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Functional regulation of Oct4 by estrogen related receptor isoforms

초록/요약

Oct4는 POU 과에 속하는 homeodomain 전사인자 중 하나로 배아줄기세포의 자가생산성과 다능성을 유지하는데 중요하게 작용한다. Oct4의 발현은 초기 배아 발생시기에 제한적으로 나타나기 때문에 종종 미분화 상태의 세포를 나타내는 표지 유전자로 쓰인다. Estrogen related receptor(ERR)는 리간드가 알려지지 않은 orphan nuclear receptor이다. ERR에는 세 가지 구조적 아형들이 존재하는데 이는 ERRα, ERRβ 그리고 ERRγ이다. 이들은 DNA 결합 도메인에 구조적으로 상당한 유사성을 나타내기 때문에 서로 비슷한 리간드와 타겟 유전자에 결합할 것이라고 추측된다. 이 아형들 중 ERRβ는 Nanog, Oct4, Sox2, 그리고 Zfx와 함께 배아줄기세포의 자가생산성과 다능성을 조절한다고 알려져 있다. 본 연구에서는 먼저ERR 아형들이 Oct4와 함께 배아줄기세포와 배아종양세포에서 함께 발현된다는 것을 밝혔다. 그리고 affinity precipitation 실험을 수행하여 ERR 아형들이Oc4와 in vivo에서 결합한다는 것을 알아내었다. GST-pull down 실험을 통해 이러한 결합부위가 Oct4의 POU 도메인임을 밝혔다. Oct4와 각각의ERR 아형들을 함께 293T 세포에 transfection 시킨 후 면역세포화학법 을 수행한 결과 ERR 아형들이 Oct4와 함께 핵에 함께 존재하는 것을 확인하였다. 마지막으로 ERR 아형들이 Oct4에 의한 전사활성을 증가시킨다는 것을 luciferase실험을 수행하여 얻었다. 이상의 결과는 ERR 아형들이 Oct4와 상호작용을 하여 Oct4에 의해 조절되는 유전자들의 전사 기능을 활성화 시킨다는 것을 나타낸다.

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초록/요약

Oct4 is a homeodomain transcription factor of the POU family. It is involved in the self-renewal and pluripotency of embryonic stem cells. Because its expression is restricted to early-stage embryo, it is often used as a marker for undifferentiated cells. Estrogen related receptors are orphan nuclear receptors which no ligands are identified. There are three isoforms in estrogen related receptors; ERRα, ERRβ, and ERRγ. They display a high degree of structural similarities within DNA binding domains, suggesting that they would bind to similar ligands and targets. It has been reported that ERRβ regulates the self-renewal and pluripotency of ES cells with Nanog, Oct4, Sox2, and Zfx. Here, I showed that ERR isoforms and Oct4 co-express in ES and EC cells. Then I found ERRα and ERRγ also interact with Oct4 in vivo by performing affinity precipitation. A GST-pull down assay confirmed that the interaction in vitro which was mediated by POU domain of Oct4. Moreover immunocytochemistry after co-transfection of Oct4 and ERR isoforms into 293T cells revealed that ERR isoforms colocalize with Oct4 in nucleus. Finally, I showed that ERR isoforms could augment the transactivation mediated by Oct4 by performing luciferase assays. Taken together, these results suggest that ERR isoforms interact with Oct4 and positively regulate Oct4-mediated transactivation.

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