核局在、DNA結合、およびクルッペル様亜鉛フィンガータンパク質Gli-Similar 2のトランス活性メカニズムの同定（GLIS2）

Gli-Similar 1-3（Glis1-3）は、GLIタンパク質ファミリーと密接に関連するKrüppel-like Zinc Finger（ZF）転写因子のサブファミリーを構成します。Glis2の変異は、小児および若年成人の腎線維症と萎縮を特徴とする慢性腎疾患である腎症に関連しています。現在、Glis2の作用メカニズム、その標的遺伝子、またはその活性を調節するシグナル伝達経路に関する情報はほとんど存在しません。この研究では、Glis2の核局在化にZF3内の領域が必要であることを示しています。Glis2 DNA結合の分析により、Glis2はコンセンサスGlis結合配列（GLISBS）（G/C）TGGGGGGT（A/C）に効果的に結合することが示されました。Glis2はGlisBS依存性レポーターのトランス活性化を誘導することはできませんでしたが、GLI1によるGlisBSを介したトランス活性化を効果的に阻害しました。Glis2内の各ZFの四面体構成を破壊する変異は、GlisbsへのGlis2結合を廃止し、Gli1を介したトランス活性化の阻害を廃止しました。対照的に、Glis2は、INS2プロモーター内で-263と-99にある2つのGlisBS要素に直接結合することにより、マウスインスリン-2（INS2）プロモーターを活性化することができました。Ser（245）のリン膜化学的変異は、Glis2のGlisBへの結合を阻害し、INS2プロモーターのトランス活性化とGLI1によるGlisBS依存性のトランス活性化を阻害する能力に劇的に影響しました。この研究では、Glis2が転写活性化因子として機能し、DNA結合ドメイン内の翻訳後修飾がその転写活性を調節できることを実証します。このコントロールは、標的遺伝子と腎機能のGlis2依存性調節において重要な役割を果たす可能性があります。

Gli-similar 1-3 (Glis1-3) constitute a subfamily of Krüppel-like zinc finger (ZF) transcription factors that are closely related to the Gli protein family. Mutations in GLIS2 are linked to nephronophthisis, a chronic kidney disease characterized by renal fibrosis and atrophy in children and young adults. Currently, very little information exists about the mechanism of action of Glis2, its target genes, or the signaling pathways that regulate its activity. In this study, we show that a region within ZF3 is required for the nuclear localization of Glis2. Analysis of Glis2 DNA binding demonstrated that Glis2 binds effectively to the consensus Glis binding sequence (GlisBS) (G/C)TGGGGGGT(A/C). Although Glis2 was unable to induce transactivation of a GlisBS-dependent reporter, it effectively inhibited the GlisBS-mediated transactivation by Gli1. Mutations that disrupt the tetrahedral configuration of each ZF within Glis2 abolished Glis2 binding to GlisBS and also abrogated its inhibition of Gli1-mediated transactivation. In contrast, Glis2 was able to activate the murine insulin-2 (Ins2) promoter by binding directly to two GlisBS elements located at -263 and -99 within the Ins2 promoter. Phosphomimetic mutation of Ser(245) inhibited the binding of Glis2 to GlisBS and dramatically affected its transactivation of the Ins2 promoter and its ability to inhibit GlisBS-dependent transactivation by Gli1. In this study, we demonstrate that Glis2 can function as a transcriptional activator and that post-translational modification within its DNA-binding domain can regulate its transcriptional activity. This control may play a critical role in the Glis2-dependent regulation of target genes and renal function.