pigmentation and tissue homeostasis. Pigment cell & melanoma research, 33(2), 279-292.
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