Identification and characterization of estrogen receptor-related receptor in the ascidian, Halocynthia roretzi
멍게(Halocynthia roretzi) estrogen receptor-related receptor 의 동정과 특성
- 발행기관 Kangnung National University Graduate School
- 지도교수 Sohn, Young Chang
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 Applied Marine Biotechnology and Enginerring
- 원문페이지 iii, 40 p.
- 본문언어 영어
초록/요약
핵수용체는 호르몬 또는 리간드에 의해 조절되는 전사조절인자로써 동물의 성장, 발생, 분화 및 항상성 유지의 많은 부분에 필수적이며 세포 내에서 표적 유전자의 발현을 전사 과정에서 조절한다. ERR은 리간드가 밝혀지지 않은 고아핵수용체로서 핵수용체 superfamily의 그룹에 속한다. ERR은 estrogen receptors(ERs)과 구조가 유사하고 같은 표적 유전자에 반응하며, coactivators 결합능력과 DNA binding site 친화성이 유사하다. 그러나 ligand 결합과 전사활성에 있어서는 다르게 나타난다. 본 실험에서는 해양무척추동물 ERR 의 기능을 분석하고 조직 및 발생 단계에서 ERR의 역할을 조사하기 위해서, 대표적인 해 양무척추동물인 멍게로부터 ERR의 full-length cDNA 동정하여 세포에서 기능을 분석하였 으며 다양한 조직과 발생 단계에서 멍게 ERR의 발현 변화를 조사하였다. 멍게 64세포기 배아에서 ERR의 3' UTR 길이가 다른 세 개의 transcript variants 을 동정하였다. 세 개의 transcript variants 염기서열은 각각 2429 base pairs (bp), 2273 bp, 2172 bp 이었지만 아미노산 번역부위의 서열은 1584 bp로 동일하였다. 멍게 ERR은 DNA binding domain (DBD)과 ligand binding domain (LBD)에서 포유동물 human ERRs, 무척추동물 Ciona ERR과 높은 상동성을 기록하였다. Real Time PCR결과 멍게 ERR mRNA는 심장에서 특이적으로 높게 발현되었으 며 발생 단계에서는 멍게 수정란에서 처음으로 발견되었고 초기발생단계인 8cell, 32cell, 64cell에서 높게 발현되었다. 다음으로 reporter assay 방법을 이용하여 멍게 ERR의 전사활 성을 조사하였다. 멍게 ERR은 포유동물의 ERR과 마찬가지로 estrogen-response elements (EREs)과 ERR response elements (ERREs) 둘다에 반응하여 전사 활성을 증가시켰다. ERR의 antagonists로 알려져 있는 4-hydroxytamoxifen (4OHT)와 diethylstilbestrol (DES)는 본 실험에 서 각각 멍게 ERR의 partial antagonist와 antagonist로 작용하여 멍게 ERR의 전사활성을 감 소시켰다. 게다가 멍게 ERR의 전사활성이 peroxisome proliferator-activated receptor-(PPAR) γ coactivator 1(PGC-1)에 의해서 증가하였고 small heterodimer partner (SHP)에 의해서 억제되었 다. 이 결과로부터 멍게에서 동정한 ERR이 초기 발생에서 중요한 역할을 하며 리간드 비 의존적으로 전사를 활성화함을 알 수 있었다. 또한 포유동물 ERRs의 compounds와 cofactors가 멍게 ERR의 전사활성을 조절한다는 것을 알 수 있었다.
more초록/요약
Nuclear receptors (NR) are ligand-activated transcription factors that play critical roles in many aspects of development, endocrine signaling cell growth, differentiation. Estrogen-receptor related receptor (ERR) is an orphan member of the NR superfamily that was not identified for the natural ligand and is most closely related to the estrogen receptors. ERRs and (estrogen-receptor) ERs have overlapping affinities for coactivators and DNA binding sites, but differ markedly in ligand binding and transcriptional activation. In this study, to analyze the molecular functions of marine invertebrate ERR and investigate the role of ERR in tissues and embryonic development, I have cloned a full-length cDNA of ERR from ascidian, Halocynthia roretzi embryo (Hr-ERR) and examined its expression pattern in various tissues and developmental stages. Three transcript variants of Hr-ERR were identified, varying in their 3' UTR lengths. These variants showed different nucleotide sequences in length (2429 base pairs (bp), 2273 bp, and 2172 bp), but encoded an identical amino acid sequence (open reading frame of 1584 bp, 528 amino acids). The H. roretzi estrogen-receptor related receptor most closely resembles the human ERRs (hERRs) and Ciona ERR (Ci-ERR) in both the DNA binding domain (DBD) and the ligand binding domain (LBD). Real Time PCR analysis revealed that the Hr-ERR mRNA is expressed predominantly in heart. During embryogenesis, the Hr-ERR mRNA is first detected at egg and highly expressed in early development stage (from 8 cell to 64 cell). Next, I examined the transcriptional activity and functional conservation of Hr-ERR using the reporter assay. Transient transfection assays demonstrated that Hr-ERR transactivates constitutively reporter genes driven by estrogen-response elements (EREs) or ERR response elements (ERREs). 4-hydroxytamoxifen (4OHT) and diethylstilbestrol (DES) were known as ERR antagonists. In my results, 4OHT and DES act as a partial antagonist and antagonist for Hr-ERR, respectively, and inhibit the Hr-ERR-mediated transactivation. Furthermore, Hr-ERR-mediated transactivation is enhanced by a peroxisome proliferator-activated receptor-(PPAR) γ coactivator 1(PGC-1) and is repressed by a small heterodimer partner (SHP). These results indicate that Hr-ERR may have a specific role in early development stage and activate transcription in a ligand-independent manner. In addition, the compounds and cofactors for mammalian ERRs modulate the transcriptional activity of Hr-ERR.
more목차
Chapter 1. Molecular cloning and expression pattern of estrogen receptorrelated = 3
INTRODUCTION = 3
MATERIALS AND METHODS = 6
RESULTS = 9
DISCUSSION = 11
Chapter 2. Transcriptional activity of Halocynthia roretzi estrogen receptorrelated = 13
INTRODUCTION = 13
MATERIALS AND METHODS = 15
RESULTS = 17
DISCUSSION = 19
REFERENCES = 34
