BMP-4의 세포 내 신호전달은, Smad 단백질이 세포핵내로 이동하여 표적 유전자의 전사를 자극하는 과정에 의하여, 매개되는 것으로 알려져 있지만, BMP-4가 자신의 표적유전자 중의 하나인, Xvent유전자의 전사를 어떻게 조절하는지는 잘 알려져 있지 않다. 본 실험실에서는 BMP-4 responsive homeobox 유전자인, Xbr-1a/Xvent-2의 genomic clone을 분리하였으며, 이렇게 분리된 clone에는 promoter와 coding region의 전부위에 해당하는 세개의 exon이 들어 있다는 것을 알 수 있었다. 또한 primer extension 실험결과, 전사시작 지점이 Xvent-2 유전자의 ATG 코돈에서 상류쪽 -64 bp이란 것을 알 수 있었다. Promoter 부위를 luciferase reporter 유전자에 연결한 다음, promoter 활성을 luciferase assay를 통하여 측정하였다. Promoter 활성은, 개구리 배자에서의 Xvent-2 유전자의 mRNA 발현양상과 비슷하게, 13~17 배자기에 최고치를 나타내었으며, serial deletion mutation실험을 통하여, promoter 부위의 -235 bp 부위에서 BMP-4/Smad1에 의하여 조절되는, 완전한 전사활성이 관찰되었다. 본 실험의 결과는, Xbr-1a/Xvent-2유전자의 promoter부위에서, 상류쪽 -235 bp 부위에 BMP-4 response element가 존재한 다는 것을 보여주는 것으로 사료된다.
BMP-4 signaling is mediated through Smad proteins which may translocate to the nucleus to activate transcription. Little is known about how BMP-4 signaling regulates the transcription of its target genes, e.g., Xvent genes. Therefore, we isolated the genomic clone of a BMP-4 responsive homeobox gene, Xbr-1a/Xvent-2. This clone contains a promoter and three exons for the entire coding region. Using the primer extension, we identified the transcription initiation site corresponding to position -64 bp upstream to the ATG codon of the Xvent-2 gene. The promoter was linked to the luciferase reporter gene, and promoter activity determined by luciferase assay. The temporal promoter activity peaked between embryonic stages 13~17, in agreement with its temporal mRNA expression in the whole embryo. Through the serial deletion mutation, the upstream -235 bp of the promoter retains the full transcriptional activity, and is regulated by BMP-4 signaling. The present results suggest that the BMP-4 responsive element is located on the upstream 235 bp of the promoter.
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