Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Белок гомеобокса NANOG - это транскрипционный фактор, который помогает эмбриональным стволовым клеткам (ЭСК) поддерживать плюрипотентность , подавляя факторы детерминации клеток . [5] С NANOG связано несколько типов рака.

Структура [ править ]

Белок NANOG человека, кодируемый геном NANOG1, состоит из 305 аминокислот и имеет 3 функциональных домена: N-концевой домен, C-концевой домен и консервативный мотив гомеодомена . Область гомеодомена облегчает связывание ДНК. Ген Nanog 1 человека расположен на хромосоме 12, и мРНК содержит открытую рамку считывания (ORF) размером 915 п.н. с 4 экзонами и 3 интронами. [6]

N-концевая область человеческого NANOG богата остатками серина, треонина и пролина, а С-конец содержит богатый триптофаном домен. Гомеодомен в hNANOG колеблется от остатков 95 до 155. Существуют также дополнительные гены NANOG (NANOG2, NANOG p8), которые потенциально влияют на дифференцировку ESC. Ученые показали, что NANOG1 имеет фундаментальное значение для самообновления и плюрипотентности, а NANOG p8 высоко экспрессируется в раковых клетках. [7]

Функция [ править ]

Программы транскрипции в эмбриональных стволовых клетках

NANOG - это фактор транскрипции в эмбриональных стволовых клетках (ESC), который считается ключевым фактором в поддержании плюрипотентности . Считается, что NANOG работает совместно с другими факторами, такими как POU5F1 (Oct-4) и SOX2, для установления идентичности ESC. Эти клетки представляют собой важную область исследований из-за их способности поддерживать плюрипотентность. Другими словами, эти клетки могут стать практически любой клеткой любого из трех зародышевых листков ( энтодермы , эктодермы , мезодермы.). Именно по этой причине понимание механизмов, поддерживающих плюрипотентность клетки, имеет решающее значение для исследователей, чтобы понять, как работают стволовые клетки, и может привести к будущим достижениям в лечении дегенеративных заболеваний.

Было описано, что NANOG экспрессируется в задней части эпибласта в начале гаструляции. [8] Там, NANOG участвует в ингибировании эмбрионального гематопоэза путем подавления экспрессии транскрипционного фактора Tal1 . [9] На этой эмбриональной стадии NANOG репрессирует Pou3f1 , фактор транскрипции, критический для формирования передне-задней оси. [8]

Анализ арестованных эмбрионов показал, что эмбрионы экспрессируют гены маркеров плюрипотентности, такие как POU5F1 , NANOG и Rex1 . Производные линии ESC человека также экспрессировали специфические маркеры плюрипотентности:

  • TRA-1-60
  • TRA-1-81
  • SSEA4
  • щелочная фосфатаза
  • TERT
  • Rex1

Эти маркеры позволили дифференцироваться в условиях in vitro и in vivo на производные всех трех зародышевых листков. [10]

POU5F1 , TDGF1 (CRIPTO), SALL4 , LECT1 и BUB1 также являются родственными генами, отвечающими за самообновление и плюрипотентную дифференцировку. [11]

Было обнаружено, что белок NANOG является активатором транскрипции для промотора Rex1 , играя ключевую роль в поддержании экспрессии Rex1 . Нокдаун NANOG в эмбриональных стволовых клетках приводит к снижению экспрессии Rex1 , в то время как принудительная экспрессия NANOG стимулирует экспрессию Rex1 . [12]

Помимо эффектов NANOG на эмбриональных стадиях жизни, эктопическая экспрессия NANOG во взрослых стволовых клетках может восстановить потенциал пролиферации и дифференцировки, утраченный из-за старения организма или клеточного старения. [13] [14] [15] [16] [17]

Клиническое значение [ править ]

Рак [ править ]

NANOG высоко экспрессируется в раковых стволовых клетках и, таким образом, может действовать как онкоген, способствуя канцерогенезу. Высокая экспрессия NANOG коррелирует с плохой выживаемостью у онкологических больных. [18] [19] [20]

Недавние исследования показали, что локализация NANOG и других факторов транскрипции имеет потенциальные последствия для клеточной функции. Экспериментальные данные показали, что уровень экспрессии NANOG p8 особенно повышен в раковых клетках, что означает, что ген NANOG p8 является критическим членом в (CSC) раковых стволовых клетках, поэтому его подавление может снизить злокачественность рака. [21]

Диагностика [ править ]

Ген NANOG p8 был оценен как прогностический и предсказывающий биомаркер рака. [22]

Раковые стволовые клетки [ править ]

Nanog является фактором транскрипции , который контролирует как самообновление и плюрипотентность из эмбриональных стволовых клеток . Точно так же экспрессия белков семейства Nanog увеличивается при многих типах рака и коррелирует с худшим прогнозом. [23]

Эволюция [ править ]

Во время оценки люди и шимпанзе разделяют десять псевдогенов NANOG (NanogP2-P11), два из которых расположены на Х-хромосоме и характеризуются 5'-последовательностями промотора и отсутствием интронов в результате ретротранспозиции мРНК [24], все в те же места: один псевдоген дупликации и девять ретропсевдогенов. Из девяти общих ретропсевдогенов NANOG два лишены поли- (A) хвостов, характерных для большинства ретропсевдогенов, что указывает на то, что ошибки копирования произошли во время их создания. Из-за высокой маловероятности того, что одни и те же псевдогены (включая ошибки копирования) могли бы существовать в одних и тех же местах в двух несвязанных геномах , биологи-эволюционистыуказывают на NANOG и его псевдогены как на свидетельство общего происхождения людей и шимпанзе. [25]

Имя [ редактировать ]

Название NANOG происходит от Tír na nÓg (по-ирландски «Страна молодых»), названия кельтского потустороннего мира в ирландской и шотландской мифологии. [26] [27]

См. Также [ править ]

  • Усилитель
  • Гистон
  • Октябрь-4
  • Прибновый ящик
  • Промоутер
  • РНК-полимераза
  • Брачьюры
  • Факторы транскрипции
  • Сеть регулирования генов
  • Биоинформатика

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c GRCh38: Ensembl, выпуск 89: ENSG00000111704 - Ensembl , май 2017 г.
  2. ^ a b c GRCm38: выпуск Ensembl 89: ENSMUSG00000012396 - Ensembl , май 2017 г.
  3. ^ "Human PubMed Reference:" . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  4. ^ «Ссылка на Mouse PubMed:» . Национальный центр биотехнологической информации, Национальная медицинская библиотека США .
  5. ^ HEURTIER В., Оуэнс, Н. Гонсалес, И.др. Молекулярная логика индуцированного Nanog самообновления в эмбриональных стволовых клетках мыши. Нац Коммуна 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  6. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Беднарек I (2015-11-30). «Роль транскрипционного фактора NANOG в развитии злокачественного фенотипа раковых клеток» . Биология и терапия рака . 17 (1): 1–10. DOI : 10.1080 / 15384047.2015.1121348 . PMC 4848008 . PMID 26618281 .  
  7. Перейти ↑ Zhang W, Sui Y, Ni J, Yang T (2016). «Ген Nanog: пропеллер стволовых клеток в примитивных стволовых клетках» . Международный журнал биологических наук . 12 (11): 1372–1381. DOI : 10.7150 / ijbs.16349 . PMC 5118783 . PMID 27877089 .  
  8. ^ a b Баррал А., Роллан I, Санчес-Иранзо Х., Джавайд В., Бадиа-Кареага С., Менчеро С. и др. (Декабрь 2019 г.). «Экспрессия Pou3f1 на выходе из плюрипотентности во время гаструляции» . Биология открытая . 8 (11): bio046367. DOI : 10.1242 / bio.046367 . PMC 6899006 . PMID 31791948 .  
  9. ^ Sainz de Aja J, Menchero S, Rollan I, Barral A, Tiana M, Jawaid W и др. (Апрель 2019 г.). «Тал1» . Журнал EMBO . 38 (7). DOI : 10.15252 / embj.201899122 . PMC 6443201 . PMID 30814124 .  
  10. ^ Zhang X, Stojkovic P, Przyborski S, M Cooke, Armstrong L, M Лако, Stojkovic M (декабрь 2006). «Получение эмбриональных стволовых клеток человека из развивающихся и задержанных эмбрионов» . Стволовые клетки . 24 (12): 2669–76. DOI : 10.1634 / стволовые клетки.2006-0377 . PMID 16990582 . S2CID 32587408 .  
  11. Li SS, Liu YH, Tseng CN, Chung TL, Lee TY, Singh S (август 2006 г.). «Характеристика и профили экспрессии генов пяти новых линий эмбриональных стволовых клеток человека, полученных на Тайване». Стволовые клетки и развитие . 15 (4): 532–55. DOI : 10,1089 / scd.2006.15.532 . PMID 16978057 . 
  12. Shi W, Wang H, Pan G, Geng Y, Guo Y, Pei D (август 2006). «Регулирование маркера плюрипотентности Rex-1 с помощью Nanog и Sox2» . Журнал биологической химии . 281 (33): 23319–25. DOI : 10.1074 / jbc.M601811200 . PMID 16714766 . 
  13. ^ Шахини А, D Чоудхури, Асмани М, Чжао Р, Р Лей, Андреадис СТ (январь 2018). «NANOG восстанавливает нарушенный потенциал миогенной дифференцировки скелетных миобластов после многократного удвоения популяции» . Исследования стволовых клеток . 26 : 55–66. DOI : 10.1016 / j.scr.2017.11.018 . PMID 29245050 . 
  14. ^ Шахини А, Mistriotis Р, Асмани М, Чжао Р, Андреадис СТ (июнь 2017 г.). «NANOG восстанавливает сократимость стареющих микротканей на основе мезенхимальных стволовых клеток» . Тканевая инженерия. Часть A . 23 (11–12): 535–545. DOI : 10,1089 / ten.TEA.2016.0494 . PMC 5467120 . PMID 28125933 .  
  15. ^ Mistriotis Р, Баджпай В.К., Ван Х, Ронг Н, Шахини А, Асмани М, Лян МС, Ван - J, Лей P, S Лю Чжао R, Андреадис ST (январь 2017 г.). «NANOG обращает вспять потенциал миогенной дифференцировки стареющих стволовых клеток, восстанавливая нитевидную организацию ACTIN и экспрессию генов, зависимую от SRF» . Стволовые клетки . 35 (1): 207–221. DOI : 10.1002 / stem.2452 . PMID 27350449 . S2CID 4482665 .  
  16. ^ Хан Дж, Mistriotis Р, Р Лей, Ван D, Лю S, Андреадис ST (декабрь 2012). «Наног обращает вспять эффекты старения организма на пролиферацию мезенхимальных стволовых клеток и потенциал миогенной дифференцировки» . Стволовые клетки . 30 (12): 2746–59. DOI : 10.1002 / stem.1223 . PMC 3508087 . PMID 22949105 .  
  17. ^ Münst B, Тир MC, Winnemöller D, Helfen M, Thummer RP, Edenhofer F (март 2016). «Nanog вызывает подавление старения за счет подавления экспрессии p27KIP1» . Журнал клеточной науки . 129 (5): 912–20. DOI : 10,1242 / jcs.167932 . PMC 4813312 . PMID 26795560 .  
  18. Gong S, Li Q, Jeter CR, Fan Q, Tang DG, Liu B (сентябрь 2015 г.). «Регулирование NANOG в раковых клетках» . Молекулярный канцерогенез . 54 (9): 679–87. DOI : 10.1002 / mc.22340 . PMC 4536084 . PMID 26013997 .  
  19. Jeter CR, Yang T, Wang J, Chao HP, Tang DG (август 2015). «Краткий обзор: NANOG в раковых стволовых клетках и развитии опухолей: обновление и нерешенные вопросы» . Стволовые клетки . 33 (8): 2381–90. DOI : 10.1002 / stem.2007 . PMC 4509798 . PMID 25821200 .  
  20. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Беднарек I (2016). «Роль транскрипционного фактора NANOG в развитии злокачественного фенотипа раковых клеток» . Биология и терапия рака . 17 (1): 1–10. DOI : 10.1080 / 15384047.2015.1121348 . PMC 4848008 . PMID 26618281 .  
  21. Перейти ↑ Zhang W, Sui Y, Ni J, Yang T (2016). «Ген Nanog: пропеллер стволовых клеток в примитивных стволовых клетках» . Международный журнал биологических наук . 12 (11): 1372–1381. DOI : 10.7150 / ijbs.16349 . PMC 5118783 . PMID 27877089 .  
  22. ^ Iv Santaliz-Ruiz LE, Се X, Старый M, Teknos Т.Н., Пан Q (декабрь 2014). «Возникающая роль наногенного вещества в онкогенезе и раковых стволовых клетках» . Международный журнал рака . 135 (12): 2741–8. DOI : 10.1002 / ijc.28690 . PMC 4065638 . PMID 24375318 .  
  23. Перейти ↑ Zhang W, Sui Y, Ni J, Yang T (2016). «Ген Nanog: пропеллер стволовых клеток в примитивных стволовых клетках» . Международный журнал биологических наук . 12 (11): 1372–1381. DOI : 10.7150 / ijbs.16349 . PMC 5118783 . PMID 27877089 .  
  24. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Беднарек I (2015-11-30). «Роль транскрипционного фактора NANOG в развитии злокачественного фенотипа раковых клеток» . Биология и терапия рака . 17 (1): 1–10. DOI : 10.1080 / 15384047.2015.1121348 . PMC 4848008 . PMID 26618281 .  
  25. Перейти ↑ Fairbanks DJ (2007). Реликвии Эдема: мощное свидетельство эволюции ДНК человека . Буффало, Нью-Йорк: Книги Прометея. С. 94–96, 177–182. ISBN 978-1-59102-564-1.
  26. ^ «ScienceDaily: клетки вечно молодых: ближе к истине» . Проверено 26 июля 2007 .
  27. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Беднарек I (2015-11-30). «Роль транскрипционного фактора NANOG в развитии злокачественного фенотипа раковых клеток» . Биология и терапия рака . 17 (1): 1–10. DOI : 10.1080 / 15384047.2015.1121348 . PMC 4848008 . PMID 26618281 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кавалери Ф., Schöler HR (май 2003 г.). "Nanog: новичок в оркестре эмбриональных стволовых клеток". Cell . 113 (5): 551–2. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (03) 00394-5 . PMID  12787492 . S2CID  16254995 .
  • Константинеску С (2004). «Стволовые, слияние и обновление гемопоэтических и эмбриональных стволовых клеток» . Журнал клеточной и молекулярной медицины . 7 (2): 103–12. DOI : 10.1111 / j.1582-4934.2003.tb00209.x . PMC  6740230 . PMID  12927049 .
  • Пан Г., Томсон Дж. А. (январь 2007 г.). «Наног и транскрипционные сети в плюрипотентности эмбриональных стволовых клеток» . Клеточные исследования . 17 (1): 42–9. DOI : 10.1038 / sj.cr.7310125 . PMID  17211451 .
  • Мицуи К., Токудзава И., Ито Х, Сегава К., Мураками М., Такахаши К., Маруяма М., Маэда М., Яманака С. (май 2003 г.). «Гомеопротеин Nanog необходим для поддержания плюрипотентности эпибласта мыши и ES-клеток». Cell . 113 (5): 631–42. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (03) 00393-3 . PMID  12787504 . S2CID  18836242 .
  • Палаты I, Колби Д., Робертсон М., Николс Дж., Ли С., Твиди С., Смит А. (май 2003 г.). «Клонирование функциональной экспрессии Nanog, фактора поддержания плюрипотентности в эмбриональных стволовых клетках». Cell . 113 (5): 643–55. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (03) 00392-1 . hdl : 1842/843 . PMID  12787505 . S2CID  2236779 .
  • Кларк А.Т., Родригес Р.Т., Боднар М.С., Абейта М.Дж., Сидарс М.И., Турек П.Дж., Фирпо М.Т., Рейхо Пера РА (2004). «Человеческие гены STELLAR, NANOG и GDF3 экспрессируются в плюрипотентных клетках и отображаются на хромосоме 12p13, горячей точке для тератокарциномы» . Стволовые клетки . 22 (2): 169–79. DOI : 10.1634 / стволовые клетки.22-2-169 . PMID  14990856 . S2CID  38136098 .
  • Харт А.Х., Хартли Л., Ибрагим М., Робб Л. (май 2004 г.). «Идентификация, клонирование и анализ экспрессии плюрипотентных генов Nanog у мышей и людей» . Динамика развития . 230 (1): 187–98. DOI : 10.1002 / dvdy.20034 . PMID  15108323 . S2CID  21502533 .
  • Бут HA, Голландия, PW (август 2004 г.). «Одиннадцать дочерей НАНОГ». Геномика . 84 (2): 229–38. DOI : 10.1016 / j.ygeno.2004.02.014 . PMID  15233988 .
  • Хатано С.И., Тада М., Кимура Х., Ямагути С., Коно Т., Накано Т., Суэмори Х., Накатсудзи Н., Тада Т. (январь 2005 г.). «Плюрипотенциальная компетентность клеток, связанных с активностью Nanog». Механизмы развития . 122 (1): 67–79. DOI : 10.1016 / j.mod.2004.08.008 . hdl : 2433/144766 . PMID  15582778 . S2CID  17490059 .
  • Деб-Ринкер П., Ли Д., Езерски А., Сикорска М., Уокер П.Р. (февраль 2005 г.). «Последовательное метилирование ДНК вышележащих областей Nanog и Oct-4 в человеческих клетках NT2 во время дифференцировки нейронов» . Журнал биологической химии . 280 (8): 6257–60. DOI : 10.1074 / jbc.C400479200 . PMID  15615706 .
  • Заерес Х., Ленш М.В., Дахерон Л., Стюарт С.А., Ицковиц-Элдор Дж., Дейли Г.К. (март 2005 г.). «Высокоэффективная интерференция РНК в эмбриональных стволовых клетках человека» . Стволовые клетки . 23 (3): 299–305. DOI : 10.1634 / стволовые клетки.2004-0252 . PMID  15749924 . S2CID  1395518 .
  • Hoei-Hansen CE, Almstrup K, Nielsen JE, Brask Sonne S, Graem N, Skakkebaek NE, Leffers H, Rajpert-De Meyts E (июль 2005 г.). «Фактор плюрипотентности стволовых клеток NANOG экспрессируется в гоноцитах плода человека, карциноме яичек in situ и опухолях половых клеток». Гистопатология . 47 (1): 48–56. DOI : 10.1111 / j.1365-2559.2005.02182.x . PMID  15982323 . S2CID  10164525 .
  • Хислоп Л., Стойкович М., Армстронг Л., Уолтер Т., Стойкович П., Пржиборски С., Герберт М., Мердок А., Страчан Т., Лако М. (сентябрь 2005 г.). «Подавление NANOG вызывает дифференцировку человеческих эмбриональных стволовых клеток во внезародышевые линии». Стволовые клетки . 23 (8): 1035–43. DOI : 10.1634 / стволовые клетки.2005-0080 . PMID  15983365 . S2CID  29881293 .
  • Oh JH, Do HJ, Yang HM, Moon SY, Cha KY, Chung HM, Kim JH (июнь 2005 г.). «Идентификация предполагаемого домена трансактивации в человеческом Nanog» . Экспериментальная и молекулярная медицина . 37 (3): 250–4. DOI : 10.1038 / emm.2005.33 . PMID  16000880 .
  • Бойер Л.А., Ли Т.И., Коул М.Ф., Джонстон С.Е., Левин С.С., Цукер Дж.П., Гюнтер М.Г., Кумар Р.М., Мюррей Х.Л., Дженнер Р.Г., Гиффорд Д.К., Мелтон Д.А., Джениш Р., Янг Р.А. (сентябрь 2005 г.). «Основные схемы регуляции транскрипции в человеческих эмбриональных стволовых клетках» . Cell . 122 (6): 947–56. DOI : 10.1016 / j.cell.2005.08.020 . PMC  3006442 . PMID  16153702 .
  • Kim JS, Kim J, Kim BS, Chung HY, Lee YY, Park CS, Lee YS, Lee YH, Chung I.Y (декабрь 2005 г.). «Идентификация и функциональная характеристика альтернативного варианта сплайсинга в четвертом экзоне человеческого нанога» . Экспериментальная и молекулярная медицина . 37 (6): 601–7. DOI : 10.1038 / emm.2005.73 . PMID  16391521 .
  • Дарр Х., Майшар Ю., Бенвенисти Н. (март 2006 г.). «Сверхэкспрессия NANOG в человеческих ES-клетках обеспечивает рост без кормления, вызывая примитивные особенности эктодермы» . Развитие . 133 (6): 1193–201. DOI : 10.1242 / dev.02286 . PMID  16501172 .
  • Сондерс А., Ли Д., Файола Ф, Хуанг Х, Фидальго М., Гуаллар Д., Дин Дж, Ян Ф, Сюй И, Чжоу Х, Ван Дж (май 2017 г.). «Контекстно-зависимые функции фосфорилирования NANOG в плюрипотентности и репрограммировании» . Отчеты о стволовых клетках . 8 (5): 1115–1123. DOI : 10.1016 / j.stemcr.2017.03.023 . PMC  5425684 . PMID  28457890 .

Внешние ссылки [ править ]

  • NANOG + белок, + человек по медицинским предметным рубрикам Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
  • Nanog + белок, + мышь по медицинским предметным рубрикам Национальной медицинской библиотеки США (MeSH)
  • FactorBook NANOG
  • «Основные схемы регуляции транскрипции в человеческих эмбриональных стволовых клетках» . Молодая лаборатория . Институт биомедицинских исследований Уайтхеда. Архивировано из оригинала на 2009-06-28 . Проверено 28 февраля 2009 .
  • «Резюме исследования лаборатории Jaenisch» . Институт Уайтхеда . Проверено 28 февраля 2009 .
  • Открытие раскрывает больше о бессмертии стволовых клеток