Suppr超能文献

通过重新设计 Sox17 与其在 DNA 上与 Oct4 的结合,将 Sox17 转化为多能性重编程因子。

Conversion of Sox17 into a pluripotency reprogramming factor by reengineering its association with Oct4 on DNA.

机构信息

Laboratory for Structural Biochemistry and Genome Institute of Singapore, Singapore, Singapore.

出版信息

Stem Cells. 2011 Jun;29(6):940-51. doi: 10.1002/stem.639.

Abstract

Very few proteins are capable to induce pluripotent stem (iPS) cells and their biochemical uniqueness remains unexplained. For example, Sox2 cooperates with other transcription factors to generate iPS cells, but Sox17, despite binding to similar DNA sequences, cannot. Here, we show that Sox2 and Sox17 exhibit inverse heterodimerization preferences with Oct4 on the canonical versus a newly identified compressed sox/oct motif. We can swap the cooperativity profiles of Sox2 and Sox17 by exchanging single amino acids at the Oct4 interaction interface resulting in Sox2KE and Sox17EK proteins. The reengineered Sox17EK now promotes reprogramming of somatic cells to iPS, whereas Sox2KE has lost this potential. Consistently, when Sox2KE is overexpressed in embryonic stem cells it forces endoderm differentiation similar to wild-type Sox17. Together, we demonstrate that strategic point mutations that facilitate Sox/Oct4 dimer formation on variant DNA motifs lead to a dramatic swap of the bioactivities of Sox2 and Sox17.

摘要

极少数蛋白质能够诱导多能干细胞(iPS 细胞),其生化独特性仍未得到解释。例如,Sox2 与其他转录因子合作生成 iPS 细胞,但 Sox17 尽管与相似的 DNA 序列结合,却不能。在这里,我们表明 Sox2 和 Sox17 在与 Oct4 的异二聚体化方面表现出相反的偏好,即在经典的 Sox/oct 基序与新鉴定的压缩 Sox/oct 基序上。我们可以通过交换 Oct4 相互作用界面上的单个氨基酸来交换 Sox2 和 Sox17 的协同作用谱,从而产生 Sox2KE 和 Sox17EK 蛋白。经过重新设计的 Sox17EK 现在可以促进体细胞重编程为 iPS 细胞,而 Sox2KE 则失去了这种潜能。一致地,当 Sox2KE 在胚胎干细胞中过表达时,它会迫使内胚层分化,类似于野生型 Sox17。总之,我们证明了促进 Sox/Oct4 二聚体形成在变体 DNA 基序上的策略性点突变导致 Sox2 和 Sox17 的生物活性发生显著交换。

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