GBX2

La proteína homeobox GBX-2 es una proteína que en los humanos está codificada por el gen GBX2 . ^{[5] [6] [7]}

El homeobox 2 del cerebro en la gastrulación, o comúnmente conocido como GBX2, es un tipo de factor de transcripción que ayuda a organizar el mesencéfalo y el rombencéfalo durante la gastrulación. El rombencéfalo se divide en siete u ocho rombómeros durante la gastrulación y el GBX2 es responsable de los rombómeros uno a tres. El GBX2 también participa en la señalización y expresión de otros genes. Se ha dicho que existe un requisito de umbral para la cantidad de GBX2, por lo que lo que ocurre depende de la cantidad expresada. Por ejemplo, se necesitan cantidades específicas de GBX2 para regular el patrón anterior y posterior en el rombencéfalo. Si no se alcanza el umbral específico, entonces el patrón no se produce. Este es el caso de los otros genes que ayuda a expresar, como el FGF8. Con cada gen vienen algunas enfermedades asociadas con él. El carcinoma de células pequeñas de colon y el síndrome de Optiz-Gbbb, que causa anomalías en toda la línea media del cuerpo, son las enfermedades más estrechamente asociadas con el gen GBX2. ^[8]

El gen homeobox 2 del cerebro en la gastrulación (GBX2) es un gen homeobox que participa en el desarrollo normal de los rombómeros 1-3, que es la región del mesencéfalo/rombencéfalo. Este gen es un factor de transcripción dependiente de la dosis que participa en la regulación de la expresión adecuada de otros genes. La expresión de GBX2 se produce durante la gastrulación y continúa expresándose en las últimas etapas de la embriogénesis . Durante estas diferentes etapas, GBX2 es responsable de varios procesos importantes. En la etapa de la placa neural , GBX2 es necesario para que los precursores del rombencéfalo anterior sobrevivan y se formen correctamente. También en esta etapa del desarrollo, GBX2 es necesario para la regulación adecuada de la expresión de diferentes genes necesarios para el establecimiento temprano del patrón A/P en la placa neural. En las primeras etapas de la morfogénesis cerebral , GBX2 es necesario tanto para el desarrollo normal del rombencéfalo anterior como para la formación adecuada del organizador del mesencéfalo/rombencéfalo. Debido a los efectos sobre el organizador del mesencéfalo/rombencéfalo, GBX2 está involucrado en el posicionamiento del dominio de expresión para FGF8 ístmico . Dado que se trata de un gen dependiente de la dosis, las diferentes cantidades de gen presentes en una determinada ubicación pueden provocar diferentes resultados. El FGF8 se ve afectado por las diferentes dosis en la ubicación en la que se expresa. La ausencia de GBX2 hace que la expresión de FGF8 se desplace caudalmente y la sobreexpresión de GBX2 hace que la expresión de FGF8 se desplace rostralmente. No todos los rombómeros en los que se expresa GBX2 requieren la misma rigurosidad en la regulación de la dosis. De los tres, el rombómero 2 es el que tiene los requisitos de dosis más estrictos.

Se cree que el gen Gbx-2 está involucrado en la formación de patrones y la diferenciación de las células de la cresta neural durante el crecimiento fetal como factor de transcripción. A medida que un cigoto se convierte en una gástrula , el ectodermo embrionario se diferencia en estas células de la cresta neural, que dan lugar a muchas estructuras, incluidos músculos, neuronas y huesos más adelante en el desarrollo. Para probar el papel de Gbx-2 en el desarrollo de las células de la cresta neural, se inyectó la región de proliferación de células neurales con el morfógeno Wnt8. En respuesta, se expresó Snail2, lo que llevó a la activación del factor de transcripción y la posterior formación de proteínas. Cuando se inhibió Wnt8 en la misma región, no se expresaron factores de transcripción y el crecimiento de las células neurales se inhibió o no se observó. También ha habido estudios que mostraron que cuando ocurrió lo contrario, con la ausencia o presencia de Snail2 afectando a Wnt8, se produjeron efectos similares a la activación del factor de transcripción. Dicha investigación ha demostrado que la activación del factor de transcripción depende de ambos genes. Se cree que Wnt es un inductor de células de la cresta neural y que Gbx-2 es uno de los genes diana implicados. ^[9] En los casos en los que hay un exceso de ARNm de Gbx-2, se observa una expansión de las células de la cresta neural, mientras que cuando hay una falta de ARNm, las células de la cresta neural no proliferan. Si las células de la cresta neural no pueden proliferar, muchos de los órganos y procesos importantes del cuerpo se inhibirán y es probable que esto provoque un aborto espontáneo del feto.

La falta de expresión del gen GBX2 hace que muchas estructuras no se formen, como los núcleos ístmicos, el cerebelo, el nervio motor V y muchos otros derivados de los rombómeros 1-3. Los embriones con el gen GBX2 inactivado seguirán desarrollándose y llegarán a un embarazo a término. Los bebés nacen, pero si hay una falta de expresión de GBX2, todos morirán poco después del nacimiento. ^{[10] [11]}

La inactivación del gen gbx2 produce un rombencéfalo anterior truncado, así como grupos anormales de cuerpos celulares en r2 y r3, que se asocian con problemas en el quinto nervio craneal. Se ha demostrado que cualquier estructura derivada de r1-r3 se verá afectada negativamente por mutaciones o deficiencias en gbx2. Estas estructuras incluyen el arco aórtico y la arteria subclavia derecha que, cuando se desarrollan de manera inadecuada, pueden provocar defectos cardiovasculares además de defectos craneofaciales por el desarrollo inadecuado del quinto nervio craneal. ^[12]