조기 난소 부전증 유발 관련 단백질인 FOXL2의 새로운 결합 단백질 UBE2I의 발견

Abstract

BPES (Blepharophimosis/Ptosis/Epicanthus inversus Syndrome)는 FOXL2 유전자의 돌연변이에 의해 유발되는 상염색체 우성질환이다. 눈꺼풀이 갈라지거나 쳐지고 넓은 미간이 나타나는 특징이 있으며, 여성의 조기 난소 부전증(premature ovarian failure, POF)을 일으켜 불임을 유발한다. FOXL2는 forkhead family에 속하는 전사인자로서 FOXL2가 결여된 난소에서는 granulosa cell의 분화가 진행되지 않아 난포 성숙과정의 멈춤과 난자의 폐쇄증을 유발한다. FOXL2를 bait으로 하여 rat의 난소 cDNA 라이브러리의 yeast two-hybrid screening을 시행하여 FOXL2 단백질과 상호작용을 하는 small ubiquitin-related modifier(SUMO)-conjugating E2 효소인 UBE2I 단백질을 찾았다. UBC9이라고도 알려진 UBE2I 단백질은 SUMO 변형 과정을 위한 필수적인 단백질이다. Sumoylation은 수 많은 전사인자의 전사능력의 조절을 포함하여 다양한 신호전달체계에 관여하는 번역 후 변형과정이다. 본 연구에서 인간세포인 293T 내에서 면역침전반응 실험을 통해 FOXL2와 UBE2I의 단백질-단백질간의 상호작용을 확인하고 FOXL2의 돌연변이 형을 제작하여 yeast two-hybrid system을 이용해 UBE2I와 결합에 필요한 FOXL2의 부분을 규명하였다. 따라서, FOX2에 상호작용하는 UBE2I의 규명은 sumoylation에 의한 FOXL2의 새로운 조절 메커니즘을 시사한다.

BPES (Blepharophimosis/ptosis/epicanthus inversus syndrome) is an autosomal dominant disorder caused by mutations in FOXL2. Affected individuals have premature ovarian failure (POF) in addition to small palpebral fissures, drooping eyelids, and broad nasal bridge. FOXL2 is a member of the forkhead family transcription factors. In FOXL2- deficient ovaries, granulosa cell differentiation dose not progress, leading to arrest of folliculogenesis and oocytes atresia. Using yeast two-hybrid screening of rat ovarian cDNA library with FOXL2 as bait, we found that small ubiquitin-related modifier(SUMO)-conjugating E2 enzyme UBE2I protein interacted with FOXL2 protein. UBE2I also known as UBC9 is an essential protein for processing SUMO modification. Sumoylation is a form of post-translational modification involved in diverse signaling pathways including the regulation of transcriptional activities of many transcriptional factors. In the present study, we confirmed the protein-protein interaction between FOXL2 and UBE2I in human cells, 293T, by in vivo immunoprecipitation. In addition, we generated truncated FOXL2 mutants and identified the region of FOXL2 required for its association with UBE2I using yeast-two hybrid system. Therefore, the identification of UBE2I as an interacting protein of FOXL2 further suggests a presence of novel regulatory mechanism of FOXL2 by sumoylation.