배아 줄기세포는 미분화상태에서 자가 재생을 유지할 수 있다. 자가 재생은 OCT4, SOX2와 NANOG와 같은 많은 인자들이 작용한다. 생쥐 배아 줄기세포에서 OCT4와 SOX2가 Nanog 프로모터에 결합하여 Nanog 유전자의 발현을 촉진한다는 사실은 생쥐 promoter에 관한 정밀분석으로 알려져 있다. 본 연구에서는 인간 Nanog promoter를 정밀 분석하기 위해 연속적인 결손 돌연변이를 가진 promoter-reporter construct를 제조하였다. Promoter의 최대 활성은 0.6 kb(-253/+365) promoter-reporter construct에서 발견되었으며, 이 construct에는 OCT4 및 SOX2의 결합부위가 포함된다. OCT4와 SOX2의 기여도를 확인하기 위하여 OCT4 및 SOX2의 결합부위에 자리 특이적 돌연변이를 유도하고 promoter 활성에 미치는 영향을 조사한 결과, OCT4나 SOX2 어느 한 군데라도 돌연변이가 존재하면 promoter 활성이 현저히 저해되었다. 본 연구 결과를 통해 인간 Nanog 유전자 발현에 있어 OCT4 및 SOX2가 필수적임을 직접적으로 확인할 수 있었다.
Embryonic stem (ES) cells can self-renew maintaining the undifferentiated state. Self-renewal requires many factors such as OCT4, SOX2, and NANOG. It is previously known that OCT4 and SOX2 can bind to NANOG promoter and support Nanog gene expression in mouse ES cells by the detailed studies using the mouse Nanog promoter. Here, we constructed serial deletion mutant promoter-reporter constructs to investigate the human Nanog gene promoter in detail. The highest promoter activity was obtained in the 0.6 kb (-253/+365) promoter-reporter construct which includes the binding sites of OCT4 and SOX2. To further confirm contribution of OCT4 and SOX2 in Nanog gene expression, we introduced site- directed mutation(s) in the OCT4 and/or SOX2 binding sites of the human Nanog promoter 0.6 kb (-253/+365) and checked the influence of the mutation on the promoter activity using human EC cell line NCCIT. Mutation either in OCT4 binding site or SOX2 binding site significantly reduced the activity of Nanog promoter which directly confirmed that OCT4 and SOX2 binding is essential in human Nanog gene expression.
