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Proteína homeobox NANOG

La proteína homeobox NANOG (hNanog) es un factor transcripcional que ayuda a las células madre embrionarias (CME) a ​​mantener la pluripotencia al suprimir los factores de determinación celular . [5] La hNanog está codificada en humanos por el gen NANOG . Varios tipos de cáncer están asociados con NANOG . [6]

Etimología

El nombre NANOG deriva de Tír na nÓg (que en irlandés significa "Tierra de los Jóvenes"), un nombre dado al Otro Mundo Celta en la mitología irlandesa y escocesa. [7] [8]

Estructura

La proteína humana hNanog, codificada por el gen NANOG , consta de 305 aminoácidos y posee 3 dominios funcionales: el dominio N-terminal, el dominio C-terminal y el motivo homeodominio conservado . La región homeodominio facilita la unión del ADN. El NANOG se encuentra en el cromosoma 12 y el ARNm contiene un marco de lectura abierto (ORF) de 915 pb con 4 exones y 3 intrones. [8]

La región N-terminal de hNanog es rica en residuos de serina , treonina y prolina , y el extremo C-terminal contiene un dominio rico en triptófano . El homeodominio en hNANOG va desde los residuos 95 a 155. También hay genes NANOG adicionales (NANOG2, NANOG p8) que potencialmente afectan la diferenciación de las células madre embrionarias. Los científicos han demostrado que NANOG es fundamental para la autorrenovación y la pluripotencia, y NANOG p8 se expresa en gran medida en las células cancerosas. [9]

Función

Programas de transcripción en células madre embrionarias

NANOG es un factor de transcripción en células madre embrionarias (CME) y se cree que es un factor clave para mantener la pluripotencia . Se cree que NANOG funciona en conjunto con otros factores como POU5F1 (Oct-4) y SOX2 para establecer la identidad de las CME. Estas células ofrecen un área de estudio importante debido a su capacidad para mantener la pluripotencia. En otras palabras, estas células tienen la capacidad de convertirse prácticamente en cualquier célula de cualquiera de las tres capas germinales ( endodermo , ectodermo , mesodermo ). Es por esta razón que comprender los mecanismos que mantienen la pluripotencia de una célula es fundamental para que los investigadores comprendan cómo funcionan las células madre y puede conducir a futuros avances en el tratamiento de enfermedades degenerativas.

Se ha descrito que NANOG se expresa en el lado posterior del epiblasto al inicio de la gastrulación. [10] Allí, NANOG ha sido implicado en la inhibición de la hematopoyesis embrionaria al reprimir la expresión del factor de transcripción Tal1 . [11] En esta etapa embrionaria, NANOG reprime Pou3f1 , un factor de transcripción crucial para la formación del eje anteroposterior. [10]

El análisis de embriones detenidos demostró que los embriones expresan genes marcadores de pluripotencia como POU5F1 , NANOG y Rex1 . Las líneas de células madre embrionarias humanas derivadas también expresaron marcadores de pluripotencia específicos:

Estos marcadores permitieron la diferenciación in vitro e in vivo en derivados de las tres capas germinales. [12]

POU5F1 , TDGF1 (CRIPTO), SALL4 , LECT1 y BUB1 también son genes relacionados, todos ellos responsables de la autorrenovación y la diferenciación pluripotente. [13]

Se ha descubierto que la proteína NANOG es un activador transcripcional del promotor Rex1 , que desempeña un papel clave en el mantenimiento de la expresión de Rex1 . La supresión de NANOG en células madre embrionarias da como resultado una reducción de la expresión de Rex1 , mientras que la expresión forzada de NANOG estimula la expresión de Rex1 . [14]

Además de los efectos de NANOG en las etapas embrionarias de la vida, la expresión ectópica de NANOG en las células madre adultas puede restaurar el potencial de proliferación y diferenciación que se pierde debido al envejecimiento del organismo o la senescencia celular. [15] [16] [17] [18] [19]

Importancia clínica

Cáncer

La NANOG se expresa en gran medida en las células madre cancerosas y, por lo tanto, puede funcionar como un oncogén que promueve la carcinogénesis. La alta expresión de NANOG se correlaciona con una supervivencia deficiente en pacientes con cáncer. [20] [21] [22]

Investigaciones recientes han demostrado que la localización de NANOG y otros factores de transcripción tienen consecuencias potenciales en la función celular. La evidencia experimental ha demostrado que el nivel de expresión de NANOG p8 es elevado especialmente en células cancerosas, lo que significa que el gen NANOG p8 es un miembro crítico en las células madre cancerosas (CSC), por lo que su eliminación podría reducir la malignidad del cáncer. [9]

Diagnóstico

El gen p8 de NANOG se ha evaluado como un biomarcador pronóstico y predictivo del cáncer. [23]

Células madre cancerosas

Nanog es un factor de transcripción que controla tanto la autorrenovación como la pluripotencia de las células madre embrionarias . De manera similar, la expresión de las proteínas de la familia Nanog aumenta en muchos tipos de cáncer y se correlaciona con un peor pronóstico. [9]

Evolución

Los humanos y los chimpancés comparten diez pseudogenes NANOG (NanogP2-P11) durante la evaluación, dos de ellos se encuentran en el cromosoma X y se caracterizan por las secuencias promotoras 5' y la ausencia de intrones como resultado de la retrotransposición de ARNm [8] todos en los mismos lugares: un pseudogén de duplicación y nueve retropseudogénes. De los nueve retropseudogénes NANOG compartidos, dos carecen de las colas poli-(A) características de la mayoría de los retropseudogénes, lo que indica que se produjeron errores de copia durante su creación. Debido a la alta improbabilidad de que los mismos pseudogenes (errores de copia incluidos) existan en los mismos lugares en dos genomas no relacionados , los biólogos evolutivos señalan a NANOG y sus pseudogenes como evidencia de descendencia común entre humanos y chimpancés. [24]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000111704 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000012396 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. La lógica molecular de la autorrenovación inducida por Nanog en células madre embrionarias de ratón. Nat Commun 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  6. ^ Grubelnik G, Boštjančič E, Pavlič A, Kos M, Zidar N (marzo de 2020). "Expresión de NANOG en el desarrollo humano y la cancerogénesis". Biología y Medicina Experimentales . 245 (5): 456–464. doi :10.1177/1535370220905560. PMC 7082888 . PMID  32041418. 
  7. ^ "ScienceDaily: Células de los siempre jóvenes: cada vez más cerca de la verdad" . Consultado el 26 de julio de 2007 .
  8. ^ abc Gawlik-Rzemieniewska N, Bednarek I (30 de noviembre de 2015). "El papel del factor transcripcional NANOG en el desarrollo del fenotipo maligno de las células cancerosas". Cancer Biology & Therapy . 17 (1): 1–10. doi :10.1080/15384047.2015.1121348. PMC 4848008 . PMID  26618281. 
  9. ^ abc Zhang W, Sui Y, Ni J, Yang T (2016). "Información sobre el gen Nanog: un impulsor de la pluripotencia en células madre primitivas". Revista internacional de ciencias biológicas . 12 (11): 1372–1381. doi :10.7150/ijbs.16349. PMC 5118783 . PMID  27877089. 
  10. ^ ab Barral A, Rollan I, Sanchez-Iranzo H, Jawaid W, Badia-Careaga C, Menchero S, et al. (diciembre de 2019). "Nanog regula la expresión de Pou3f1 a la salida de la pluripotencia durante la gastrulación". 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. (Abril de 2019). "El factor de pluripotencia NANOG controla la hematopoyesis primitiva y regula directamente Tal1". La Revista EMBO . 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 (diciembre de 2006). "Derivación de células madre embrionarias humanas a partir de embriones en desarrollo y detenidos". Células madre . 24 (12): 2669–2676. doi : 10.1634/stemcells.2006-0377 . PMID  16990582. S2CID  32587408.
  13. ^ Li SS, Liu YH, Tseng CN, Chung TL, Lee TY, Singh S (agosto de 2006). "Caracterización y perfil de expresión génica de cinco nuevas líneas de células madre embrionarias humanas derivadas de Taiwán". Células madre y desarrollo . 15 (4): 532–555. doi :10.1089/scd.2006.15.532. PMID  16978057.
  14. ^ Shi W, Wang H, Pan G, Geng Y, Guo Y, Pei D (agosto de 2006). "Regulación del marcador de pluripotencia Rex-1 por Nanog y Sox2". The Journal of Biological Chemistry . 281 (33): 23319–23325. doi : 10.1074/jbc.M601811200 . PMID  16714766.
  15. ^ Shahini A, Choudhury D, Asmani M, Zhao R, Lei P, Andreadis ST (enero de 2018). "NANOG restaura el potencial de diferenciación miogénica deteriorado de los mioblastos esqueléticos después de múltiples duplicaciones de población". Investigación de células madre . 26 : 55–66. doi : 10.1016/j.scr.2017.11.018 . PMID  29245050.
  16. ^ Shahini A, Mistriotis P, Asmani M, Zhao R, Andreadis ST (junio de 2017). "NANOG restaura la contractilidad de los microtejidos senescentes basados ​​en células madre mesenquimales". Ingeniería de tejidos. Parte 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, et al. (enero de 2017). "NANOG revierte el potencial de diferenciación miogénica de las células madre senescentes al restaurar la organización filamentosa de ACTIN y la expresión génica dependiente de SRF". Células madre . 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 (diciembre de 2012). "Nanog revierte los efectos del envejecimiento del organismo en la proliferación de células madre mesenquimales y el potencial de diferenciación miogénica". Células madre . 30 (12): 2746–2759. doi :10.1002/stem.1223. PMC 3508087 . PMID  22949105. 
  19. ^ Münst B, Thier MC, Winnemöller D, Helfen M, Thummer RP, Edenhofer F (marzo de 2016). "Nanog induce la supresión de la senescencia a través de la regulación negativa de la expresión de p27KIP1". Journal of Cell Science . 129 (5): 912–920. doi :10.1242/jcs.167932. PMC 4813312 . PMID  26795560. 
  20. ^ Gong S, Li Q, Jeter CR, Fan Q, Tang DG, Liu B (septiembre de 2015). "Regulación de NANOG en células cancerosas". Molecular Carcinogenesis . 54 (9): 679–687. doi :10.1002/mc.22340. PMC 4536084 . PMID  26013997. 
  21. ^ Jeter CR, Yang T, Wang J, Chao HP, Tang DG (agosto de 2015). "Revisión concisa: NANOG en células madre cancerosas y desarrollo tumoral: una actualización y preguntas pendientes". Células madre . 33 (8): 2381–2390. doi :10.1002/stem.2007. PMC 4509798 . PMID  25821200. 
  22. ^ Gawlik-Rzemieniewska N, Bednarek I (2016). "El papel del factor transcripcional NANOG en el desarrollo del fenotipo maligno de las células cancerosas". 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 (diciembre de 2014). "Papel emergente de nanog en la tumorigénesis y las células madre cancerosas". Revista Internacional del Cáncer . 135 (12): 2741–2748. doi :10.1002/ijc.28690. PMC 4065638 . PMID  24375318. 
  24. ^ Fairbanks DJ (2007). Reliquias del Edén: La poderosa evidencia de la evolución en el ADN humano . Buffalo, NY: Prometheus Books. págs. 94-96, 177-182. ISBN 978-1-59102-564-1.

Lectura adicional

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