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{{Infobox Protein
| Name =
| Bild =
| Bild_legende = 
| PDB = 
| Groesse = 360 Aminosäuren
| Kofaktor =
| Precursor =
| Struktur =
| Isoformen = A, B
| HGNCid = 9221
| Symbol = POU5F1
| AltSymbols =
| OMIM = 164177
| UniProt = Q01860
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| Orthologe =
}}'''Oct-4''' (''Oktamer-bindender Transkriptionsfaktor''; engl. ''Octamer binding transcription factor 4''), auch als '''OCT3''', '''POU5F1''' oder '''MGC22487''' bezeichnet, ist ein [[Transkriptionsfaktor]] aus der [[POU-Familie]]. Das Gen wird nur in [[Zelle (Biologie)|Zellen]] mit einem höheren Entwicklungspotential als dem von [[Somatische Zelle|somatischen]] [[Stammzellen]] exprimiert; außerdem in [[Krebs (Medizin)|Krebszellen]]. "Oktamer" bedeutet "aus acht Teilen bestehend" und bezieht sich auf die Bindesequenz "ATTTGCAT" im Promotorbereich von Zielgenen.<ref>Hans R. Schöler, Siegfried Ruppert, Noriaki Suzuki, Kamal Chowdhury & Peter Gruss: New type of POU domain in germ line-specific protein Oct-4. Nature 344, 435 - 439 (29 March 1990); [[doi:10.1038/344435a0]]</ref>

== Genetik ==
Das Oct-4-Gen liegt beim Menschen auf [[Chromosom 6 (Mensch)|Chromosom 6]], [[Genlocus]] 6p21.33.

== Funktion ==
Das Oct-4-Gen [[Genetischer Code|codiert]] für ein [[Protein]] – einen [[Transkriptionsfaktor]] – das für eine normale [[Embryo]]nalentwicklung wichtig ist.<ref name="DOI10.1038/nature24033">Norah M. E. Fogarty, Afshan McCarthy, Kirsten E. Snijders, Benjamin E. Powell, Nada Kubikova, Paul Blakeley, Rebecca Lea, Kay Elder, Sissy E. Wamaitha, Daesik Kim, Valdone Maciulyte, Jens Kleinjung, Jin-Soo Kim, Dagan Wells, Ludovic Vallier, Alessandro Bertero, James M. A. Turner, Kathy K. Niakan: ''Genome editing reveals a role for OCT4 in human embryogenesis.'' In: ''Nature.'' 2017, {{DOI|10.1038/nature24033}}.</ref> Das Protein hat zwei [[Isoform]]en mit unterschiedlichen [[Molare Masse|molaren Massen]] (A: 45 [[Dalton (Einheit)|kDa]], B: 33 kDa)<ref>[https://datasheets.scbt.com/sc-5279.pdf Sc-5279] bei scbt.com.</ref>. Dabei wird Oct-4 selektiv in den Bereichen des Embryos [[Genexpression|exprimiert]], in denen sich später das fötale Gewebe aufbaut. Für die Entwicklung aller [[Säugetiere]] ist Oct-4 ein lebensnotwendiges Gen. Im erwachsenen Lebewesen wird Oct-4 dagegen nur in Keimzellen exprimiert.<ref name="mpg">H. R. Schöler: ''TrophoblastGenexpression und Funktion der Gene in der Keimbahn der Maus.'' In: ''Tätigkeitsbericht der Max-Planck-Gesellschaft'' 2004, S. 87–93.</ref>

2002 wurde von einer Arbeitsgruppe um [[Hans R. Schöler]] an der [[University of Pennsylvania]] am [[Modellorganismus|Tiermodell]] [[Hausmaus|Maus]] entdeckt, dass die korrekte Expression von Oct-4 direkt mit der Lebensfähigkeit von Maus-Klonen korreliert. Die Aktivierung von Oct-4 muss dabei in einem ganz bestimmten Bereich liegen. Geringfügig zu niedrige, aber auch zu hohe Aktivitäten, führten zum Tod der Versuchstiere. Je nach Entwicklungsphase des Embryos hat ein „Abschalten“ von Oct-4 eine unterschiedliche Wirkung. In der sehr frühen embryonalen Phase bewirkt der Oct-4-Verlust, dass im Embryo [[Totipotenz|totipotente]] Zellen in [[trophoblast]]ische Zellen umgewandelt werden. In einer späteren Phase bewirkt der Oct-4-Verlust, dass bei den [[Gamet|Urkeimzellen]] die [[Apoptose]] ausgelöst wird.<ref name="mpg" />

Das [[Genprodukt]] von Oct-4 zeigt als Transkriptionsfaktor hochkomplexe, teilweise noch nicht bekannte, beziehungsweise verstandene, Wechselwirkungen mit anderen Transkriptions- und [[Coenzym|Kofaktoren]] aus der [[POU-Familie]], aber auch anderen Familien, wie beispielsweise [[Pax-Gen|Pax]] oder [[Sox-Gen|Sox]]. So kann Oct-4 mit einem weiteren Oct-4, aber auch mit [[Oct-1]], [[Oct-6]] oder [[Sox-2]] interagieren.<ref name="mpg" />

=== Biotechnologische Forschung ===

Bei der aktuell diskutierten und in vielen Laboratorien erforschten [[Induzierte pluripotente Stammzelle|künstlichen Reprogrammierung von Stammzellen]] wird Oct-4 beispielsweise zusammen mit den Genen [[Sox-2]], [[Nanog]] und [[lin-28]]<ref>J. Yu u. a.: ''Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.'' In: ''[[Science]]'' 318, S. 1917–1920, 2007. PMID 18029452</ref> mit Hilfe von [[Retroviren]] in somatische Zellen eingeschleust, woraufhin diese in pluripotente Stammzellen umgewandelt werden.<ref>K. Okita u. a.: ''Generation of germline-competent induced pluripotent stem cells.'' In: [[Nature]] 448, S. 313–317, 2007. PMID 17554338</ref><ref>K. Takahashi und S. Yamanaka: ''Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.'' In: ''Cell'' 126, S. 663–676, 2006. PMID 16904174</ref>

Da Stammzellgene wie Oct-4 häufig in [[maligne]]n Zellen aktiv sind, ist die Regulation dieses Gens von großem wissenschaftlichem Interesse. So wurden bereits einige kleine [[RNA]]-Moleküle, sogenannte [[microRNA]]s gefunden, die die [[Translation (Biologie)|Translation]] von Oct-4 herauf-<ref>Highly efficient miRNA-mediated reprogramming of mouse and human somatic cells to pluripotency. Anokye-Danso F, Trivedi CM, Juhr D, Gupta M, Cui Z, Tian Y, Zhang Y, Yang W, Gruber PJ, Epstein JA, Morrisey EE. Cell Stem Cell. 2011 Apr 8;8(4):376-88.</ref><ref>MicroRNA cluster 302-367 enhances somatic cell reprogramming by accelerating a mesenchymal-to-epithelial transition. Liao B, Bao X, Liu L, Feng S, Zovoilis A, Liu W, Xue Y, Cai J, Guo X, Qin B, Zhang R, Wu J, Lai L, Teng M, Niu L, Zhang B, Esteban MA, Pei D. J Biol Chem. 2011 May 13;286(19):17359-64. Epub 2011 Mar 22.</ref> oder herunterregulieren<ref>microRNA-145 suppresses lung adenocarcinoma-initiating cell proliferation by targeting OCT4.Yin R, Zhang S, Wu Y, Fan X, Jiang F, Zhang Z, Feng D, Guo X, Xu L., Oncol Rep. 2011 Jun;25(6):1747-54. [[doi:10.3892/or.2011.1252]]. Epub 2011 Apr 7</ref><ref>Up-regulation of microRNA-145 promotes differentiation by repressing OCT4 in human endometrial adenocarcinoma cells. Wu Y, Liu S, Xin H, Jiang J, Younglai E, Sun S, Wang H. Cancer. 2011 Sep 1;117(17):3989-98. [[doi:10.1002/cncr.25944]]. Epub 2011 Mar 1.</ref>.

== Literatur ==
* H. R. Schöler u. a.: ''New type of POU domain in germ line-specific protein Oct-4.'' In: ''Nature'' 344, 1990, S. 435–439.
* J. Kehler u. a.: ''Oct-4 is required for primordial germ cell survival.'' In: ''EMBO Reports'' 5, 2004, S. 1078–1083.
* J. Maurer u. a.: ''Contrasting expression of keratins in mouse and human embryonic stem cells.'' In: ''PLoS ONE'' 3, 2008, e3451. PMID 18941637
* V. Chickarmane, C. Peterson: ''A computational model for understanding stem cell, trophectoderm and endoderm lineage determination.'' In: ''PLoS ONE''3, 2008, e3478. PMID 18941526
* Y. Sun u. a.: ''Evolutionarily conserved transcriptional co-expression guiding embryonic stem cell differentiation.'' In: ''PLoS ONE'' 3, 2008, e3406. PMID 18923680
* D. Qin u. a.: [https://www.jbc.org/article/S0021-9258(20)63522-0/fulltext ''Mouse meningiocytes express Sox2 and yield high efficiency of chimeras after nuclear reprogramming with exogenous factors.''] In: ''[[J Biol Chem]]'' 283, S. 33730–33735, 2008 PMID 18826945
* D. Pei: ''Regulation of pluripotency and reprogramming by transcription factors.'' In: ''J. Biol. Chem.'' 284, 2009, S. 3365–3369, PMID 18819918 (Review).
* T. Wilhelm: ''Entwicklung und Anwendung neuer Analyseverfahren zur Differenzierung muriner embryonaler Stammzellen.'' Dissertation, Eberhard Karls Universität Tübingen, 2008, {{DNB|990032701/34}}

=== Nicht-wissenschaftliche Publikationen ===
* [https://www.faz.net/aktuell/wissen/leben-gene/wendepunkt-der-forschung-kuenstliche-herstellung-von-stammzellen-gelungen-1490779.html ''Künstliche Herstellung von Stammzellen gelungen.''] In: ''Frankfurter Allgemeine Zeitung'' vom 21. November 2007
* Wissenschaftlicher Beirat „Bio- und Gentechnologie“ der CDU/CSU-Bundestagsfraktion: {{Webarchiv |url=http://www.cducsu.de/upload/wsb040127.pdf |wayback=20040720180018 |text=''Biologische, rechtliche und ethische Überlegungen zu aktuellen Ergebnissen der Forschung an embryonalen Stammzellen sowie zum Begriff der „Totipotenz“.''}} (PDF; 181 kB) 2004

== Weblinks ==
* {{OMIM|164177}}
* [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene?cmd=retrieve&dopt=default&rn=1&list_uids=5460 POU5F1 POU class 5 homeobox 1] bei [[Entrez Gene]] (englisch)
* [https://www.ensembl.org/Homo_sapiens/Gene/Summary?db=core;g=ENSG00000204531 Gene: POU5F1 (ENSG00000204531)] bei [[Ensembl]] (englisch)
* {{UniProt|Q01860|titel=PO5F1_HUMAN|abruf=2024-07-13|abruf-verborgen=1}} (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Gen]]
[[Kategorie:Transkriptionsfaktor]]
[[Kategorie:Entwicklungsbiologie]]
[[Kategorie:Codiert auf Chromosom 6 (Mensch)]]

Oktamer-bindender Transkriptionsfaktor 4 - Versionsgeschichte

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