सोनिक हेजहोग प्रोटीन

सोनिक हेजहोग प्रोटीन (एसएचएच) एसएचएच जीन द्वारा एन्कोड किया गया है। प्रोटीन का नाम चरित्र सोनिक द हेजहोग (चरित्र) के नाम पर रखा गया है।

यह संकेतन अणु सभी जानवरों में भ्रूणीय रूपजनन को विनियमित करने में महत्वपूर्ण है। एसएचएच जीवोत्पत्ति और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र, अंगों, अंकों और शरीर के कई अन्य हिस्सों के संगठन को नियंत्रित करता है। सोनिक हेजहोग एक मोर्फोजेन है जो फ्रांसीसी ध्वज मॉडल द्वारा विशेषता एकाग्रता ढाल का उपयोग करके विकासशील भ्रूण को पैटर्न देता है। इस मॉडल में एसएचएच अणुओं का एक गैर-समान वितरण है जो एकाग्रता के अनुसार विभिन्न कोशिका भाग्य को नियंत्रित करता है। इस जीन में उत्परिवर्तन से holoprosencephaly हो सकता है, जो मस्तिष्क गोलार्द्धों में विभाजन की विफलता है, जैसा कि एसएचएच नॉक-आउट चूहों का उपयोग करके एक प्रयोग में प्रदर्शित किया गया था जिसमें अग्रमस्तिष्क की मध्य रेखा विकसित होने में विफल रही और इसके बजाय केवल एक जुड़े हुए टेलेंसफैलिक पुटिका का परिणाम हुआ। सोनिक हेजहोग अभी भी वयस्क ऊतकों के विभेदन, प्रसार और रखरखाव में भूमिका निभाता है। वयस्क ऊतकों में एसएचएच सिग्नलिंग की असामान्य सक्रियता को स्तन कैंसर, त्वचा कैंसर, मस्तिष्क कैंसर, यकृत कैंसर, पित्ताशय कैंसर और कई अन्य प्रकार के कैंसर में शामिल किया गया है।

खोज और नामकरण
हेजहोग जीन (हेजहोग (सेल सिग्नलिंग)) की पहचान पहली बार फ्रूट फ्लाई ड्रोसोफिला मेलानोगास्टर में क्रिस्टियन नुस्सलीन-वोल्हार्ड और एरिक विस्चौस की क्लासिक हीडलबर्ग स्क्रीन में की गई थी, जैसा कि 1980 में प्रकाशित हुआ था। इन आनुवंशिक स्क्रीन, जिसके कारण शोधकर्ताओं ने विकासात्मक आनुवंशिकीविद् एडवर्ड बी लुईस के साथ 1995 में फिजियोलॉजी या मेडिसिन में नोबेल पुरस्कार जीता, ने ऐसे जीन की पहचान की जो ड्रोसोफिला भ्रूण के विभाजन (जीव विज्ञान) पैटर्न को नियंत्रित करते हैं। कार्य उत्परिवर्ती फेनोटाइप के एचएच नुकसान के कारण भ्रूण दांतों से ढक जाता है, यानी कांटेदार जंगली चूहा के स्पाइक्स के समान छोटे नुकीले प्रक्षेपण। फिलिप इंघम, एंड्रयू पी. मैकमोहन और क्लिफोर्ड टैबिन द्वारा कशेरुकियों में हेजहोग के समकक्ष खोजने के उद्देश्य से की गई जांच से तीन होमोलॉजी (जीव विज्ञान) का पता चला।

इनमें से दो जीन, डेजर्ट हेजहोग (प्रोटीन) और इंडियन हेजहोग (प्रोटीन) का नाम हेजहोग की प्रजातियों के लिए रखा गया था, जबकि सोनिक हेजहोग का नाम वीडियो गेम के चरित्र सोनिक द हेजहोग (चरित्र) के नाम पर रखा गया था। रेफरी> जीन का नाम क्लिफोर्ड टैबिन में पोस्टडॉक्टरल फेलो रॉबर्ट रिडल द्वारा रखा गया था, जब उनकी पत्नी बेट्सी वाइल्डर गेम सोनिक द हेजहोग (1991 वीडियो गेम) के विज्ञापन वाली एक पत्रिका लेकर घर आई थीं। ज़ेबरा डेनमार्क में, तीन कशेरुकी एचएच जीनों में से दो की नकल की जाती है: एसएचएच ए और एसएचएच बी (पूर्व में टिग्गीविंकल हेजहोग के रूप में वर्णित, जिसका नाम द टेल ऑफ़ मिसेज टिग्गी-विंकल|मिसेज टिग्गी-विंकल, बच्चों के लिए बीट्रिक्स पॉटर की किताबों का एक पात्र) और इहा और इहब के नाम पर रखा गया था। रेफरी नाम= करी > (पूर्व में इसे इकिडना हेजहोग के रूप में वर्णित किया गया था, जिसका नाम इकिडना के नाम पर रखा गया था, न कि सोनिक फ्रैंचाइज़ में नक्कल्स द इकिडना के पात्र के लिए)।

फ़ंक्शन
एचएच होमोलॉग्स में से, एसएचएच की विकास में सबसे महत्वपूर्ण भूमिका पाई गई है, यह कई प्रणालियों को पैटर्न देने में शामिल मॉर्फोजेन के रूप में कार्य करता है - जिसमें पूर्वकाल पिट्यूटरी भी शामिल है, मस्तिष्क का पैलियम (न्यूरोएनाटॉमी), मेरुदंड, फेफड़े, दाँत और इंट्राथैलेमिक सीमित क्षेत्र द्वारा चेतक । कशेरुकियों में, अंग (शरीर रचना) और अंक (शरीर रचना) का विकास भ्रूणीय अंग कली के पीछे की ओर स्थित ध्रुवीकरण गतिविधि के क्षेत्र द्वारा ध्वनि हेजहोग के स्राव पर निर्भर करता है। मानव सोनिक हेजहोग जीन एसएचएच में उत्परिवर्तन, उदर मध्य रेखा के नुकसान के परिणामस्वरूप, होलोप्रोसेन्सेफली प्रकार 3 एचपीई 3 का कारण बनता है। सोनिक हेजहोग प्रतिलेखन मार्ग को भ्रूण सेरिबैलम ट्यूमर सहित विशिष्ट प्रकार के कैंसर ट्यूमर के गठन से भी जोड़ा गया है। और मेडुलोब्लास्टोमा, साथ ही प्रोस्टेट कैंसर ट्यूमर की प्रगति भी। विकासशील भ्रूण अंगों में एसएचएच को व्यक्त करने के लिए, फाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक नामक एक मॉर्फोजेन को एपिकल एक्टोडर्मल रिज से स्रावित किया जाना चाहिए। सोनिक हेजहोग को एक्सॉन मार्गदर्शन के रूप में भी कार्य करते हुए दिखाया गया है। यह प्रदर्शित किया गया है कि SHH विकासशील रीढ़ की हड्डी की उदर मध्य रेखा पर कमिसुरल अक्षतंतु को आकर्षित करता है। विशेष रूप से, SHH कम सांद्रता पर रेटिना नाड़ीग्रन्थि कोशिका (आरजीसी) अक्षतंतु को आकर्षित करता है और उच्च सांद्रता पर उन्हें पीछे हटा देता है। रेफरी नाम= कोलपाक > एसएचएच की अनुपस्थिति (गैर-अभिव्यक्ति) को सीतासियों में नवजात हिंद अंगों के विकास को नियंत्रित करने के लिए दिखाया गया है रेफरी नाम= थेविसेन > (व्हेल और डॉल्फिन)।

एसएचएच जीन डीएनए अनुक्रम परिवर्तन या स्प्लिस वेरिएंट के पांच रूपों के साथ हेजहोग जीन परिवार का एक सदस्य है। रेफरी नाम = सिड: 1 > SHH गुणसूत्र सात पर स्थित है और सोनिक हेजहोग प्रोटीन का उत्पादन शुरू करता है। यह प्रोटीन विकास को नियंत्रित करने के लिए भ्रूण के ऊतकों को छोटी और लंबी दूरी के संकेत भेजता है। यदि एसएचएच जीन उत्परिवर्तित या अनुपस्थित है, तो प्रोटीन सोनिक हेजहोग अपना काम ठीक से नहीं कर सकता है। सोनिक हेजहोग कोशिका वृद्धि, कोशिका विशिष्टता और शरीर योजना के गठन, संरचना और संगठन में योगदान देता है। यह प्रोटीन एक महत्वपूर्ण मॉर्फोजेनिक सिग्नलिंग अणु के रूप में कार्य करता है और विकासशील भ्रूणों में कई अलग-अलग संरचनाओं के निर्माण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। एसएचएच जीन कई प्रमुख अंग प्रणालियों को प्रभावित करता है, जैसे तंत्रिका तंत्र, हृदय प्रणाली, श्वसन प्रणाली और मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली। एसएचएच जीन में उत्परिवर्तन इन प्रणालियों के घटकों में विकृति का कारण बन सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विकासशील भ्रूण में बड़ी समस्याएं हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, मस्तिष्क और आंखें, इस जीन में उत्परिवर्तन से महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित हो सकते हैं और microphthalmia और होलोप्रोसेन्सफली जैसे विकारों का कारण बन सकते हैं। माइक्रोफथाल्मिया एक ऐसी स्थिति है जो आंखों को प्रभावित करती है, जिसके परिणामस्वरूप एक या दोनों आंखों में छोटे, अविकसित ऊतक बन जाते हैं। इससे कोलोबोमा से लेकर एक छोटी आंख और पूरी तरह से आंखों की अनुपस्थिति तक की समस्याएं हो सकती हैं। होलोप्रोसेन्सेफली एक ऐसी स्थिति है जो आमतौर पर एसएचएच जीन के उत्परिवर्तन के कारण होती है जो अनुचित पृथक्करण अक्षीय मोड़ सिद्धांत सिद्धांत का कारण बनती है। और चेहरे की बदहज़मी।  कई प्रणालियाँ और संरचनाएँ SHH जीन और उसके बाद के सोनिक हेजहोग प्रोटीन की उचित अभिव्यक्ति पर बहुत अधिक निर्भर करती हैं, जिससे इसे विकास के लिए एक आवश्यक जीन होने का गौरव प्राप्त होता है।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का पैटर्न
सोनिक हेजहोग (एसएचएच) सिग्नलिंग अणु कशेरुक विकासात्मक जीवविज्ञान के दौरान केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (सीएनएस) को पैटर्न देने में विभिन्न भूमिका निभाता है। एसएचएच के सबसे विशिष्ट कार्यों में से एक तंत्रिका ट्यूब  के भीतर  फर्श की पट्टी  और विविध वेंट्रल सेल प्रकारों को शामिल करने में इसकी भूमिका है।  पृष्ठदंड  - अक्षीय  मध्यजनस्तर  से प्राप्त एक संरचना - एसएचएच का उत्पादन करती है, जो तंत्रिका ट्यूब के उदर क्षेत्र में बाह्य कोशिकीय रूप से यात्रा करती है और उन कोशिकाओं को फ़्लोर प्लेट बनाने का निर्देश देती है। फ्लोर प्लेट इंडक्शन का एक अन्य दृष्टिकोण परिकल्पना करता है कि नोटोकॉर्ड में स्थित कुछ पूर्ववर्ती कोशिकाएं इसके गठन से पहले तंत्रिका प्लेट में डाली जाती हैं, जो बाद में फ्लोर प्लेट को जन्म देती हैं। न्यूरल ट्यूब स्वयं केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का प्रारंभिक आधार है, और फ़्लोर प्लेट एक विशेष संरचना है, जो न्यूरल ट्यूब के उदर मध्य बिंदु पर स्थित है। सिग्नलिंग केंद्र के रूप में नॉटोकॉर्ड का समर्थन करने वाले साक्ष्य उन अध्ययनों से मिलते हैं जिनमें विवो में एक न्यूरल ट्यूब के पास एक दूसरा नॉटोकॉर्ड प्रत्यारोपित किया जाता है, जिससे न्यूरल ट्यूब के भीतर एक एक्टोपिक फ़्लोर प्लेट का निर्माण होता है।

सोनिक हेजहोग स्रावित प्रोटीन है जो नॉटोकॉर्ड और फ्लोर प्लेट की सिग्नलिंग गतिविधियों में मध्यस्थता करता है। इन विट्रो में एसएचएच की एक्टोपिक अभिव्यक्ति से जुड़े अध्ययन और विवो में फ्लोर प्लेट इंडक्शन और मोटर न्यूरॉन और वेंट्रल इंटिरियरनों के विभेदन (सेलुलर) में परिणाम होता है। दूसरी ओर, एसएचएच के लिए चूहों के उत्परिवर्ती में उदर रीढ़ की हड्डी की विशेषताओं का अभाव है। इसके विरुद्ध एंटीबॉडी का उपयोग करके एसएचएच सिग्नलिंग को इन विट्रो में अवरुद्ध करना समान फेनोटाइप दिखाता है। SHH एकाग्रता-निर्भर तरीके से अपना प्रभाव डालता है, ताकि एसएचएच की उच्च सांद्रता के परिणामस्वरूप कोशिका प्रसार में स्थानीय एंजाइम अवरोध हो। इस अवरोध के कारण न्यूरल ट्यूब के पार्श्व क्षेत्रों की तुलना में फर्श की प्लेट पतली हो जाती है। एसएचएच की कम सांद्रता के परिणामस्वरूप सेलुलर प्रसार होता है और विभिन्न उदर तंत्रिका कोशिका प्रकार शामिल होते हैं। एक बार फ़्लोर प्लेट स्थापित हो जाने पर, इस क्षेत्र में रहने वाली कोशिकाएँ बाद में स्वयं SHH व्यक्त करेंगी, तंत्रिका ट्यूब के भीतर एक सांद्रता प्रवणता उत्पन्न करना।

यद्यपि एसएचएच एकाग्रता ग्रेडिएंट का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण नहीं है, लेकिन पैच्ड|पैच्ड (पीटीसी) जीन अभिव्यक्ति के दृश्य के माध्यम से अप्रत्यक्ष प्रमाण है, जो एसएचएच रिसेप्टर के लिगैंड बाइंडिंग डोमेन के लिए एन्कोड करता है। पूरे उदर तंत्रिका ट्यूब में। इन विट्रो अध्ययनों से पता चलता है कि एसएचएच एकाग्रता में वृद्धिशील दो- और तीन गुना परिवर्तन मोटर न्यूरॉन और विभिन्न इंटिरियरोनल उपप्रकारों को जन्म देते हैं, जैसा कि उदर रीढ़ की हड्डी में पाया जाता है। इन विट्रो में ये वृद्धिशील परिवर्तन सिग्नलिंग ऊतक (नोटोकॉर्ड और फ्लोर प्लेट) से प्रोटीन डोमेन की दूरी के अनुरूप होते हैं जो बाद में विभिन्न न्यूरोनल उपप्रकारों में विभेदित हो जाते हैं क्योंकि यह इन विट्रो में होता है। ग्रेडेड एसएचएच सिग्नलिंग को प्रोटीन के जीएलआई1 परिवार के माध्यम से मध्यस्थ करने का सुझाव दिया गया है, जो ड्रोसोफिला जस्ता उंगली  युक्त प्रतिलेखन कारक  टूटी हुई कोहनी  (सीआई) के कशेरुक समरूप हैं। ड्रोसोफिला में सीआई हेजहोग (एचएच) सिग्नलिंग का एक महत्वपूर्ण मध्यस्थ है। कशेरुकियों में, तीन अलग-अलग ग्लि प्रोटीन मौजूद होते हैं, अर्थात। Gli1, Gli2 और Gli3, जो तंत्रिका ट्यूब में व्यक्त होते हैं। Gli1 के लिए चूहे के उत्परिवर्ती सामान्य रीढ़ की हड्डी के विकास को दर्शाते हैं, यह सुझाव देते हैं कि यह SHH गतिविधि में मध्यस्थता के लिए अपरिहार्य है। हालाँकि, Gli2 उत्परिवर्ती चूहों में वेंट्रल रीढ़ की हड्डी में असामान्यताएं दिखाई देती हैं, जिसमें फ़्लोर प्लेट और वेंट्रल-मोस्ट इंटिरियरॉन (V3) में गंभीर दोष होते हैं। Gli3 रिसेप्टर प्रतिपक्षी SHH एक खुराक (जैव रसायन)-निर्भर तरीके से कार्य करता है, पृष्ठीय न्यूरोनल उपप्रकारों को बढ़ावा देता है। SHH उत्परिवर्ती फेनोटाइप को SHH/Gli3 डबल म्यूटेंट में बचाया जा सकता है। ग्लि प्रोटीन में एक सी-टर्मिनल सक्रियण डोमेन और एक एन-टर्मिनल दमनकारी डोमेन होता है। SHH को Gli2 के सक्रियण कार्य को बढ़ावा देने और Gli3 की दमनकारी गतिविधि को रोकने का सुझाव दिया गया है। SHH भी Gli3 के सक्रियण कार्य को बढ़ावा देता प्रतीत होता है, लेकिन यह गतिविधि पर्याप्त मजबूत नहीं है। SHH की श्रेणीबद्ध सांद्रता Gli 2 और Gli3 की श्रेणीबद्ध गतिविधि को जन्म देती है, जो उदर रीढ़ की हड्डी में उदर और पृष्ठीय न्यूरोनल उपप्रकारों को बढ़ावा देती है। Gli3 और SHH/Gli3 म्यूटेंट के साक्ष्य से पता चलता है कि SHH मुख्य रूप से आगमनात्मक होने के बजाय पूर्वज सेल डोमेन के स्थानिक प्रतिबंध को नियंत्रित करता है, क्योंकि SHH/Gli3 म्यूटेंट सेल प्रकारों के इंटरमिक्सिंग को दर्शाते हैं। एसएचएच अन्य प्रोटीनों को भी प्रेरित करता है जिनके साथ यह परस्पर क्रिया करता है, और ये अंतःक्रियाएं एसएचएच के प्रति कोशिका की संवेदनशीलता को प्रभावित कर सकती हैं। हेजहोग-इंटरैक्टिंग प्रोटीन (एचएचआईपी) एसएचएच से प्रेरित होता है, जो बदले में इसकी सिग्नलिंग गतिविधि को कमजोर कर देता है। विट्रोनेक्टिन एक अन्य प्रोटीन है जो SHH से प्रेरित होता है; यह न्यूरल ट्यूब में एसएचएच सिग्नलिंग के लिए एक बाध्यकारी सह-कारक के रूप में कार्य करता है। उदर तंत्रिका ट्यूब में पांच अलग-अलग पूर्वज डोमेन होते हैं: मैंडिबुलर तंत्रिका इंटिरियरॉन, मोटर न्यूरॉन्स (एमएन), मैक्सिलरी तंत्रिका, नेत्र तंत्रिका, और वी0 इंटिरियरन (उदर से पृष्ठीय क्रम में)। ये विभिन्न पूर्वज डोमेन होमोबॉक्स प्रतिलेखन कारकों के विभिन्न वर्गों के बीच संचार द्वारा स्थापित किए जाते हैं। (त्रिधारा तंत्रिका देखें।) ये प्रतिलेखन कारक एसएचएच ग्रेडिएंट एकाग्रता पर प्रतिक्रिया करते हैं। एसएचएच के साथ उनकी बातचीत की प्रकृति के आधार पर, उन्हें दो समूहों में वर्गीकृत किया जाता है - वर्ग I और वर्ग II - और पैक्स जीन, एनकेएक्स-होमोडोमेन कारक, डीबीएक्स1 1 और Iroquois होमोबॉक्स फ़ैक्टर परिवारों के सदस्यों से बने होते हैं। कक्षा I प्रोटीन को पूर्वज कोशिका की उदर सीमाओं को चित्रित करते हुए SHH की विभिन्न सीमाओं पर दबाया जाता है, जबकि कक्षा II प्रोटीन डोमेन की पृष्ठीय सीमा को चित्रित करते हुए SHH की विभिन्न सीमाओं पर सक्रिय होते हैं। वर्ग I और वर्ग II प्रोटीन के बीच चयनात्मक क्रॉस- दमनकारी इंटरैक्शन पांच कार्डिनल वेंट्रल न्यूरोनल उपप्रकारों को जन्म देता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि SHH विकासशील न्यूरल ट्यूब पर प्रभाव डालने वाला एकमात्र सिग्नलिंग अणु नहीं है। कई अन्य अणु, आनुवंशिक मार्ग और तंत्र सक्रिय हैं (उदाहरण के लिए, रेटिनोइक अम्ल, फ़ाइब्रोब्लास्ट वृद्धि कारक, अस्थि मोर्फोजेनेटिक प्रोटीन), और एसएचएच और अन्य अणुओं के बीच जटिल बातचीत संभव है। बीएमपी को एसएचएच सिग्नलिंग के प्रति तंत्रिका कोशिका की संवेदनशीलता निर्धारित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाने का सुझाव दिया गया है। इसका समर्थन करने वाले साक्ष्य बीएमपी अवरोधकों का उपयोग करने वाले अध्ययनों से मिलते हैं जो किसी दिए गए एसएचएच एकाग्रता के लिए तंत्रिका प्लेट सेल के भाग्य को नियंत्रित करते हैं। दूसरी ओर, बीएमपी प्रतिपक्षी (उदाहरण के लिए, नोगिन (प्रोटीन)) में उत्परिवर्तन रीढ़ की हड्डी की उदर-अधिकांश विशेषताओं में गंभीर दोष पैदा करता है, इसके बाद उदर तंत्रिका ट्यूब में बीएमपी की एक्टोपिक अभिव्यक्ति होती है। एफजीएफ और आरए के साथ एसएचएच की बातचीत का अभी तक आणविक विस्तार से अध्ययन नहीं किया गया है।

मोर्फोजेनेटिक गतिविधि
उदर तंत्रिका ट्यूब में एसएचएच की एकाग्रता- और समय-निर्भर, कोशिका-भाग्य-निर्धारण गतिविधि इसे मॉर्फोजेन का एक प्रमुख उदाहरण बनाती है। कशेरुकियों में, तंत्रिका ट्यूब के उदर भाग में एसएचएच सिग्नलिंग फ़्लोर प्लेट कोशिकाओं और मोटर न्यूरॉन्स के प्रेरण के लिए विशेष रूप से जिम्मेदार है। एसएचएच विकासशील न्यूरल ट्यूब के नॉटोकॉर्ड और वेंट्रल फ्लोर प्लेट से निकलता है, जिससे एक एकाग्रता ग्रेडिएंट बनता है जो डोरसो-वेंट्रल अक्ष तक फैलता है और एक व्युत्क्रम Wnt सिग्नलिंग पाथवे ग्रेडिएंट द्वारा विरोधी होता है, जो पृष्ठीय रीढ़ की हड्डी को निर्दिष्ट करता है। एसएचएच लिगैंड की उच्च सांद्रता न्यूरल ट्यूब और नोटोकॉर्ड के सबसे उदर पहलुओं में पाई जाती है, जबकि कम सांद्रता न्यूरल ट्यूब के अधिक पृष्ठीय क्षेत्रों में पाई जाती है। वेंट्रल न्यूरल ट्यूब पैटर्निंग के समय एसएचएच के इस वर्गीकृत वितरण को दिखाने के लिए एसएचएच::जीएफपी संलयन प्रोटीन को व्यक्त करने के लिए इंजीनियर किए गए चूहों की तंत्रिका ट्यूब में एसएचएच एकाग्रता ढाल की कल्पना की गई है। ऐसा माना जाता है कि एसएचएच ग्रेडिएंट एक एकाग्रता- और समय-निर्भर तंत्र द्वारा कई अलग-अलग सेल भाग्य को प्राप्त करने के लिए काम करता है जो उदर पूर्वज कोशिकाओं में विभिन्न प्रकार के प्रतिलेखन कारकों को प्रेरित करता है। प्रत्येक उदर पूर्वज डोमेन प्रतिलेखन कारकों-Nkx2.2, ओलिग2, Nkx6.1, Nkx6.2, Dbx1, Dbx2, Irx3, Pax6, और Pax7- का अत्यधिक व्यक्तिगत संयोजन व्यक्त करता है जो SHH ग्रेडिएंट द्वारा नियंत्रित होता है। ये प्रतिलेखन कारक एसएचएच लिगैंड के संपर्क की मात्रा और समय के संबंध में एसएचएच एकाग्रता ढाल के साथ क्रमिक रूप से प्रेरित होते हैं। चूंकि पूर्वज कोशिकाओं की प्रत्येक आबादी एसएचएच प्रोटीन के विभिन्न स्तरों पर प्रतिक्रिया करती है, वे प्रतिलेखन कारकों का एक अनूठा संयोजन व्यक्त करना शुरू कर देते हैं जो न्यूरोनल सेल भाग्य भेदभाव की ओर ले जाता है। यह एसएचएच-प्रेरित विभेदक जीन अभिव्यक्ति प्रतिलेखन कारक अभिव्यक्ति के असतत प्रोटीन डोमेन के बीच तीव्र सीमाएं बनाती है, जो अंततः वेंट्रल न्यूरल ट्यूब को पैटर्न देती है।

वेंट्रल न्यूरल ट्यूब में जीन और कोशिका भाग्य के प्रगतिशील प्रेरण के स्थानिक और लौकिक पहलू को दो सबसे अच्छी तरह से चित्रित प्रतिलेखन कारकों, ओलिग 2 और एनकेएक्स 2.2 के अभिव्यक्ति डोमेन द्वारा चित्रित किया गया है। विकास के आरंभ में, उदर मध्य रेखा पर कोशिकाएं अपेक्षाकृत कम समय के लिए केवल एसएचएच की कम सांद्रता के संपर्क में आती हैं और प्रतिलेखन कारक ओलिग 2 को व्यक्त करती हैं। समय के साथ एसएचएच ग्रेडिएंट के निरंतर पृष्ठीय विस्तार के साथ-साथ ओलिग2 की अभिव्यक्ति तेजी से पृष्ठीय दिशा में विस्तारित होती है। हालाँकि, जैसे-जैसे SHH लिगैंड का मॉर्फोजेनेटिक फ्रंट आगे बढ़ता है और अधिक संकेंद्रित होने लगता है, लिगैंड के उच्च स्तर के संपर्क में आने वाली कोशिकाएं ओलिग2 को बंद करके और Nkx2.2 को चालू करके प्रतिक्रिया करती हैं, प्रतिलेखन कारक Nkx2.2 वेंट्रल को व्यक्त करने वाली कोशिकाओं से लेकर ओलिग2 को व्यक्त करने वाली कोशिकाओं के बीच एक तीव्र सीमा बनाना। यह इस तरह से है कि छह पूर्वज कोशिका आबादी के प्रत्येक डोमेन को एसएचएच एकाग्रता ढाल द्वारा तंत्रिका ट्यूब में क्रमिक रूप से पैटर्नित माना जाता है। पड़ोसी डोमेन में व्यक्त प्रतिलेखन कारकों के जोड़े के बीच पारस्परिक निषेध तेज सीमाओं के विकास में योगदान देता है; हालाँकि, कुछ मामलों में, अधिक दूर के डोमेन से प्रतिलेखन कारकों के जोड़े के बीच भी निरोधात्मक संबंध पाया गया है। विशेष रूप से, V3 डोमेन में व्यक्त NKX2-2 को V2 और अधिक पृष्ठीय डोमेन में व्यक्त IRX3 को बाधित करने की सूचना दी गई है, हालांकि V3 और V2 को MN नामक एक और डोमेन द्वारा अलग किया गया है। फ्रंटोनसल एक्टोडर्मल जोन (एफईजेड) में एसएचएच अभिव्यक्ति, जो एक सिग्नलिंग केंद्र है जो ऊपरी जबड़े के पैटर्न वाले विकास के लिए जिम्मेदार है, एफईजेड में एमआईआर-199 परिवार के माध्यम से मध्यस्थता करते हुए क्रैनियोफेशियल विकास को नियंत्रित करता है। विशेष रूप से, मस्तिष्क से एसएचएच-निर्भर संकेत एमआईआर-199 परिवार के जीन को नियंत्रित करते हैं, एमआईआर-199 जीन के डाउनरेगुलेशन से एसएचएच अभिव्यक्ति बढ़ती है और परिणामस्वरूप व्यापक चेहरे होते हैं, जबकि एमआईआर-199 जीन के अपग्रेडेशन से एसएचएच अभिव्यक्ति कम हो जाती है जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण चेहरे होते हैं।

दाँत विकास
एसएचएच ऑर्गोजेनेसिस और, सबसे महत्वपूर्ण, क्रैनियोफेशियल विकास में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। चूंकि एसएचएच एक सिग्नलिंग अणु है, यह मुख्य रूप से एक एकाग्रता ढाल के साथ प्रसार द्वारा काम करता है, विभिन्न तरीकों से कोशिकाओं को प्रभावित करता है। दाँत के प्रारंभिक विकास में, एसएचएच को प्राथमिक इनेमल गाँठ - एक सिग्नलिंग केंद्र - से जारी किया जाता है, जो दाँत के विकास और दाँत के पुच्छ विकास के नियमन में पार्श्व और तलीय सिग्नलिंग पैटर्न दोनों में स्थिति संबंधी जानकारी प्रदान करता है। एसएचएच विशेष रूप से उपकला ग्रीवा लूप के विकास के लिए आवश्यक है, जहां बाहरी और आंतरिक उपकला जुड़ते हैं और दंत स्टेम कोशिकाओं के लिए एक भंडार बनाते हैं। प्राथमिक इनेमल गांठों के अपोप्टोज़ होने के बाद, द्वितीयक इनेमल गांठें बनती हैं। द्वितीयक इनेमल गांठें मौखिक एक्टोडर्म को मोटा करने के लिए अन्य सिग्नलिंग अणुओं के साथ संयोजन में एसएचएच का स्राव करती हैं और विभेदन और खनिजकरण के दौरान दांत के मुकुट के जटिल आकार को पैटर्न देना शुरू करती हैं। नॉकआउट जीन मॉडल में, एसएचएच की अनुपस्थिति होलोप्रोसेन्सेफली का संकेत है। हालाँकि, SHH Gli2 और Gli3 के डाउनस्ट्रीम अणुओं को सक्रिय करता है। उत्परिवर्ती Gli2 और Gli3 भ्रूणों में कृन्तकों का असामान्य विकास होता है जो दांतों के प्रारंभिक विकास के साथ-साथ छोटे दाढ़ों के विकास में भी रुक जाते हैं।

फेफड़ों का विकास
हालाँकि एसएचएच आमतौर पर मस्तिष्क और अंग अंक विकास से जुड़ा होता है, यह फेफड़ों के विकास में भी महत्वपूर्ण है।  क्यूपीसीआर और नॉकआउट का उपयोग करने वाले अध्ययनों से पता चला है कि एसएचएच भ्रूण के फेफड़ों के विकास में योगदान देता है। स्तनधारी फेफड़े की शाखाएँ विकासशील श्वसनी और फेफड़ों के उपकला में होती हैं। रेफरी> एसएचएच डिस्टल एपिथेलियम में अग्रगुट एण्डोडर्म (तीन रोगाणु परतों के भीतरी भाग) में व्यक्त होता है, जहां भ्रूण के फेफड़े विकसित हो रहे होते हैं।  इससे पता चलता है कि एसएचएच फेफड़ों की शाखाओं के लिए आंशिक रूप से जिम्मेदार है। फेफड़ों की शाखाओं में बंटने में एसएचएच की भूमिका के और सबूत क्यूपीसीआर के साथ देखे गए हैं। एसएचएच अभिव्यक्ति भ्रूण के 11वें दिन के आसपास विकासशील फेफड़ों में होती है और भ्रूण के फेफड़ों की कलियों में दृढ़ता से व्यक्त होती है लेकिन विकासशील ब्रांकाई में कम होती है।  जिन चूहों में एसएचएच की कमी होती है उनमें ट्रेकिओसोफेगल फिस्टुला (ग्रासनली और श्वासनली का असामान्य संबंध) विकसित हो सकता है। इसके अतिरिक्त, एक डबल (एसएचएच-/-) नॉकआउट माउस मॉडल ने खराब फेफड़ों के विकास को प्रदर्शित किया। एसएचएच डबल नॉकआउट के फेफड़े लोबेशन और ब्रांचिंग से गुजरने में विफल रहे (यानी, वाइल्डटाइप के व्यापक रूप से शाखाओं वाले फेनोटाइप की तुलना में असामान्य फेफड़ों ने केवल एक शाखा विकसित की)।

संभावित पुनर्योजी कार्य
सोनिक हेजहोग स्तनधारी बाल कोशिका पुनर्जनन (जीव विज्ञान) में भूमिका निभा सकता है। चूहे के कोक्लीअ में रेटिनोब्लास्टोमा प्रोटीन गतिविधि को संशोधित करके, सोनिक हेजहोग परिपक्व बाल कोशिकाओं को विभाजित और विभेदित करने की अनुमति देता है जो आम तौर पर प्रजननशील स्थिति में वापस नहीं आ सकते हैं। रेटिनोब्लास्टोमा प्रोटीन कोशिकाओं को कोशिका चक्र में लौटने से रोककर कोशिका वृद्धि को दबा देता है, जिससे प्रसार को रोका जा सकता है। आरबी की गतिविधि को रोकना कोशिकाओं को विभाजित करने की अनुमति देता प्रतीत होता है। इसलिए, सोनिक हेजहोग - जिसे आरबी के एक महत्वपूर्ण नियामक के रूप में पहचाना जाता है - क्षति के बाद बाल कोशिकाओं को फिर से उगाने में भी एक महत्वपूर्ण विशेषता साबित हो सकता है।

एसएचएच बाल कूप पारगमन-प्रवर्धक कोशिकाओं (एचएफ-टीएसी) द्वारा त्वचीय वसाजनन को विनियमित करने के लिए महत्वपूर्ण है। विशेष रूप से, SHH एडिपोसाइट अग्रदूतों पर सीधे कार्य करके और पेरोक्सीसोम प्रोलिफ़रेटर-सक्रिय रिसेप्टर γ (Pparg) जीन की अभिव्यक्ति के माध्यम से उनके प्रसार को बढ़ावा देकर त्वचीय एंजियोजेनेसिस को प्रेरित करता है। रेफरी>

प्रसंस्करण
SHH कोशिका से स्रावित होने से पहले प्रसंस्करण चरणों की एक श्रृंखला से गुजरता है। नए संश्लेषित एसएचएच का वजन 45 परमाणु द्रव्यमान इकाई है और इसे प्रीप्रोप्रोटीन कहा जाता है। एक स्रावित प्रोटीन के रूप में, इसके एन-टर्मिनस पर एक छोटा सिग्नल पेप्टिडेज़ होता है, जिसे अन्तः प्रदव्ययी जलिका  (ईआर) में स्थानांतरण के दौरान सिग्नल पहचान कण द्वारा पहचाना जाता है, जो प्रोटीन स्राव का पहला चरण है। एक बार ट्रांसलोकेशन पूरा हो जाने पर, सिग्नल अनुक्रम को ईआर में सिग्नल पेप्टाइडेज़ द्वारा हटा दिया जाता है। वहां, SHH बिना किसी ज्ञात सिग्नलिंग भूमिका के 20 kDa एन-टर्मिनल सिग्नलिंग डोमेन (SHH-N) और 25 kDa C-टर्मिनल डोमेन उत्पन्न करने के लिए ऑटोप्रोसेसिंग से गुजरता है। दरार सी-टर्मिनल डोमेन के भीतर एक प्रोटीज़ द्वारा उत्प्रेरित होती है। प्रतिक्रिया के दौरान, एसएचएच-एन के सी-टर्मिनस में एक कोलेस्ट्रॉल अणु जोड़ा जाता है। इस प्रकार, सी-टर्मिनल डोमेन एक इंटीइन और कोलेस्ट्रॉल ट्रांसफ़ेज़ के रूप में कार्य करता है। एक अन्य  जल विरोधी  अंश (रसायन), एक पामिटिक एसिड, एसएचएच-एन के एन-टर्मिनल सिस्टीन के अल्फा-एमाइन में जोड़ा जाता है। कुशल सिग्नलिंग के लिए यह संशोधन आवश्यक है, जिसके परिणामस्वरूप गैर-पामिटिलेटेड फॉर्म की तुलना में क्षमता में 30 गुना वृद्धि होती है और इसे एमबीओएटी|झिल्ली-बाउंड ओ-एसिलट्रांसफेरेज़ परिवार एचएचएटी|प्रोटीन-सिस्टीन एन-पामिटॉयलट्रांसफेरेज़ एचएचएटी के एक सदस्य द्वारा किया जाता है।.

रोबोटिकिनिन
हेजहोग सिग्नलिंग मार्ग का एक संभावित अवरोधक पाया गया है और इसे रोबॉटनिकिनिन नाम दिया गया है - सोनिक द हेजहोग की दासता, डॉक्टर एगमैन|डॉ. के सम्मान में। इवो ​​एगमैन रोबोटनिक।

नाम को लेकर पूर्व विवाद
जीन को होलोप्रोसेन्सेफली नामक एक स्थिति से जोड़ा गया है, जिसके परिणामस्वरूप मस्तिष्क, खोपड़ी और चेहरे में गंभीर दोष हो सकते हैं, जिसके कारण कुछ चिकित्सक और वैज्ञानिक इस आधार पर नाम की आलोचना करते हैं कि यह बहुत तुच्छ लगता है। यह देखा गया है कि किसी मरीज या उनके परिवार के साथ किसी गंभीर विकार की चर्चा में सोनिक हेजहोग जीन में उत्परिवर्तन का उल्लेख अच्छी तरह से नहीं किया जा सकता है। यह विवाद काफी हद तक ख़त्म हो गया है, और नाम अब आम तौर पर तेज़, सस्ते पूर्ण जीनोम अनुक्रमण और मानकीकृत नामकरण के उदय से पहले के समय के एक विनोदी अवशेष के रूप में देखा जाता है। मरीजों और उनके परिवारों के साथ बात करते समय मानकीकृत संक्षिप्ताक्षरों का उपयोग करके डिकैपेंटाप्लेजिक, एलएफएनजी और सोनिक हेजहोग जैसे जीनों के नामों की अनुपयुक्तता की समस्या से काफी हद तक बचा जा सकता है।

यह भी देखें

 * पिकाचुरिन, एक रेटिनल प्रोटीन जिसका नाम पिकाचु के नाम पर रखा गया है
 * Zbtb7, एक ऑन्कोजीन जिसे मूल रूप से पोकेमॉन नाम दिया गया था

बाहरी संबंध

 * An introductory article on SHH at Davidson College
 * Rediscovering biology: Unit 7 Genetics of development .. Expert interview transcripts interview with John Incardona PhD .. explanation of the discovery and naming of the sonic hedgehog gene
 * ‘Sonic Hedgehog’ sounded funny at first .. New York Times November 12, 2006 ..
 * GeneReviews/NCBI/NIH/UW entry on Anophthalmia / Microphthalmia Overview
 * SHH – sonic hedgehog US National Library of Medicine