Proteiny skupiny polycomb - Polycomb-group proteins - Wikipedia

Proteiny skupiny polycomb plocha rodina proteinových komplexů poprvé objeven u ovocných mušek, které lze předělat chromatin takhle epigenetický umlčování geny koná se. Proteiny polycombových skupin jsou dobře známé pro umlčování Hox geny modulací struktury chromatinu v průběhu embryonální vývoj v ovocných muškách (Drosophila melanogaster ). Název odvozují od skutečnosti, že první známkou poklesu funkce PcG je často homeotická transformace zadních končetin směrem k předním končetinám, které mají charakteristický hřebenovitý soubor štětin.[1]

U hmyzu

v Drosophila, Skupina trithorax (trxG) a proteiny skupiny Polycomb (PcG) (odvozují svůj název od skutečnosti, že první známkou poklesu funkce PcG je často homeotická transformace zadních nohou na přední nohy, které mají charakteristickou hřebenovou sadu štětiny) působí antagonisticky a interagují s chromozomálními prvky, tzv Moduly mobilní paměti (CMM). Proteiny skupiny trithorax (trxG) udržují aktivní stav genové exprese, zatímco proteiny skupiny Polycomb (PcG) působí proti této aktivaci represivní funkcí, která je stabilní po mnoho generací buněk a lze ji překonat pouze procesy diferenciace zárodečných linií. Polycomb Gene komplexy nebo PcG umlčování sestávají z nejméně tří druhů multiproteinového komplexu Polycomb Repressive Complex 1 (PRC1), PRC2 a PhoRC. Tyto komplexy spolupracují, aby uskutečnily svůj represivní účinek. Proteiny PcG jsou evolučně konzervované a existují alespoň v dvou samostatných proteinových komplexech; represivní komplex PcG 1 (PRC1) a represivní komplex PcG 2–4 (PRC2 / 3/4). PRC2 katalyzuje trimethylaci lysinu 27 na histonu H3 (H3K27me2 / 3), zatímco PRC1 monobikvitinuje histon H2A na lysinu 119 (H2AK119Ub1).

U savců

U savců je genová exprese Polycomb Group důležitá v mnoha aspektech vývoje homeotická regulace genů a Inaktivace chromozomu X, bytost přijati k neaktivnímu X podle Xist RNA, hlavní regulátor XCI[2] nebo samoobnovení embryonálních kmenových buněk[3]. The Bmi1 polycomb prsteník protein podporuje samoobnovu nervových kmenových buněk.[4][5] Myší nulové mutanty v genech PRC2 jsou embryonální smrtelníci, zatímco většina mutantů PRC1 jsou živě narozené homeotické mutanty, které umírají perinatálně. Naproti tomu nadměrná exprese proteinů PcG koreluje se závažností a invazivností několika rakovina typy.[6] Savčí základní komplexy PRC1 jsou velmi podobné Drosophila. Je známo, že Polycomb Bmi1 reguluje ink4 locus (strInkoust4a, strArf).[4][7]

Regulace proteinů skupiny Polycomb na bivalentní chromatin stránky provádí SWI / SNF komplexy, které jsou proti akumulaci komplexů Polycomb prostřednictvím ATP-dependentního vystěhování.[8]

V rostlinách

v Physcomitrella patens protein PcG FIE je specificky exprimován v kmenové buňky jako je neoplodněný vaječná buňka. Brzy po oplodnění je gen FIE inaktivován u mladých embryo.[9] Gen Polycomb FIE je exprimován v neoplodněných vaječných buňkách mechu Physcomitrella patens a exprese přestává po oplodnění ve vyvíjejícím se diploidním sporofytu.

Ukázalo se, že na rozdíl od savců je PcG nezbytný k udržení buněk v diferencovaném stavu. V důsledku toho ztráta PcG způsobuje de-diferenciaci a podporuje embryonální vývoj.[10]

Proteiny skupiny Polycomb také zasahují do kontroly kvetení umlčením Kvetoucí Locus C. gen.[11] Tento gen je centrální částí dráhy, která inhibuje kvetení rostlin a jeho umlčování během zimy je považováno za jeden z hlavních faktorů zasahujících do rostliny jarovizace.[12]

Gen Polycomb FIE je exprimován (modrý) v neoplodněných vaječných buňkách mechu Physcomitrella patens (vpravo) a exprese přestává po oplodnění ve vyvíjejícím se diploidním sporofytu (vlevo). In situ GUS barvení dvou ženských pohlavních orgánů (archegonie) transgenní rostliny exprimující translační fúzi FIE-uidA pod kontrolou nativního promotoru FIE

Viz také

Reference

  1. ^ Portoso M, Cavalli G (2008). „Role RNAi a nekódujících RNA v Polycombu zprostředkovaném řízení genové exprese a genomového programování“. In Morris KV (ed.). RNA a regulace genové exprese: skrytá vrstva složitosti. Caister Academic Press. str. 29–44. ISBN  978-1-904455-25-7.
  2. ^ Ku M, Koche RP, Rheinbay E, Mendenhall EM, Endoh M, Mikkelsen TS, Presser A, Nusbaum C, Xie X, Chi AS, Adli M, Kasif S, Ptaszek LM, Cowan CA, Lander ES, Koseki H, Bernstein BE (Říjen 2008). „Genomewide analysis of PRC1 and PRC2 obsazenost identifikuje dvě třídy bivalentních domén“. Genetika PLOS. 4 (10): e1000242. doi:10.1371 / journal.pgen.1000242. PMC  2567431. PMID  18974828.
  3. ^ Heurtier, V., Owens, N., Gonzalez, I. a kol. Molekulární logika nanogem indukované sebeobnovy v myších embryonálních kmenových buňkách. Nat Commun 10, 1109 (2019). https://doi.org/10.1038/s41467-019-09041-z
  4. ^ A b Molofsky AV, He S, Bydon M, Morrison SJ, Pardal R (červen 2005). „Bmi-1 podporuje sebeobnovu nervových kmenových buněk a jejich vývoj, ale ne růst a přežití myší potlačováním senescenčních drah p16Ink4a a p19Arf“. Geny a vývoj. 19 (12): 1432–7. doi:10,1101 / gad.1299505. PMC  1151659. PMID  15964994.
  5. ^ Park IK, Morrison SJ, Clarke MF (leden 2004). „Bmi1, kmenové buňky a regulace stárnutí“. The Journal of Clinical Investigation. 113 (2): 175–9. doi:10.1172 / JCI20800. PMC  311443. PMID  14722607.
  6. ^ Sauvageau M, Sauvageau G (duben 2008). „Geny skupiny Polycomb: udržování rovnováhy aktivity kmenových buněk“. PLOS Biology. 6 (4): e113. doi:10.1371 / journal.pbio.0060113. PMC  2689701. PMID  18447587.
  7. ^ Popov N, Gil J (2010). „Epigenetická regulace lokusu INK4b-ARF-INK4a: v nemoci a ve zdraví“ (PDF ). Epigenetika. 5 (8): 685–90. doi:10,4161 / epi. 5.8.12996. PMC  3052884. PMID  20716961.
  8. ^ Stanton BZ, Hodges C, Calarco JP, Braun SM, Ku WL, Kadoch C, Zhao K, Crabtree GR (únor 2017). "Smarca4 ATPázové mutace narušují přímé vystěhování PRC1 z chromatinu". Genetika přírody. 49 (2): 282–288. doi:10.1038 / ng.3735. PMC  5373480. PMID  27941795.
  9. ^ Mosquna A, Katz A, Decker EL, Rensing SA, Reski R, Ohad N (červenec 2009). „Regulace údržby kmenových buněk proteinem Polycomb FIE byla zachována během evoluce suchozemských rostlin“. Rozvoj. 136 (14): 2433–44. doi:10.1242 / dev.035048. PMID  19542356.
  10. ^ Aichinger E, Villar CB, Farrona S, Reyes JC, Hennig L, Köhler C (srpen 2009). „Proteiny CHD3 a proteiny skupiny polycombů antagonisticky určují buněčnou identitu u Arabidopsis“. Genetika PLOS. 5 (8): e1000605. doi:10.1371 / journal.pgen.1000605. PMC  2718830. PMID  19680533.
  11. ^ Jiang D, Wang Y, Wang Y, He Y (2008). „Represe FLOWERING LOCUS C a FLOWERING LOCUS T represivním komplexem Arabidopsis Polycomb 2 komponenty“. PLOS ONE. 3 (10): e3404. Bibcode:2008PLoSO ... 3.3404J. doi:10,1371 / journal.pone.0003404. PMC  2561057. PMID  18852898.
  12. ^ Sheldon CC, Rouse DT, Finnegan EJ, Peacock WJ, Dennis ES (březen 2000). „Molekulární základ vernalizace: ústřední role KVĚTINOVÉHO LOKUSU C (FLC)“. Sborník Národní akademie věd Spojených států amerických. 97 (7): 3753–8. doi:10.1073 / pnas.060023597. PMC  16312. PMID  10716723.

Další čtení

externí odkazy