Oct4 i Nanog są czynnikami transkrypcyjnymi wymaganymi do utrzymania pluripotencji i samoodnowy embrionalnych komórek macierzystych (ES). Wykorzystując metodę immunoprecypitacji chromatyny ditagów, zmapowaliśmy miejsca wiązania tych czynników w genomie mysich komórek ES. tych czynników w genomie mysich komórek ES. Zidentyfikowaliśmy 1,083 i 3,006 miejsc wiązania o wysokiej pewności odpowiednio dla Oct4 i Nanog. Analizy porównawcze wykazały, że Oct4 i Nanog w znacznym stopniu pokrywają się w swoich miejscach docelowych. i są związane z genami w różnych konfiguracjach. Używając algorytmów de novo algorytmów odkrywania motywów, zdefiniowaliśmy elementy cis-działające pośredniczące w ich wiązaniu do miejsc genomowych. odpowiednie wiązanie do miejsc genomowych. Poprzez integrację interferencji RNA za pośrednictwem Oct4 i Nanog z profilowaniem ekspresji mikromacierzy, wykazaliśmy, że czynniki te mogą wykazaliśmy, że czynniki te mogą aktywować lub hamować transkrypcję. My wykazaliśmy, że wspólne podstawowe cele są ważne, aby powstrzymać komórki ES komórek ES przed różnicowaniem. Wyłaniający się obraz jest taki, w którym Oct4 i Nanog kontrolują kaskadę ścieżek, które są ze sobą ściśle powiązane, aby zarządzać pluripotencją, samoodnową, nadzorem genomu i determinacją losu komórek. --- Nanog jest nowo zidentyfikowanym genem homeodomeny, który podtrzymuje pluripotencję embrionalnych komórek macierzystych. pluripotencji embrionalnych komórek macierzystych. Jednak mechanizm molekularny, poprzez który nanog poprzez który nanog reguluje pluripotencję komórek macierzystych, pozostaje nieznany. Mysi nanog koduje polipeptyd o długości 305 reszt z rozbieżną homeodomeną podobną do z rodziny NK-2. Reszta nanog nie zawiera widocznej homologii do żadnego znanych białek scharakteryzowanych do tej pory. Postawiono hipotezę, że nanog koduje czynnik transkrypcyjny czynnik transkrypcyjny, który reguluje pluripotencję komórek macierzystych poprzez włączanie lub lub wyłączanie genów docelowych. Aby przetestować tę hipotezę, skonstruowaliśmy białka fuzyjne między nanog a domenami wiążącymi DNA drożdżowego czynnika transkrypcyjnego Gal4 i i przetestowaliśmy potencjał transaktywacji tych konstruktów. Nasze dane pokazują że zarówno regiony N-, jak i C-końcowe homeodomeny mają aktywność transkrypcyjną. aktywność transkrypcyjną. Pomimo faktu, że nie zawiera on widocznych motywów transaktywacji motywów transaktywacji, domena C-końcowa jest około 7 razy bardziej aktywna niż domena N-końcowa. Ten unikalny układ podwójnych transaktywatorów może nadawać nanog elastyczność i specyficzność do regulowania genów krytycznych zarówno dla pluripotencji, jak i różnicowania komórek macierzystych. różnicowania komórek macierzystych. --- Kohorta genów związanych z zachowaniem embrionalnych komórek macierzystych (ES), w tym NANOG, ulega ekspresji w wielu ludzkich nowotworach. Tworzą one sygnaturę podobną do ES glejaka wielopostaciowego (GBM), wysoce inwazyjnego i nieuleczalnego guza mózgu. i nieuleczalnym guzie mózgu. Wykazaliśmy również, że sygnalizacja HEDGEHOG-GLI (HH-GLI) jest wymagana do wzrostu GBM, ekspansji komórek macierzystych i ekspresji komórek macierzystych (ES). Tutaj zajmujemy się funkcją NANOG w ludzkich GBM i jego związku z aktywnością HH-GLI. Odkryliśmy, że NANOG moduluje klonogenność glejaków, zachowanie i proliferację komórek macierzystych CD133(+) oraz proliferację i jest regulowany przez sygnalizację HH-GLI. Jednakże, GLI1 również wymaga również aktywności NANOG, tworząc pozytywną pętlę, która jest negatywnie kontrolowana przez p53 i odwrotnie. NANOG jest niezbędny dla nowotworowości GBM w ortotopowych ksenograftach ksenograftach i jest epistatyczny w stosunku do aktywności HH-GLI. Nasze dane ustanawiają NANOG jako nowy mediator HH-GLI niezbędny dla GBM. Proponujemy, aby ta funkcja była konserwowana i że wzrost guza i zachowanie komórek macierzystych zależą od statusu funkcjonalnej sieci GLI1-NANOG-p53. --- Zarodkowe komórki macierzyste myszy (ESC) wymagają regulacji transkrypcji, aby zapewnić szybką proliferację, która pozwala na samoodnowę. Jednak molekularny mechanizm mechanizm, za pomocą którego czynniki transkrypcyjne regulują tę szybką proliferację pozostaje w dużej mierze nieznany. Tutaj przedstawiamy dane pokazujące, że CIBZ, domena BTB palec cynkowy, jest kluczowym regulatorem transkrypcji dla proliferacji ESC. regulacji proliferacji ESC. Tutaj pokazujemy, że delecja lub knockdown siRNA CIBZ hamuje proliferację ESC. Analiza cyklu komórkowego pokazuje, że utrata CIBZ opóźnia progresję ESC przez przejście z fazy G1 do fazy S. I odwrotnie, konstytutywna ektopowa ekspresja egzogennego CIBZ w ESC promuje proliferację i przyspiesza przejście G1/S. Odkrycia te sugerują, że regulacja przejścia G1/S częściowo wyjaśnia proliferację ESC związaną z CIBZ. Nasze dane sugerują, że CIBZ działa poprzez post-transkrypcyjną regulację ekspresję Nanog, pozytywnego regulatora proliferacji ESC i przejścia G1/S ale nie wpływa na ekspresję białek Oct3/4 i Sox2. W szczególności, konstytutywna nadekspresja Nanog częściowo ratowała defekt proliferacji spowodowany przez knockdown CIBZ, wskazując na rolę CIBZ w proliferacji ESC i przejściu G1/S przynajmniej częściowo zależy od poziomu białka Nanog. --- Wykazano, że Nanog i FAK ulegają nadekspresji w komórkach nowotworowych. W tym raporcie, nadekspresja Nanog zwiększała ekspresję FAK w komórkach nowotworowych 293, SW480 i SW620 komórkach nowotworowych. Nanog wiąże promotor FAK i zwiększa jego aktywność, podczas gdy siRNA Nanog zmniejsza aktywność promotora FAK i mRNA FAK. Promotor FAK zawiera cztery miejsca wiążące Nanog. Ukierunkowana mutageneza tych miejsc tych miejsc znacząco zmniejszyła regulację w górę aktywności promotora FAK przez Nanog. EMSA wykazała specyficzne wiązanie Nanog do każdego z czterech miejsc, a wiązanie zostało potwierdzone testem ChIP. Nanog bezpośrednio wiąże białko FAK przez testy pulldown i immunoprecypitacji, a białka ko-lokalizują się w mikroskopie konfokalnym. mikroskopii konfokalnej. Nanog wiąże N-końcową domenę FAK. Ponadto, FAK bezpośrednio fosforyluje Nanog w sposób zależny od dawki w teście kinazy in vitro i w komórkach nowotworowych in vivo. komórkach nowotworowych in vivo. Ukierunkowana na miejsce mutageneza tyrozyn Nanog, Y35F i Y174F, blokowała fosforylację i wiązanie przez FAK. Co więcej, nadekspresja typu dzikiego zwiększała tworzenie filopodii/lamellipodii, podczas gdy mutanty Y35F i Y174F Nanog nie. Nanog typu dzikiego zwiększał inwazję komórek, która była hamowana przez inhibitor FAK i zwiększana przez FAK bardziej znacząco niż w przypadku mutantów mutanty Y35F i Y174F Nanog. Regulacja w dół Nanog za pomocą siRNA zmniejszyła wzrost komórek odwrócony przez nadekspresję FAK. Tak więc, dane te wykazują regulację promotora FAK przez Nanog, bezpośrednie wiązanie białek, fosforylację Nanog przez nadekspresję FAK. fosforylację Nanog przez FAK oraz wpływ FAK i Nanog na morfologię, inwazję i wzrost komórek nowotworowych, które odgrywają istotną rolę w kancerogenezie. znaczącą rolę w kancerogenezie. --- Od dawna wiadomo, że rozwój nowotworu przypomina nieprawidłową embriogenezę. Gen gen samoodnowy embrionalnych komórek macierzystych (ESC) NANOG jest rzekomo wyrażany przez niektórych nabłonkowych komórkach nowotworowych, ale jego rola w rozwoju nowotworu pozostaje niejasna. niejasna. Tutaj dostarczamy przekonujących dowodów na to, że hodowane komórki rakowe, jak również jak również ksenoprzeszczepy i ludzkie pierwotne komórki raka prostaty wykazują ekspresję funkcjonalnego wariantu funkcjonalny wariant NANOG. NANOG mRNA w komórkach nowotworowych pochodzi głównie z retrogenu określanego jako NANOGP8. Białko NANOG jest wykrywalne w jądrze komórek rakowych komórek nowotworowych i ulega wyższej ekspresji w guzach prostaty pacjentów niż w łagodnych tkankach. Poziomy mRNA NANOGP8 i / lub białka NANOG są wzbogacone w populacjach komórek macierzystych/progenitorowych raka. Co ważne, obszerna analiza analiza utraty funkcji ujawnia, że nokaut NANOG za pośrednictwem interferencji RNA hamuje rozwój guza, ustanawiając funkcjonalne znaczenie ekspresji NANOG w komórkach nowotworowych. Komórki nowotworowe transdukowane krótką spinką do włosów RNA Nanog wykazują zmniejszony długoterminowy wzrost klonalny i klonogenny, zmniejszoną proliferację oraz, w niektórych przypadkach, zmienione różnicowanie. Tak więc, nasze wyniki pokazują, że NANOG, cząsteczka regulująca losy komórek, o której wiadomo, że jest ważna dla samoodnowy ESC samoodnowy, odgrywa również nową rolę w rozwoju nowotworów. --- W embrionalnych komórkach macierzystych ssaków nabycie pluripotencji jest zależne od Nanog. od Nanog, ale analiza in vivo Nanog była utrudniona przez jego wymóg dla wczesnego rozwoju myszy. W celu zbadania roli Nanog in vivo, zidentyfikowaliśmy ortologa Nanog u danio pręgowanego i stwierdziliśmy, że jego knockdown upośledza tworzenie tworzenie endodermy. Analiza transkrypcji w całym genomie ujawniła, że morfanty nanog-like morfanty nie rozwijają pozazarodkowej warstwy syncytialnej żółtka (YSL), która produkuje Nodal, wymagany do indukcji endodermy. Zbadaliśmy geny, które były regulowane przez Nanog-like i zidentyfikowaliśmy gen homeobox mxtx2, który jest zarówno niezbędny i wystarczający do indukcji YSL. Testy immunoprecypitacji chromatyny i badania genetyczne wykazały, że Nanog-like bezpośrednio aktywuje mxtx2, który, z kolei określa linię YSL poprzez bezpośrednią aktywację genów YSL. Nasze badanie identyfikuje szlak Nanog-like-Mxtx2-Nodal i ustanawia rolę dla Nanog-like w regulacji tworzenia tkanki pozazarodkowej wymaganej do indukcji endodermy. indukcji endodermy. --- Nanog jest zaangażowany w kontrolowanie pluripotencji i różnicowania komórek macierzystych in vitro. Jednak jego funkcja in vivo była badana tylko w zarodkach myszy a różne doniesienia sugerują, że Nanog może nie być wymagany do regulacji różnicowania. Aby lepiej zrozumieć endogenną funkcję Nanog, należy wprowadzić więcej modeli zwierzęcych. modeli zwierzęcych, aby uzupełnić model mysi. Tutaj zidentyfikowaliśmy zidentyfikowaliśmy homolog ssaczego genu Nanog u ryb teleost i opisaliśmy endogenną ekspresję mRNA i białka Ol-Nanog podczas rozwoju zarodkowego medaki (Oryzias latipes) w rozwoju embrionalnym i w dorosłych gonadach. Wykorzystanie ryb medaka jako kręgowców do badania funkcji Nanog, wykazaliśmy, że Ol-Nanog jest niezbędny do przejścia fazy S i proliferacji w rozwijającym się zarodku. Co więcej, zahamowanie lub nadekspresja Ol-Nanog nie wpływa na ekspresję genów pluripotencji. ekspresję różnych markerów pluripotencji i różnicowania, co sugeruje, że że ten czynnik transkrypcyjny może nie odgrywać bezpośredniej roli w różnicowaniu warstwy zarodkowej zarodka. zarodkowej. STEM CELLS 2009;27:2081-2091. --- W tym badaniu wykazaliśmy, że NANOG, główny czynnik transkrypcyjny, reguluje wejście w fazę S w ludzkich embrionalnych komórkach macierzystych (hESC) poprzez transkrypcję regulację składników regulujących cykl komórkowy. Immunoprecypitacja chromatyny w połączeniu z testami transfekcji opartymi na reporterach pokazują, że C-końcowy region NANOG wiąże się z regionami regulatorowymi genów CDK6 i CDC25A w normalnych warunkach fizjologicznych. warunkach fizjologicznych. Zmniejszona ekspresja CDK6 i CDC25A w hESCs sugeruje że zarówno CDK6, jak i CDC25A są zaangażowane w regulację fazy S. Wpływ nadekspresji Nadekspresja NANOG na regulację fazy S jest łagodzona przez regulację w dół CDK6 lub CDC25A. Nadekspresja samego CDK6 lub CDC25A może uratować wpływ obniżenia regulacji NANOG na wejście w fazę S, co sugeruje, że CDK6 i CDC25A są efektorami cyklu komórkowego NANOG podczas przejścia z fazy G1 do S .
Które procesy komórkowe są regulowane przez Nanog?
Czynnik podtrzymujący pluripotencję, Nanog, kontroluje kaskadę szlaków, które są ze sobą ściśle powiązane, aby regulować pluripotencję, samoodnowę, nadzór genomu i determinację losu komórek. Stwierdzono również, że podwyższona ekspresja Nanog powoduje klonalną ekspansję mysich ESC, ale odgrywa również rolę w rozwoju nowotworów. Jako pozytywny regulator proliferacji komórek, jest niezbędny do przejścia z fazy G1 do S w ludzkich embrionalnych komórkach macierzystych, regulując jednocześnie migrację pierwotnych komórek zarodkowych.