Молекулярная биология, 2021, T. 55, № 6, стр. 972-981

POU2F1(Oct-1) разнонаправленно участвует в ауторегуляции альтернативных промоторов за счет связывания с различными регуляторными участками гена POU2F1

Е. В. Панкратова a*, Т. Н. Порцева a, А. А. Макарова a, Б. М. Льянова a, С. Г. Георгиева a, А. Г. Степченко a

a Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта Российской академии наук
119991 Москва, Россия

* E-mail: pank@eimb.ru

Поступила в редакцию 02.12.2020
После доработки 20.05.2021
Принята к публикации 25.05.2021

Аннотация

Ген POU2F1, играющий важную роль в регуляции генома и развитии млекопитающих, имеет как убиквитарный, так и тканеспецифический промоторы и отличается сложной регуляцией. Нами идентифицированы участки гена POU2F1, содержащие множественные сайты связывания кодируемого им фактора транскрипции Oct-1. Межвидовая гомология в этих участках геномов человека, мыши, крысы, свиньи и собаки составляет более 90%, причем выявлена полная идентичность почти всех сайтов связывания белка Oct-1. Часть этих сайтов находится вблизи каждого из двух альтернативных промоторов гена POU2F1, тогда как другие обнаружены в 5'-некодирующей области гена на расстоянии 6 тыс.п.о. до старта транскрипции. Методами иммунопреципитации хроматина (ChIP) и задержки подвижности в геле комплека ДНК-белок (EMSA) выявлено присутствие Oct-1 на этих сайтах. Подавление экспрессии Oct-1 в клетках Namalwa с использованием технологии РНК-интерференции приводило к активации убиквитарного промотора U и ингибированию транскрипции с тканеспецифического промотора L, тогда как избыточная экспрессия Oct-1 давала обратный результат. Таким образом, выявлено, что в естественном контексте на убиквитарном промоторе U гена POU2F1 через низкоаффинные сайты связывания Oct-1, при повышении его концентрации в клетке, действует отрицательная обратная связь и одновременно на тканеспецифическом промоторе L через высокоаффинные канонические Oct-1-связывающие сайты (oct-сайты) действует положительная обратная связь.

Ключевые слова: транскрипционная ауторегуляция, POU2F1, фактор транскрипции, Oct-1

Список литературы

  1. Kang J., Shakya A., Tantin D. (2009) Stem cells, stress, metabolism and cancer: a drama in two Octs. Trends Biochem. Sci. 34, 491–499.

  2. Veenstra G.J., Beumer T.L., Peterson-Maduro J., Stegeman B.I., Karg H.A., van der Vliet P.C., Destrée O.H. (1995) Dynamic and differential Oct-1 expression during early Xenopus embryogenesis: persistence of Oct-1 protein following down-regulation of the RNA. Mech. Dev. 50, 103–117.

  3. Vázquez-Arreguín K., Tantin D. (2016) The Oct1 transcription factor and epithelial malignancies: old protein learns new tricks. Biochim. Biophys. Acta. 1859, 792–804.

  4. Chen X., Leung S.Y., Yuen S.T., Chu K.M., Ji J., Li R., Chan A.S., Law S., Troyanskaya O.G., Wong J., So S., Botstein D., Brown P.O. (2003) Variation in gene expression patterns in human gastric cancers. Mol. Biol. Cell. 14, 3208–3215.

  5. Wang Y.P., Song G.H., Chen J., Xiao C., Li C., Zhong L., Sun X., Wang Z.W., Den G.L., Yu F.D., Xue Y.M., Tang H.M., Peng Z.H., Wang X.L. (2016) Elevated OCT1 participates in colon tumorigenesis and independently predicts poor prognoses of colorectal cancer patients. Tumour Biol. 37, 3247–3255.

  6. Sanchez-Carbayo M., Socci N.D., Lozano J., Saint F., Cordon-Cardo C. (2006) Defining molecular profiles of poor outcome in patients with invasive bladder cancer using oligonucleotide microarrays. J. Clin. Oncol. 24, 778–789.

  7. Finak G., Bertos N., Pepin F., Sadekova S., Souleimanova M., Zhao H., Chen H., Omeroglu G., Mete-rissian S., Omerogl A., Hallett M., Park M. (2008) Stromal gene expression predicts clinical outcome in breast cancer. Nat. Med. 14, 518–527.

  8. Xiao S., Liao S., Zhou Y., Jiang B., Li Y., Xue M. (2014) High expression of octamer transcription factor 1 in cervical cancer. Oncol. Lett. 7, 1889–1894.

  9. Sharpe D.J., Orr K.S., Mora M., White, S. J., McQuaid S., Lappin T.R., Thompson A., James J.A. (2014) POU2F1 activity regulates HOXD10 and HOXD11 promoting a proliferative and invasive phenotype in head and neck cancer. Oncotarget. 5, 8803–8815.

  10. Pankratova E.V., Sytina E.V., Luchina N.N., Krivega I.V. (2003) The regulation of the Oct-1 gene transcription is mediated by two promoters. Immunol. Lett. 88, 15–20.

  11. Sytina E.V., Pankratova E.V. (2003) Oct-1 transcription factor – plasticity and polyfunctionality. Mol. Biol. (Mosk.). 37, 755‒767.

  12. Luchina N.N., Krivega I.V., Pankratov E.V. (2003) Human Oct-1L isoform has tissue-specific expression pattern similar to Oct-2. Immunol. Lett. 85, 237–241.

  13. Pankratova E.V., Stepchenko A.G., Portseva T., Mogila V.A., Georgieva S.G. (2016) Different N-terminal isoforms of Oct-1 control expression of distinct sets of genes and their high levels in Namalwa Burkitt’s lymphoma cells affect a wide range of cellular processes. Nucleic Acids Res. 44, 9218–9230.

  14. Pankratova E.V., Stepchenko A.G., Krylova I.D., Por-tseva T.N., Georgieva S.G. (2018) The regulatory interplay between Oct-1 isoforms contributes to hematopoiesis and the isoforms imbalance correlates with a malignant transformation of B cells. Oncotarget. 9, 29892‒29905.

  15. Pinson J., Simpson T.I., Maso J.O., Price D.J. (2006) Positive autoregulation of the transcription factor Pax6 in response to increased levels of either of its major isoforms, Pax6 or Pax6(5a), in cultured cells. BMC Dev. Biol. 6, 25.

  16. Facchini L.M., Chen S., Marhin W.W., Lear J.N., Penn L.Z. (1997) The Myc negative autoregulation mechanism requires Myc-Max association and involves the c‑myc P2 minimal promoter. Mol. Cell. Biol. 17, 100–114.

  17. Степченко А.Г., Георгиева С.Г., Панкратова Е.В. (2019) Множественный характер взаимодействия транскрипционного фактора Oct-1 (POU2F1) с последовательностями PORE и MORE. Мол. биология. 53, 430–435.

  18. Pankratova E., Sytina E., Polanovsky O. (2006) Autoregulation of Oct-1 gene expression is mediated by two octa-sites in alternative promoter. Biochimie. 88, 1323–1329.

  19. Xu S.H., Huang J.Z., Xu M.L., Yu G., Yin X.F., Chen D., Yan G.R. (2015). ACK1 promotes gastric cancer epithelial-mesenchymal transition and metastasis through AKT-POU2F1-ECD signalling. J. Pathol. 236, 175–185.

  20. Hwang-Verslues W.W., Chang P.H., Jeng Y.M., Kuo W.H., Chiang P.H., Chang Y.C., Hsieh T.H., Su F.Y., Lin L.C., Abbondante S., Yang C.Y., Hsu H.M., Yu J.C., Chang K.J., Shew J.Y., Lee E.Y., Lee W.H. (2013) Loss of corepressor PER2 under hypoxia up-regulates OCT1-mediated EMT gene expression and enhances tumor malignancy. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 110, 12331–12336.

  21. Qian J., Kong X., Deng N., Tan P., Chen H., Wang J., Li Z., Hu Y., Zou W., Xu J., Fang J.Y. (2015) OCT1 is a determinant of synbindin-related ERK signalling with independent prognostic significance in gastric cancer. Gut. 64, 37–48.

  22. Kalamohan K., Periasamy J., Bhaskar R.D., Barnabas G.D., Ponnaiyan S., Ganesan K. (2014) Transcriptional coexpression network reveals the involvement of varying stem cell features with different dysregulations in different gastric cancer subtypes. Mol. Oncol. 8, 1306–1325.

Дополнительные материалы отсутствуют.