Белки группы поликомб - Polycomb-group proteins

Белки группы поликомб площадь семейство белковых комплексов впервые обнаружен у плодовых мушек, способных переделывать хроматин такой, что эпигенетический молчание гены происходит. Белки группы поликомб хорошо известны своей способностью подавлять Hox-гены через модуляцию структуры хроматина во время эмбриональное развитие у плодовых мух (Drosophila melanogaster ). Они получили свое название от того факта, что первым признаком снижения функции PcG часто является гомеотическая трансформация задних ног в сторону передних ног, которые имеют характерный гребенчатый набор щетинок.[1]

У насекомых

В Дрозофила, то Триторакс-группа (trxG) и белки группы Polycomb (PcG) (они получили свое название от того факта, что первым признаком снижения функции PcG часто является гомеотическая трансформация задних ног в сторону передних ног, которые имеют характерный гребенчатый набор щетинки) действуют антагонистически и взаимодействуют с хромосомными элементами, называемыми Модули сотовой памяти (КИМ). Белки группы триторакс (trxG) поддерживают активное состояние экспрессии генов, в то время как белки группы Polycomb (PcG) противодействуют этой активации с помощью репрессивной функции, которая стабильна на протяжении многих поколений клеток и может быть преодолена только процессами дифференцировки зародышевой линии. Комплексы генов Polycomb или сайленсинг PcG состоят по крайней мере из трех видов мультибелковых комплексов Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), PRC2 и PhoRC. Эти комплексы работают вместе, чтобы осуществить свой репрессивный эффект. Белки PcGs эволюционно консервативны и существуют по крайней мере в двух отдельных белковых комплексах; репрессивный комплекс PcG 1 (PRC1) и репрессивный комплекс PcG 2–4 (PRC2 / 3/4). PRC2 катализирует триметилирование лизина 27 на гистоне H3 (H3K27me2 / 3), тогда как PRC1 моноубиквитинирует гистон H2A на лизине 119 (H2AK119Ub1).

У млекопитающих

У млекопитающих экспрессия генов Polycomb Group важна во многих аспектах развития, таких как регуляция гомеотических генов и Инактивация Х-хромосомы, существование завербован в неактивный X к Xist РНК, главный регулятор XCI[2] или самообновление эмбриональных стволовых клеток[3]. В Bmi1 поликомбина Безымянный палец белок способствует самообновлению нервных стволовых клеток.[4][5] Мышиные нулевые мутанты в генах PRC2 являются эмбриональными леталиями, в то время как большинство мутантов PRC1 - это живорожденные гомеотические мутанты, которые умирают перинатально. Напротив, сверхэкспрессия белков PcG коррелирует с серьезностью и инвазивностью нескольких рак типы.[6] Коровые комплексы PRC1 млекопитающих очень похожи на Drosophila. Известно, что Polycomb Bmi1 регулирует ink4 locus (стр. 16Ink4a, стр19Арф).[4][7]

Регуляция белков группы Polycomb при двухвалентный хроматин сайтов выполняется SWI / SNF комплексы, которые препятствуют накоплению комплексов Polycomb посредством АТФ-зависимого выселения.[8]

В растениях

В Physcomitrella patens белок PcG FIE специфически экспрессируется в стволовые клетки такие как неоплодотворенные яйцеклетка. Вскоре после оплодотворения ген FIE у молодняка инактивируется. эмбрион.[9] Ген Polycomb FIE экспрессируется в неоплодотворенных яйцеклетках мха Physcomitrella patens, и его экспрессия прекращается после оплодотворения в развивающемся диплоидном спорофите.

Было показано, что в отличие от млекопитающих PcG необходимы для поддержания клеток в дифференцированном состоянии. Следовательно, потеря PcG вызывает де-дифференцировку и способствует эмбриональному развитию.[10]

Белки группы поликомб также вмешиваются в контроль цветения, подавляя молчание Цветение Locus C ген.[11] Этот ген является центральной частью пути, препятствующего цветению растений, и предполагается, что его подавление зимой является одним из основных факторов, влияющих на развитие растений. яровизация.[12]

Ген Polycomb FIE экспрессируется (синий) в неоплодотворенных яйцеклетках мха. Physcomitrella patens (справа) и экспрессия прекращается после оплодотворения у развивающегося диплоидного спорофита (слева). Окрашивание GUS in situ двух женских половых органов (архегоний) трансгенного растения, экспрессирующего трансляционное слияние FIE-uidA под контролем нативного промотора FIE

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Портосо М., Кавалли Дж. (2008). «Роль РНКи и некодирующих РНК в опосредованном Polycomb контроле экспрессии генов и геномного программирования». В Моррис К.В. (ред.). РНК и регуляция экспрессии генов: скрытый уровень сложности. Caister Academic Press. С. 29–44. ISBN  978-1-904455-25-7.
  2. ^ Ку М., Коче Р.П., Райнбай Е., Менденхолл Е.М., Эндох М., Миккельсен Т.С., Прессер А., Нусбаум С., Се Х, Чи А.С., Адли М., Касиф С., Пташек Л.М., Коуэн К.А., Лендер Е.С., Косеки Х., Бернштейн Б.Е. (Октябрь 2008 г.). «Общегеномный анализ занятости PRC1 и PRC2 определяет два класса бивалентных доменов». PLOS Genetics. 4 (10): e1000242. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000242. ЧВК  2567431. PMID  18974828.
  3. ^ Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. et al. Молекулярная логика индуцированного Nanog самообновления в эмбриональных стволовых клетках мыши. Нац Коммуна 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  4. ^ а б Молофски А.В., Хе С., Байдон М., Моррисон С.Дж., Пардал Р. (июнь 2005 г.). «Bmi-1 способствует самообновлению нервных стволовых клеток и развитию нервной системы, но не способствует росту и выживанию мышей, подавляя пути старения p16Ink4a и p19Arf». Гены и развитие. 19 (12): 1432–7. Дои:10.1101 / gad.1299505. ЧВК  1151659. PMID  15964994.
  5. ^ Парк И.К., Моррисон С.Дж., Кларк М.Ф. (январь 2004 г.). «Bmi1, стволовые клетки и регуляция старения». Журнал клинических исследований. 113 (2): 175–9. Дои:10.1172 / JCI20800. ЧВК  311443. PMID  14722607.
  6. ^ Sauvageau M, Sauvageau G (апрель 2008 г.). «Гены группы Polycomb: поддержание баланса активности стволовых клеток». PLOS Биология. 6 (4): e113. Дои:10.1371 / journal.pbio.0060113. ЧВК  2689701. PMID  18447587.
  7. ^ Попов Н, Гил Дж (2010). «Эпигенетическая регуляция локуса INK4b-ARF-INK4a: в болезни и в здоровье» (PDF ). Эпигенетика. 5 (8): 685–90. Дои:10.4161 / epi.5.8.12996. ЧВК  3052884. PMID  20716961.
  8. ^ Стэнтон Б.З., Ходжес К., Каларко Дж. П., Браун С. М., Ку В. Л., Кадоч К., Чжао К., Крэбтри Г. Р. (февраль 2017 г.). «Мутации Smarca4 АТФазы нарушают прямое вытеснение PRC1 из хроматина». Природа Генетика. 49 (2): 282–288. Дои:10,1038 / нг.3735. ЧВК  5373480. PMID  27941795.
  9. ^ Москна А., Кац А., Декер Е. Л., Ренсинг С. А., Рески Р., Охад Н. (июль 2009 г.). «Регуляция поддержания стволовых клеток с помощью белка FIE Polycomb была сохранена в процессе эволюции наземных растений». Разработка. 136 (14): 2433–44. Дои:10.1242 / dev.035048. PMID  19542356.
  10. ^ Aichinger E, Villar CB, Farrona S, Reyes JC, Hennig L, Köhler C (август 2009 г.). «Белки CHD3 и белки группы поликомб антагонистически определяют идентичность клеток у Arabidopsis». PLOS Genetics. 5 (8): e1000605. Дои:10.1371 / journal.pgen.1000605. ЧВК  2718830. PMID  19680533.
  11. ^ Цзян Д., Ван И, Ван И, Хе И (2008). «Подавление ЦВЕТУЩИХ ЛОКУСОВ C и ЦВЕТУЩИХ ЛОКУСОВ T двумя компонентами репрессивного комплекса Arabidopsis Polycomb». PLOS ONE. 3 (10): e3404. Bibcode:2008PLoSO ... 3.3404J. Дои:10.1371 / journal.pone.0003404. ЧВК  2561057. PMID  18852898.
  12. ^ Шелдон С.К., Роуз Д.Т., Финнеган Э.Дж., Пикок В.Дж., Деннис Э.С. (март 2000 г.). «Молекулярная основа яровизации: центральная роль ЦВЕТОЧНОГО ЛОКУСА C (FLC)». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 97 (7): 3753–8. Дои:10.1073 / pnas.060023597. ЧВК  16312. PMID  10716723.

дальнейшее чтение

внешняя ссылка