Opposing Role of TFII-I isoform in regulation of human tyrosine expression during dopaminergic neurogenesis

Abstract

고아 핵 수용체인 NURR1은 중뇌 도파민성 신경세포 발생과정에서 도파민 합성의 첫 단계를 매개하는 타이로신 하이드록실라제 발현에 핵심적인 역할을 하는 것으로 밝혀져 있다. 우리의 선행 연구에서 인간의 도파민성 신경세포 발생 과정에서 NURR1이 타이로신 하이드록실라제 발현을 조절할 때 신경 전구세포에서 억제시키는 반면 도파민성 세포에서는 활성화시키는 상반된 역할을 하는 것을 확인했고 NURR1의 이러한 작용과 연관이 있을 것이라 추측되는 파트너로서 TFII-I를 발굴하였다. 또한 중뇌 발생 과정 중에 TFII-I의 4가지 아형 중 TFII-IΔ가 TFII-Iγ로 발현이 스위치 되는 것을 확인하여 두 아형이 Nurr1과 상호작용하여 어떻게 타이로신 하이드록실라제 발현을 조절하는지에 대한 연구를 진행하였다. 결과로서 TFII-IΔ는 F3 cell에서 타이로신 하이드록실라제 발현을 감소시켰고 TFII-Iγ는 SH-SY5Y cell에서 발현을 증가시키는 상반된 작용 양상을 보였다. ChIP assay를 통해 F3 cell에서는 주로 TFII-IΔ가, SH-SY5Y cell에선 TFII-Iγ가 조절영역에 결합하여 전사 조절에 관여하고 있음을 확인하였고 TFII-IΔ는 전사 활성화와 억제에 관여하는 크로마틴에 bivalent 하게 결합하는 반면 TFII-Iγ는 전사 활성화에 관여하는 크로마틴에만 결합하는 것을 확인하여 TFII-I가 도파민 발생 과정에서 전구세포에서 전사를 중지시키고, 분화 후 활성화시키는 조절 기작에 관여함을 확인하였다. 또한 NBRE-A주변에 나란히 존재하는 두 TFII-I 결합 영역인 E-box와 Initiator가 전사 조절에 어떻게 관여하는지를 luciferase assay와 EMSA assay를 통해 확인해 본 결과 F3 cell에서는 TFII-IΔ가 Initiator에 강하게 결합하여 억제에 관여하고 있었으며 SH-SY5Y cell에서는 TFII-Iγ가 Initiator와 E-box에 동시에 결합하여 Nurr1과 3합체를 형성하는 것으로 전사 활성화에 관여하고 있는 것을 확인할 수 있었다.