Cdx1 and Gsc distinctly regulate the transcription of BMP4 target gene ventx3.2 by directly binding to the proximal promoter region in Xenopus gastrulae

김재봉; Ravi Shankar Goutam; Vijay Kumar; 이은주

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김재봉 (한림대학교) Ravi Shankar Goutam (Hallym University) Vijay Kumar (College of Medicine, Hallym University) 이은주 (한림대학교)

저널정보: 한국분자세포생물학회 Molecules and Cells Molecules and Cells Vol.47 No.1

발행연도: 2024.1

수록면: 1 - 14 (14page)

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A comprehensive regulatory network of transcription factors controls the dorsoventral patterning of the body axis in developing vertebrate embryos. Bone morphogenetic protein signaling is essential for activating the Ventx family of homeodomain transcription factors, which regulates embryonic patterning and germ layer identity during Xenopus gastrulation. Although Ventx1.1 and Ventx2.1 of the Xenopus Ventx family have been extensively investigated, Ventx3.2 remains largely understudied. Therefore, this study aimed to investigate the transcriptional regulation of ventx3.2 during the embryonic development of Xenopus. We used goosecoid (Gsc) genome-wide chromatin immunoprecipitation-sequencing data to isolate and replicate the promoter region of ventx3.2. Serial deletion and site-directed mutagenesis were used to identify the cis-acting elements for Gsc and caudal type homeobox 1 (Cdx1) within the ventx3.2 promoter. Cdx1 and Gsc differentially regulated ventx3.2 transcription in this study. Additionally, positive cis-acting and negative response elements were observed for Cdx1 and Gsc, respectively, within the 5′ flanking region of the ventx3.2 promoter. This result was corroborated by mapping the active Cdx1 response element (CRE) and Gsc response element (GRE). Moreover, a point mutation within the CRE and GRE completely abolished the activator and repressive activities of Cdx1 and Gsc, respectively. Furthermore, the chromatin immunoprecipitation-polymerase chain reaction confirmed the direct binding of Cdx1 and Gsc to the CRE and GRE, respectively. Inhibition of Cdx1 and Gsc activities at their respective functional regions, namely, the ventral marginal zone and dorsal marginal zone, reversed their effects on ventx3.2 transcription. These results indicate that Cdx1 and Gsc modulate ventx3.2 transcription in the ventral marginal zone and dorsal marginal zone by directly binding to the promoter region during Xenopus gastrulation.

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