ペアのようなホメオドメイン転写因子2（PITX2）の新しい形態：代替翻訳の開始とmRNAスプライシングによる生成

背景：ペアのようなホメオドメイン転写因子（PITX）遺伝子ファミリー、特にPITX1およびPITX2のメンバーは、正常な発達と分化した細胞機能において重要な役割を果たします。PITX2の3つの主要なアイソフォームは、以前に代替mRNAスプライシング（PITX2AとPITX2B）と代替プロモーター使用（PITX2C）の両方を介して生成されると報告されていました。これらのmRNAに由来するタンパク質には、同一のホメオドメインとカルボキシル末端が含まれています。タンパク質のアミノ末端の違いは、いくつかの文脈で機能的な違いをもたらす可能性があります。 結果：ここでは、2つの新しいPITX2アイソフォームの識別を報告します。まず、PITX2C mRNAが代替翻訳開始を介して2つのタンパク質産物、PITX2CALPHAとPITX2CBETAを生成することを実証します。第二に、Intron 2で同じ5 'スプライスドナーをPITX2B（以下PITX2B1と呼ぶ）と同じ5'スプライスドナーを使用する新しいmRNAスプライスバリアントPITX2B2を特定しましたが、代替3 'スプライスアクセプターを採用しています。pitx2b1に対する39塩基対。PITX2B2 mRNAは、マウスとヒト下垂体の両方で発現しています。このデータは、マウスのゴナドトロープ細胞株と成体マウス下垂体で、以前はpitx2b1と考えられていたものが実際にpitx2cbeta、またはおそらくpitx2b2であることを示しています。PITX2B1は、以前に考えられていたよりも低いレベルで発現しています。PITX2CBETAおよびPITX2B2は、既知のPITX2アイソフォームと同様に、ゴナドトロープ特異的遺伝子プロモーターレポーターを活性化します。 結論：代替翻訳開始（PITX2CBETA）と代替mRNAスプライシング（PITX2B2）によって生成されたPITX2の2つの新規アイソフォームを特定し、特徴付けました。これらのタンパク質は、in vitroで他のPITX2アイソフォームと同様のDNA結合およびトランス活性化機能を示していますが、種間の保存は、in vivoでの不明確な役割を明確に再生する可能性があることを示唆しています。

BACKGROUND: Members of the Paired-like homeodomain transcription factor (PITX) gene family, particularly PITX1 and PITX2, play important roles in normal development and in differentiated cell functions. Three major isoforms of PITX2 were previously reported to be produced through both alternative mRNA splicing (PITX2A and PITX2B) and alternative promoter usage (PITX2C). The proteins derived from these mRNAs contain identical homeodomain and carboxyl termini. Differences in the amino-termini of the proteins may confer functional differences in some contexts. RESULTS: Here, we report the identification of two novel PITX2 isoforms. First, we demonstrate that the Pitx2c mRNA generates two protein products, PITX2Calpha and PITX2Cbeta, via alternative translation initiation. Second, we identified a novel mRNA splice variant, Pitx2b2, which uses the same 5' splice donor in intron 2 as Pitx2b (hereafter referred to as Pitx2b1), but employs an alternative 3' splice acceptor, leading to an in-frame deletion of 39 base pairs relative to Pitx2b1. Pitx2b2 mRNA is expressed in both murine and human pituitary. The data show that in a murine gonadotrope cell line and adult murine pituitary what was previously thought to be PITX2B1 is actually PITX2Cbeta, or perhaps PITX2B2. PITX2B1 is expressed at lower levels than previously thought. PITX2Cbeta and PITX2B2 activate gonadotrope-specific gene promoter-reporters similarly to known PITX2 isoforms. CONCLUSION: We have identified and characterized two novel isoforms of PITX2, generated by alternative translation initiation (PITX2Cbeta) and alternative mRNA splicing (PITX2B2). These proteins show similar DNA binding and trans-activation functions as other PITX2 isoforms in vitro, though their conservation across species suggests that they may play distinct, as yet unidentified, roles in vivo.