한빛사논문
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Dasol Han1,6, Guojing Liu1,2,6, Yujeong Oh3,6, Seyoun Oh3, Seungbok Yang3, Lori Mandjikian1, Neha Rani1,4, Maria C. Almeida1,5, Kenneth S. Kosik1 & Jiwon Jang3
1Neuroscience Research Institute, Department of Molecular, Cellular, and Developmental Biology, University of California, Santa Barbara, CA, USA.
2Novogene Co., Ltd, Beijing, China.
3Department of Life Sciences, Pohang University of Science and Technology (POSTECH), Pohang, Korea.
4Department of Biological Sciences & Bioengineering, Indian Institute of Technology, Kanpur, India.
5Federal University of ABC, Center for Natural and Human Sciences São Bernardo do Campo, Santo André, Brazil.
6These authors contributed equally: Dasol Han, Guojing Liu, Yujeong Oh.
Corresponding authors : Correspondence to Kenneth S. Kosik or Jiwon Jang.
Abstract
Development is generally viewed as one-way traffic of cell state transition from primitive to developmentally advanced states. However, molecular mechanisms that ensure the unidirectional transition of cell fates remain largely unknown. Through exact transcription start site mapping, we report an evolutionarily conserved BTB domain-containing zinc finger protein, ZBTB12, as a molecular barrier for dedifferentiation of human pluripotent stem cells (hPSCs). Single-cell RNA sequencing reveals that ZBTB12 is essential for three germ layer differentiation by blocking hPSC dedifferentiation. Mechanistically, ZBTB12 fine-tunes the expression of human endogenous retrovirus H (HERVH), a primate-specific retrotransposon, and targets specific transcripts that utilize HERVH as a regulatory element. In particular, the downregulation of HERVH-overlapping long non-coding RNAs (lncRNAs) by ZBTB12 is necessary for a successful exit from a pluripotent state and lineage derivation. Overall, we identify ZBTB12 as a molecular barrier that safeguards the unidirectional transition of metastable stem cell fates toward developmentally advanced states.
논문정보
- Research article
- 2023년 02월 (BRIC 등록일 2023-03-21)
- 국내(교신)+국외 연구진
- 생명과학 > 발생생물학
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![인간 만능줄기세포의 역분화를 억제하는 분자 장벽 ZBTB12 [Nat. Commun.]](/upload/board/files/onseminar/thumb/thumb_0000552.png)
학술웨비나
인간 만능줄기세포의 역분화를 억제하는 분자 장벽 ZBTB12 [Nat. Commun.] 일반적으로 발생과정은 원시적 상태에서 더 분화-발생된 상태로의 일방통행처럼 여겨진다. 그러나 이 단방향성 전환을 보장해주는 분자기전은 잘 알려져 있지 않다. 정확한 전사시작부위(transcription start site) 맵핑을 통해 우리는 진화적으로 보존된 ZBTB12 단백질을 세포의 역분화를 막는 분자 방벽으로서 소개한다. 우리는 단일세포수준 전사체 분석을 통해 ZBTB12가 인간 만능줄기세포의 역분화를 억제함으로써 삼배엽으로의 분화에 필수적임을 발견하였다. 기전적으로, ZBTB12는 영장류 특이적인 인간 내인성 역전사바이러스 H (HERV-H)의 발현을 억제함으로써 HERV-H에 의해 조절되는 특정 transcripts를 타겟한다. 특히, ZBTB12에 의한 HERV-H 연관 long non-coding RNA 발현 억제는 줄기세포의 만능성 탈출(pluripotency exit) 및 삼배엽으로의 분화에 필수적이다. 종합적으로, 우리는 ZBTB12를 준안정(metastable) 줄기세포의 단방향성 발생 분화를 보장해주는 분자 방벽으로서 동정하였다.- 한다솔(Altos labs)
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