Homeoboksni protein NANOG

Homeoboksni protein NANOG je transkripcijski faktor koji pomaže embrionskim matičnim ćelijama (ESC) održavanje pluripotencije putem supresije faktora ćelijke determinacije.[5] Several types of cancer are associated with NANOG.

NANOG
Dostupne strukture
PDBPretraga ortologa: PDBe RCSB
Spisak PDB ID kodova

2KT0

Identifikatori
AliasiNANOG
Vanjski ID-jeviOMIM: 607937 MGI: 1919200 HomoloGene: 78027 GeneCards: NANOG
Lokacija gena (čovjek)
Hromosom 12 (čovjek)
Hrom.Hromosom 12 (čovjek)[1]
Hromosom 12 (čovjek)
Genomska lokacija za NANOG
Genomska lokacija za NANOG
Bend12p13.31Početak7,787,794 bp[1]
Kraj7,799,146 bp[1]
Lokacija gena (miš)
Hromosom 6 (miš)
Hrom.Hromosom 6 (miš)[2]
Hromosom 6 (miš)
Genomska lokacija za NANOG
Genomska lokacija za NANOG
Bend6|6 F1Početak122,684,448 bp[2]
Kraj122,691,592 bp[2]
Obrazac RNK ekspresije
Više referentnih podataka o ekspresiji
Ontologija gena
Molekularna funkcija GO:0001131, GO:0001151, GO:0001130, GO:0001204 DNA-binding transcription factor activity
vezivanje sa DNK
sequence-specific DNA binding
GO:0001948, GO:0016582 vezivanje za proteine
GO:0001106 transcription corepressor activity
RNA polymerase II transcription regulatory region sequence-specific DNA binding
GO:0001077, GO:0001212, GO:0001213, GO:0001211, GO:0001205 DNA-binding transcription activator activity, RNA polymerase II-specific
GO:0001200, GO:0001133, GO:0001201 DNA-binding transcription factor activity, RNA polymerase II-specific
GO:0000980 RNA polymerase II cis-regulatory region sequence-specific DNA binding
Ćelijska komponenta Jedarce
jedro
nukleoplazma
Biološki proces Regulacija ekspresije gena
regulation of cell differentiation
multicellular organism development
Ćelijska diferencijacija
Ćelijska proliferacija
GO:0009373 regulation of transcription, DNA-templated
somatic stem cell population maintenance
transcription, DNA-templated
GO:0003257, GO:0010735, GO:1901228, GO:1900622, GO:1904488 positive regulation of transcription by RNA polymerase II
endodermal cell fate specification
negative regulation of nucleic acid-templated transcription
stem cell population maintenance
transcription by RNA polymerase II
cytokine-mediated signaling pathway
GO:0044324, GO:0003256, GO:1901213, GO:0046019, GO:0046020, GO:1900094, GO:0061216, GO:0060994, GO:1902064, GO:0003258, GO:0072212 regulation of transcription by RNA polymerase II
positive regulation of stem cell proliferation
Izvori:Amigo / QuickGO
Ortolozi
VrsteČovjekMiš
Entrez
Ensembl
UniProt
RefSeq (mRNK)

NM_001297698
NM_024865

NM_028016
NM_001289828
NM_001289830
NM_001289831

RefSeq (bjelančevina)

NP_001284627
NP_079141

NP_001276757
NP_001276759
NP_001276760
NP_082292

Lokacija (UCSC)Chr 12: 7.79 – 7.8 MbChr 6: 122.68 – 122.69 Mb
PubMed pretraga[3][4]
Wikipodaci
Pogledaj/uredi – čovjekPogledaj/uredi – miš

Etimologija

uredi

Ime NANOG potječe od Tír na nÓg (irski za "Zemlja mladih"), ime dato keltskom došljaku u irskoj i škotskoj mitologiji.[6][7]

Aminokiselinska sekvenca

uredi

Dužina polipeptidnog lanca je 305 aminokiselina, a molekulska težina 34.620 Da.[8]

1020304050
MSVDPACPQSLPCFEASDCKESSPMPVICGPEENYPSLQMSSAEMPHTET
VSPLPSSMDLLIQDSPDSSTSPKGKQPTSAEKSVAKKEDKVPVKKQKTRT
VFSSTQLCVLNDRFQRQKYLSLQQMQELSNILNLSYKQVKTWFQNQRMKS
KRWQKNNWPKNSNGVTQKASAPTYPSLYSSYHQGCLVNPTGNLPMWSNQT
WNNSTWSNQTQNIQSWSNHSWNTQTWCTQSWNNQAWNSPFYNCGEESLQS
CMQFQPNSPASDLEAALEAAGEGLNVIQQTTRYFSTPQTMDLFLNYSMNM
QPEDV
Simboli

Struktura

uredi

Ljudski protein NANOG kodiran genom NANOG1, sastoji se od 305 aminokiselina i ina tri funkcionalna domena: N-terminalni, C-terminalni i konzervirani homeodomenski motiv. Homeodomenska regija olakšava vezivanje DNK. Ljudski gen Nanog 1 nalazi se na hromosomu 12, a iRNK sadrži 915 baznih parova otvorenog okvira čitanja (ORF) sa četiri egzona i tri introna.[7]

N-terminalna regija ljudskog NANOG-a bogata je ostacima serina, treonina i prolina, a C-kraj sadrži domen bogat triptofanom. Homeodomen u hNANOG-u kreće se od 95 do 155 ostataka. Postoje i dodatni NANOG geni (NANOG2, NANOG p8) koji potencijalno utiču na diferencijaciju ESC -a. Pokazano je da je NANOG1 temelj za samoobnavljanje i pluripotenciju, a NANOG p8 je visoko eksprimirann u ćelijama raka.[9]

Funkcija

uredi
 
Transkripcijski programi u embrionskim matičnim ćelijama

NANOG je transkripcijski faktor u embrionskim matičnim ćelijama (ESC) i smatra se da je ključni faktor u održavanju pluripotencije. Smatra se da NANOG funkcionira u skladu s drugim faktorima, kao što su POU5F1 (okt-4) i SOX2, radi uspostavljanja ESC identiteta. Ove ćelije nude važno područje proučavanja, zbog svoje sposobnosti održavanja pluripotencije. Drugim riječima, ove ćelije imaju sposobnost da postanu gotovo bilo koja ćelija bilo kojeg od tri zametna sloja (endoderm, ektoderm, mezoderm). Iz tog razloga je razumijevanje mehanizama koji održavaju pluripotenciju ćelije ključno da se razumije kako funkcioniraju matične ćelije i može dovesti do budućeg napretka u liječenju degenerativnih bolesti.

Opisano je da se NANOG na početku gastrulacije eksprimira u stražnjoj strani epiblasta.[10] Tamo je NANOG umiješan u inhibiranje embrionske hematopoeze potiskivanjem ekspresije transkripcijskog faktora Tal1.[11] U ovoj fazi embriogeneze, NANOG potiskuje Pou3f1 , transkripcijski faktor ključan za formiranje prednje-stražnje osi.[10]

Analiza usporenih embriona pokazala je da eksprimiraju gene markera pluripotencije, kao što su POU5F1, NANOG i Rex1. Izvedene ljudske ESC linije također eksprimiraju specifične markere pluripotencije:

  • TRA-1-60
  • TRA-1-81
  • SSEA4

alkalna fosfataza

Ovi markeri su omogućili diferencijaciju stanja in vitro i in vivo u derivate sva tri zametna sloja.[12]

POU5F1, TDGF1 (CRIPTO), SALL4, LECT1 i BUB1 su također povezani geni koji su svi odgovorni za samoobnavljanje i pluripotentnu diferencijaciju.[13]

Utvrđeno je da je protein NANOG transkripcijski aktivator promotora Rex1, koji ima ključnu ulogu u održavanju ekspresije Rex1. Nokaut NANOG u embrionskim matičnim ćelijama rezultira smanjenjem ekspresije Rex1, dok nadekspresija NANOG -a stimulira ekspresiju Rex1.[14]

Osim učinaka NANOG-a u embrionskim fazama života, ektopijska ekspresija NANOG-a u odraslim matičnim ćelijama može vratiti potencijal proliferacije i diferencijacije koji se gubi uslijed starenja organizma ili ćelijskog starenja.[15][16][17][18][19]

Klinički značaj

uredi

Kancer

uredi

NANOG je visoko eksprimiran u matičnim ćelijama raka i stoga može funkcionirati kao onkogen za poticanje karcinogeneze. Visoka ekspresija NANOG -a korelira sa lošim preživljavanjem kod pacijenata obolelih od raka.[20][21][22]

Nedavna istraživanja pokazala su da lokalizacija NANOG -a i drugih transkripcijskih faktora ima potencijalne posljedice na ćelijsku funkciju. Eksperimentalni dokazi su pokazali da je razina ekspresije NANOG p8 posebno povišena u ćelijama raka, što znači da je gen NANOG p8 kritični član u (CSC) matičnim ćelijama raka, pa bi njegovo poništavanje moglo smanjiti malignitet raka.[9]

Dijagnostika

uredi

Gen NANOG p8 ocijenjen je kao prognostički i prediktivni biomarker raka.[23]

Matične ćelije raka

uredi

Nanog je transkripcijski faktor koji kontrolira i samoobnavljanje i pluripotentnost embrionskih matičnih čelija. Slično, ekspresija proteina porodice Nanog povećana je kod mnogih tipova karcinoma i korelira s lošijom prognozom.[9]

Evolucija

uredi

Ljudi i obične čimpanze dijele deset NANOG pseudogena (NanogP2-P11) tokom evaluacije, dva se nalaze na X hromosomu i karakterišu ih 5' promotorske sekvence i odsustvo introna, kao posljedica retrotranspozicije iRNK [7] sve na istim mjestima: jedan duplicirani pseudogen i devet retropseudogena. Od devet zajedničkih NANOG retropseudogena, dva nemaju poli- (A) repove karakteristične za većinu retropseudogena, što ukazuje na to da je došlo do grešaka pri kopiranju tokom njihovog stvaranja. Zbog velike vjerovatnoće da bi isti pseudogeni (uključujući greške pri kopiranju) postojali na istim mjestima u dva nepovezana genoma, evolucijski biolozi ukazuju na to da NANOG i njegovi pseudogeni pružaju dokaz zajedničkog porijekla ljudi čimpanzi.[24]

Također pogledajte

uredi

Reference

uredi
  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl release 89: ENSG00000111704 - Ensembl, maj 2017
  2. ^ a b c GRCm38: Ensembl release 89: ENSMUSG00000012396 - Ensembl, maj 2017
  3. ^ "Human PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  4. ^ "Mouse PubMed Reference:". National Center for Biotechnology Information, U.S. National Library of Medicine.
  5. ^ Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. The molecular logic of Nanog-induced self-renewal in mouse embryonic stem cells. Nat Commun 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  6. ^ "ScienceDaily: Cells Of The Ever Young: Getting Closer To The Truth". Pristupljeno 26. 7. 2007.
  7. ^ a b c Gawlik-Rzemieniewska N, Bednarek I (30. 11. 2015). "The role of NANOG transcriptional factor in the development of malignant phenotype of cancer cells". Cancer Biology & Therapy. 17 (1): 1–10. doi:10.1080/15384047.2015.1121348. PMC 4848008. PMID 26618281.
  8. ^ "UniProt, Q9H9S0". Pristupljeno 12. 8. 2021.
  9. ^ a b c Zhang W, Sui Y, Ni J, Yang T (2016). "Nanog gene: A propeller for stemness in primitive stem cells". International Journal of Biological Sciences. 12 (11): 1372–1381. doi:10.7150/ijbs.16349. PMC 5118783. PMID 27877089.
  10. ^ a b Barral A, Rollan I, Sanchez-Iranzo H, Jawaid W, Badia-Careaga C, Menchero S, et al. (decembar 2019). "Pou3f1 expression at the exit from pluripotency during gastrulation". Biology Open. 8 (11): bio046367. doi:10.1242/bio.046367. PMC 6899006. PMID 31791948.
  11. ^ Sainz de Aja J, Menchero S, Rollan I, Barral A, Tiana M, Jawaid W, et al. (april 2019). "Tal1". The EMBO Journal. 38 (7). doi:10.15252/embj.201899122. PMC 6443201. PMID 30814124.
  12. ^ Zhang X, Stojkovic P, Przyborski S, Cooke M, Armstrong L, Lako M, Stojkovic M (decembar 2006). "Derivation of human embryonic stem cells from developing and arrested embryos". Stem Cells. 24 (12): 2669–76. doi:10.1634/stemcells.2006-0377. PMID 16990582. S2CID 32587408.
  13. ^ Li SS, Liu YH, Tseng CN, Chung TL, Lee TY, Singh S (august 2006). "Characterization and gene expression profiling of five new human embryonic stem cell lines derived in Taiwan". Stem Cells and Development. 15 (4): 532–55. doi:10.1089/scd.2006.15.532. PMID 16978057.
  14. ^ Shi W, Wang H, Pan G, Geng Y, Guo Y, Pei D (august 2006). "Regulation of the pluripotency marker Rex-1 by Nanog and Sox2". The Journal of Biological Chemistry. 281 (33): 23319–25. doi:10.1074/jbc.M601811200. PMID 16714766.
  15. ^ Shahini A, Choudhury D, Asmani M, Zhao R, Lei P, Andreadis ST (januar 2018). "NANOG restores the impaired myogenic differentiation potential of skeletal myoblasts after multiple population doublings". Stem Cell Research. 26: 55–66. doi:10.1016/j.scr.2017.11.018. PMID 29245050.
  16. ^ Shahini A, Mistriotis P, Asmani M, Zhao R, Andreadis ST (juni 2017). "NANOG Restores Contractility of Mesenchymal Stem Cell-Based Senescent Microtissues". Tissue Engineering. Part A. 23 (11–12): 535–545. doi:10.1089/ten.TEA.2016.0494. PMC 5467120. PMID 28125933.
  17. ^ Mistriotis P, Bajpai VK, Wang X, Rong N, Shahini A, Asmani M, Liang MS, Wang J, Lei P, Liu S, Zhao R, Andreadis ST (januar 2017). "NANOG Reverses the Myogenic Differentiation Potential of Senescent Stem Cells by Restoring ACTIN Filamentous Organization and SRF-Dependent Gene Expression". Stem Cells. 35 (1): 207–221. doi:10.1002/stem.2452. PMID 27350449. S2CID 4482665.
  18. ^ Han J, Mistriotis P, Lei P, Wang D, Liu S, Andreadis ST (decembar 2012). "Nanog reverses the effects of organismal aging on mesenchymal stem cell proliferation and myogenic differentiation potential". Stem Cells. 30 (12): 2746–59. doi:10.1002/stem.1223. PMC 3508087. PMID 22949105.
  19. ^ Münst B, Thier MC, Winnemöller D, Helfen M, Thummer RP, Edenhofer F (mart 2016). "Nanog induces suppression of senescence through downregulation of p27KIP1 expression". Journal of Cell Science. 129 (5): 912–20. doi:10.1242/jcs.167932. PMC 4813312. PMID 26795560.
  20. ^ Gong S, Li Q, Jeter CR, Fan Q, Tang DG, Liu B (septembar 2015). "Regulation of NANOG in cancer cells". Molecular Carcinogenesis. 54 (9): 679–87. doi:10.1002/mc.22340. PMC 4536084. PMID 26013997.
  21. ^ Jeter CR, Yang T, Wang J, Chao HP, Tang DG (august 2015). "Concise Review: NANOG in Cancer Stem Cells and Tumor Development: An Update and Outstanding Questions". Stem Cells. 33 (8): 2381–90. doi:10.1002/stem.2007. PMC 4509798. PMID 25821200.
  22. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Bednarek I (2016). "The role of NANOG transcriptional factor in the development of malignant phenotype of cancer cells". Cancer Biology & Therapy. 17 (1): 1–10. doi:10.1080/15384047.2015.1121348. PMC 4848008. PMID 26618281.
  23. ^ Iv Santaliz-Ruiz LE, Xie X, Old M, Teknos TN, Pan Q (decembar 2014). "Emerging role of nanog in tumorigenesis and cancer stem cells". International Journal of Cancer. 135 (12): 2741–8. doi:10.1002/ijc.28690. PMC 4065638. PMID 24375318.
  24. ^ Fairbanks DJ (2007). Relics of Eden: The Powerful Evidence of Evolution in Human DNA. Buffalo, N.Y: Prometheus Books. str. 94–96, 177–182. ISBN 978-1-59102-564-1.

Dopunska literatura

uredi

Vanjski linkovi

uredi