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대한생식의학회지 제33권 제2호 2010년
생명정보학을 이용한 전사인자의 하위표적유전자 분석에 관한 연구
포천중문의과대학교 생명과학전문대학원1, 전남대학교 생명과학기술학부2, 차병원 여성의학연구소3
황상준1,2, ,전상영2,이경아1,3*
In silico Analysis of Downstream Target Genes of Transcription Factors
Sang Joon Hwang1,2, Sang Young Chun2, Kyung Ah Lee1,3*
1Graduate School of Life Science and Biotechnology, Pochon CHA University College of Medicine, Seoul, Korea, 2School of Biological Sciences and Technology, Chonnam National University, Gwangju, Korea, 3CHA Research Institute, Fertility Center, CHA General Hospital, Seoul, Korea
목 적: 본 연구진은 초기 난포 발달 과정의 각 발달 단계별 난포를 분리하여 cDNA microarray를 이용한 유전자 발현 목록을 보유하고 있다.1 본 연구는 이들 유전자 중에서 전사인 자들의 목록에 주목하여 이들의 하위표적유전자를 생명정보학적 기법을 이용해 동정함으로써 이 후 초기 난포 발달의 조절 기전 연구를 위한 중요한 전사인자를 결정하고자 실시하였다. 연구방법: 26개의 전사인자들에 대해서 Gene Ontology, MGI, 그리고 Entrez Gene 등의 유전자 데이터 베이스 검색을 통해 전사인자들을 구성하는 도메인을 확인하였고, 전사인자 데이터 베이스 (TRANSFAC® 6.0)와 진핵세포 프로모터 데이터 베이스 검색을 실시하여, 전사인자의 cis-acting 및 trans-acting 하위표적유전자를 분석하였다. 결 과: 26개 전사인자들에 대해서 DNA 결합 도메인과 단백질 상호 작용 도메인을 확인하였다. 또 전사인자 데이터 베이스와 프로모터 데이터 베이스 검색으로부터 하위표적유전자에 대한 정보를 얻었다. 위와 같은 생명정보학적 분석 결과로부터 흥미로운 하위표적유전자를 갖는 3개의 전사인자로 목표를 압축할 수 있었다. 그 중에서 HNF4는 MPF 억제 조절자로 알려져 있는 Wee1 단백질 인산화 효소의 유사 유전자 프로모터 부위에 결합하는 전사인자며, TBX2는 cdk 억제자 유전자의 발현을 억제하는 전사인자로 알려져 있어, 초기 난포 발달 과정의 MPF 기능 조절에 매우 중요한 역할을 할 것으로 사료된다. 결 론: 본 연구는 생명정보학적 분석을 통하여 전사인자의 하위표적인자를 알아내고, 이를 이용하여 26개 전사인자 중에서 다음 연구를 위한 목표를 결정하는 접근 방법을 제시했다는데 의미가 있다고 사료된다. 실제로 이렇게 결정된 전사인자들이 초기 난포 발달을 조절하는 분자 생물학적 기전에 어떻게 관여하는지를 연구하기 위해서는 EMSA 등과 같은 실험적 증명을 통한 확인과 보충 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Objective: In the previous study, we compiled the differentially expressed genes during early folliculogenesis.1 Objective of the present study was to identify downstream target genes of transcription factors (TFs) using bioinformatics for selecting the target TFs among the gene lists for further functional analysis. Materials & Methods: By using bioinformatics tools, constituent domains were identified from database searches using Gene Ontology, MGI, and Entrez Gene. Downstream target proteins/genes of each TF were identified from database searches using TF database (TRANSFAC￠c 6.0) and eukaryotic promoter database (EPD). Results: DNA binding and trans-activation domains of all TFs listed previously were identified, and the list of downstream target proteins/genes was obtained from searche of TF database and promoter database. Based on the known function of identified downstream genes and the domains, 3 (HNF4, PPARg, and TBX2) out of 26 TFs were selected for further functional analysis. The genes of wee1-like protein kinase and p21WAF1 (cdk inhibitor) were identified as potential downstream target genes of HNF4 and TBX2, respectively. PPARg, through protein-protein interaction with other protein partners, acts as a transcription regulator of genes of EGFR, p21WAF1, cycD1, p53, and VEGF. Among the selected 3 TFs, further study is in progress for HNF4 and TBX2, since wee1-like protein kinase and cdk inhibitor may involved in regulating maturation promoting factor (MPF) activity during early folliculogenesis. Conclusions: Approach used in the present study, in silico analysis of downstream target genes, was useful for analyzing list of TFs obtained from high-throughput cDNA microarray study. To verify its binding and functions of the selected TFs in early folliculogenesis, EMSA and further relevant characterizations are under investigation.
키워드 : Folliculogenesis, Bioinformatics, Transcription factor, Binding element, Downstream target gene
교신저자 : leeka@ovary.co.kr
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